掺聚丙烯纤维补偿收缩混凝土限制收缩率试验研究

李特

摘 要：混凝土浇筑成型后会不可避免地发生收缩，严重的甚至导致开裂、强度降低，而补偿收缩混凝土在限制条件下，在混凝土中建立了一定的预应力，改善了混凝土的内部应力状态，从而提高了其抗裂能力。为防止水工建筑物中的混凝土裂缝的产生及发展，本文通过对掺聚丙烯纤维补偿收缩混凝土限制收缩试验的限制膨胀率进行了研究，得到了聚丙烯纤维补偿收缩混凝土限制膨胀率与UEA、聚丙烯纤维、MgO掺变量之间的关系。

关键词：补偿收缩混凝土；聚丙烯纤维；限制膨胀率

中图分类号：TU528.572 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）16-0094-02

Experimental Study on Shrinkage Shrinkage of Shrinkage

Compensating Concrete with Polypropylene Fiber

LI Te

Abstract： Inevitably occur after concrete pouring molding shrinkage， serious and even cause cracking， the intensity is reduced， and the compensation shrinkage concrete under the condition of limited， established in the concrete prestressed， improved the internal stress state of concrete， so as to improve its crack resistance. In order to prevent the occurrence and development of concrete cracks in hydraulic structures， this paper studied the restricted expansion rate of polypropylene fiber blended with polypropylene fiber to compensate the restricted shrinkage of concrete， and obtained the relationship between the limited expansion rate of polypropylene fiber compensated shrinkage concrete and the variables of UEA， polypropylene fiber and MgO.

Keywords： shrinkage compensating concrete；polypropylene fiber；limiting expansion rate

混凝土是一种复合材料，由胶凝材料将集料胶结成的整体，在混凝土中掺入适量膨胀水泥或膨胀剂的混凝土称为补偿收缩混凝土。补偿收缩混凝土除了具有普通混凝土所具有的高抗压性能、大范围的强度等级、好的耐用性、简单的生产工艺、低廉的造价和丰富的材料来源等优点外，还具有在凝结时膨胀受到約束产生的压应力，能大致抵消由于干缩而出现的拉应力的独特性能。

聚丙烯纤维被称为混凝土中的次要加筋，聚丙烯短纤维能够有效阻止混凝土裂缝的产生，提高混凝土的抗冲击、抗折、抗疲劳和抗震性能，提高混凝土的抗渗透性能，改善混凝土的耐久性和抗老化性，提高混凝土的抗冻融性能，以及提高混凝土的耐火性能。膨胀混凝土中加入适量的聚丙烯纤维后，三维乱向分布的低模量聚丙烯纤维对膨胀剂膨胀的限制作用，能有效抑制后期膨胀可能产生的结构损伤，相比于纤维或膨胀剂的单一作用，两者共同作用能进一步改善混凝土的内部结构。同时，部分膨胀能转化为纤维的弹性应变，在混凝土中建立一定的自应力，可提高混凝土抵抗变形的能力。

1 试验

1.1 试验参数及试验设计

根据众多学者的研究，UEA、MgO以及聚丙烯纤维是影响补偿收缩混凝土收缩性的因素。本文为探究各因素掺量对补偿收缩混凝土收缩性的影响程度及各因素的交互作用，选取三因素三水平的正交试验。根据三因素三水平正交组合设计安排9组试验点，用于测定补偿收缩混凝土的限制收缩膨胀率，每组3个试件，共54个试件[1-3]。

三因素三水平的正交试验安排详见表1。

2 结果与分析

通过表1可以看出，混凝土的变化趋势相似但程度不同，不同掺量聚丙烯纤维和双膨胀剂的补偿收缩混凝土在28d内的变化趋势基本相同，在14d之前逐渐增大，14d后保持平稳或者出现下降的趋势，由此可以看出膨胀剂对混凝土收缩的补偿效果显著。掺膨胀剂和聚丙烯纤维的混凝土的限制膨胀都比空白组大，且一直保持增长的趋势，空白组在14d后限制膨胀率开始减小。

限制膨胀率最大的是UEA7%，聚丙烯纤维为1.4kg/m3，MgO为4%，其次是UEA，为10%，聚丙烯纤维为1.4kg/m3，MgO为2%。由此可以看出，聚丙烯纤维对限制膨胀率的影响比较显著，并且聚丙烯纤维的掺量越大，限制膨胀率越大。从表1中可以明显看出，掺加了聚丙烯纤维和双膨胀剂的混凝土的限制膨胀率明显比空白组增大。

3 结论

①不同掺量的UEA、聚丙烯纤维、MgO对聚丙烯纤维补偿收缩混凝土的限制膨胀率均有影响，并均能增大补偿收缩混凝土的限制膨胀率。

②不同掺量UEA、聚丙烯纤维、MgO的混凝土试件，在14d前的限制膨胀率增长快，在14d后趋于平稳或下降。

③聚丙烯纤维对7d以前的限制收缩膨胀率的影响较小，对7d以后限制收缩膨胀率的影响显著。

④UEA掺量为10%，聚丙烯纤维掺量为1.4kg/m3，MgO掺量为4%时限制膨胀率最大，此时的掺量为最佳掺量。

参考文献：

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