聚丙烯纖維對高透水性混凝土透水性能的影響

王蘇，陶毓先

（安徽省建筑科學研究設計院，安徽　合肥　230001）

聚丙烯纖維對高透水性混凝土透水性能的影響

王蘇，陶毓先

（安徽省建筑科學研究設計院，安徽合肥230001）

高透水性混凝土是一種多孔堆聚結(jié)構(gòu)的混凝土。在高透水性混凝土中摻入聚丙烯纖維（0.0%、0.1%、0.2%、0.3%，體積摻量），研究了聚丙烯纖維對高透水性混凝透水系數(shù)的影響。結(jié)果表明：摻入PPF會小幅度降低高透水性混凝土的透水系數(shù)，當PPF的長度一定時，透水系數(shù)隨PPF體積摻量的增加而降低；當PPF的體積摻量一定時，透水系數(shù)隨PPF長度的增加而提高。

聚丙烯纖維；高透水性混凝土；透水系數(shù)

1　概述

聚丙烯纖維（polypropylene fiber，以下簡稱為PPF）是一種有機合成纖維，其價格低廉，來源廣泛，目前廣泛應用于道橋、房屋建筑、水壩等混凝土工程建設中［1-2］。研究表明，摻入適量的PPF能很好的防止普通水泥混凝土發(fā)生脆性破壞，彌補韌性差及易收縮等缺陷，降低普通水泥混凝土的體積收縮量和彎拉強度比，從而達到提高普通水泥混凝土的強度和耐久性的效果［3-4］。目前PPF應用于高透水性混凝土中的研究和應用還比較少。PPF不吸水，抗酸堿性極強，具有高度的自分散性，與水泥基材料的黏結(jié)性很好，而且價格低廉［5-6］。本文認為在高透水性混凝土中摻入適量的PPF后，PPF能夠均勻的分布在水泥漿中，而且可以穩(wěn)定地錨固在粗骨料之間的觸點漿體膠結(jié)處，搭接于粗骨料之間的孔隙處，這樣能夠有效地改善界面強度以及高透水性混凝土的整體穩(wěn)定性。本文將通過試驗摻入不同長度的PPF后，研究PPF對高透水性混凝土透水性能的影響［7-8］。

2　原材料與試驗

2.1原材料

水泥為巢東海昌水泥廠產(chǎn)42.5R級普通硅酸鹽水泥；粗骨料選取粒徑為5～10mm的玄武巖碎石；安徽合肥生產(chǎn)的一種聚羧酸高效減水劑；聚丙烯纖維為白色，密度為0.91g/cm3平均直徑30μm，抗拉強度600MPa，彈性模量5.5GPa，斷裂伸長率15%；水為自來水。

2.2試驗方案

為研究PPF對高透水性混凝土透水性能的影響，本文選用不同長度、不同體積摻量的PPF來制備規(guī)格為100mm×100mm×100mm的纖維高透水性混凝土試件，實測其透水系數(shù)，以確定不同長度、不同體積摻量的最佳PPF摻量。配合比參數(shù)取其他研究學者推薦的最佳配合比參數(shù)，即：水膠比為0.29，漿集比為0.50，目標孔隙率為18%，羥丙基甲基纖維素（以下簡稱HPMC）摻量為0.05%，硅灰內(nèi)摻量為8%，粉煤灰內(nèi)摻量為20%，PPF的長度分別為6mm、12mm和19mm，體積摻量分別為0.0%、0.1%、0.2%和0.3%。通過摻入聚羧酸減水劑來調(diào)節(jié)水泥凈漿的流動度，最后確定聚羧酸減水劑摻量為0.20%時，效果最佳，表現(xiàn)為新制拌合物表面有金屬光澤等現(xiàn)象。具體材料配合比參數(shù)見表1。

高透水性混凝土配合比參數(shù)　表1

3　試驗結(jié)果與分析

3.1試驗結(jié)果

隨著不同長度PPF摻量的逐漸提高，高透水性混凝土28d透水系數(shù)的試驗結(jié)果見表2所示。

試驗結(jié)果　表2

3.2試驗分析

由表2的試驗結(jié)果分析可以得到，當PPF的長度分別為6mm、12mm、19mm，體積摻量分別為0.1%、0.2%、0.3%時，可以得到PPF的長度和體積摻量與高透水性混凝土的透水系數(shù)的關系。其關系見圖1（圖中橫坐標為“0”是指未摻入PPF時的情況）。

圖1　PPF與高透水性混凝土透水系數(shù)的關系

由表2和圖1可知，摻入PPF后的透水系數(shù)比未摻入PPF時的透水系數(shù)小。分析認為，摻入一定體積的PPF后會降低高透水性混凝土內(nèi)部的孔隙率，從而降低了高透水性混凝土的透水系數(shù)，但PPF在合適長度和合適體積摻量時透水系數(shù)下降的不多。

當PPF的長度一定時，透水系數(shù)隨PPF體積摻量的增加而減小。本文試驗中，PPF的長度分別為6mm、12mm、19mm時，隨PPF體積摻量的增加，其透水系數(shù)均相應減小。分析認為，摻入PPF的量越大，PPF所占孔隙的體積就越大，高透水性混凝土內(nèi)部的孔隙率降低的就越多，從而透水系數(shù)降低的就越厲害。

當PPF的體積摻量一定時，透水系數(shù)隨PPF長度的增加而提高。本文試驗中，PPF的體積摻量分別為0.1%、0.2%、0.3%時，隨PPF長度的增加，其透水系數(shù)均相應提高。分析認為，當PPF體積摻量在一定的合適范圍時，增加PPF的長度會增加PPF與基材的接口而形成連通通道的可能性，這不僅不會減少高透水性混凝土內(nèi)部的孔隙，反而會增加高透水性混凝土內(nèi)部的透水通道，從而提高了透水系數(shù)。

4　結(jié)　論

①摻入PPF會小幅度降低高透水性混凝土的透水系數(shù)。

②當PPF的長度一定時，透水系數(shù)隨PPF體積摻量的增加而降低。

③當PPF的體積摻量一定時，透水系數(shù)隨PPF長度的增加而提高。

［1］羅兆輝.我國聚丙烯纖維混凝土工程的研究與應用進展［J］.天津城市建設學院學報，2004，10（3）：198-203.

［2］徐清，吳培關，萬明.透水性聚丙烯纖維增強混凝土試驗研究［J］.新型建筑材料，2006（8）：53-55.

［3］李啟金，李國忠.聚丙烯纖維化學接枝改性增強水泥基復合材料的界面結(jié)合［J］.復合材料學報，2013，30（4）：238-244.

［4］周蓉，張洪弟，李存兵.改性聚丙烯纖維的性能測試與分析［J］.北京紡織，2004，25（3）：53-56.

［5］宗榮.聚丙烯纖維混凝土使用性能研究［D］.西安：長安大學，2004.

［6］王艷云，邢海峰，唐艷娟.改性聚丙烯纖維混凝土力學性能的試驗研究［J］.石河子大學學報（自然科學版），2006（6）：755-756.

［7］張宏偉，顏振良.改性聚丙烯纖維混凝土在水利工程中的應用［J］.水利科技與經(jīng)濟，2006（3）：199.

［8］危加陽.改性聚丙烯纖維混凝土的性能及其在水利工程中的應用［J］.甘肅水利水電技術，2006（6）：143-145.

TU502

A

1007-7359（2016）04-0280-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.112

王蘇（1991-），男，安徽肥西人，畢業(yè)于安徽建筑工業(yè)學院，學士，助理工程師。