微硅粉，聚丙烯纤维，聚酯纤维，胶粉

马    罗乙

（1．长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室   西安市  710064；2。北京佳路得建筑材料有限公司   北京市    100022）

摘要：通过对普通混凝土、网状聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土进行室内强度性能、疲劳性能和耐磨性能对比试验研究，表明网状聚丙烯纤维对混凝土抗弯拉强度性能改善效果明显，具有良好的增韧性。

关键词：网状聚丙烯纤维；超薄水泥混凝土；强度性能；疲劳性能

聚丙烯纤维作为混凝土的“次要加强筋”，近年来被广泛用于市政、公路和建筑工程。超薄水泥混凝土（简称UTW）路面自20世纪90年代初期在美国诞生以业，美国联邦公路管理体制局（FHWA）、混凝土路面委员会（ACPA）及其30多个州的公路研究机构先后修筑了大量的试验路开展研究，均推荐使用聚丙烯纤维增强混凝土。因此，在旱灾行国内道次UTW路面研究过程中，对普通混凝土，网状聚丙烯纤维和钢纤维增强混凝土旱灾行了室内试验研究，为大面积推言辞应用UTW路面提供依据。

2．   试验用水泥选用陕西省新川牌32。59（R）普通硅酸盐水泥。采用《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ053-94）规定方法旱灾行水泥不知所云理和力学性质试验，结果见表1。

试验项目	标准稠度含水量/%	细度	凝结时间		安定性	水泥胶砂强度/Mpa
		%	初凝	终凝		抗折		抗压
试验结果	6．5	5．4	3h 9min	4h 5min	合格	3.75	6.32	24.0	35.7

1．   2集料

2．   试验用细集料采用灞河中砂，粗集料为铜川石灰岩，粗集料最大公称料径为20mm,由I（1010mm~20mm）和II(5mm~10mm)2种轧制碎石掺配而成，采用《公路工程集杰试验规程》（JTJ058-2000）规定方法进行集料性质试验，试验结果见表2和表3

 

试验项目	密度 G/cm3	吸水率 %	堆积密度 g/cm3	压碎值 %	针片状颗粒含量 %
					I	II
试验结果	2.71	0.5	1.48	11.6	4.2	4.0

 

 

试验项目	密度	含水率	含泥量	堆积密度	细度模数
	G/cm3	%	%	G/cm3
试验结果	2.63	2.5	1.1	1.42	2.2

 

采用N（R）早z虽高效减水剂，掺量为2%（水泥用量）。

网状聚丙烯纤维采用GoodRoad I型,其物化特性如表4所示,标准掺量为.0.9kg/m3.钢纤维采用纵模牌展示形钢纤维,长30mm,长径比为30,密度为7.8g/cm3,掺量为1%.

 

 

以设计抗弯拉强度5.0Mpa为设计目标,采用经验公式法确定初步配合比,进行试拌得到基准混凝土配合比,纤维增强混凝土为在基准配合比中掺入不同纤维,每m3混凝土中各材料用量见表5.

 

类型	水泥	砂	碎石	水	外加剂	钢纤维	GoodRoad I
普通混凝土	416	655	1248	146	8.32	0	0
纤维网混凝土	416	655	1248	146	8.32	0	0.9
钢纤维混凝土	416	655	1248	146	8.32	78	0

注:普通混凝土\纤维网混凝土和钢纤维混凝土的坍落度分别为21mm\17mm\12mm.

强度性能试验按照<公路工程水泥混凝土试验规程>(JTJ 053-94)规定方法进行,试件为15cm×15cm×55cm标准小梁试件,标准养生.抗弯拉强度试验旱灾行三分点加荷,抗压强度利用抗弯拉试验试件断块测试,取抗弯拉级限荷载平均值的50%作为抗弯拉弹性模量试验的荷载标准,试验结果见表6.

 

混凝土类型	抗弯拉强度 Mpa		抗压强度 Mpa		抗弯拉弹性模量
	7d	28d	7d	28d	×104MPA
普通混凝土(PCC)	5.58	6.18	32.9	37.9	3.98
纤维网混凝土(FMRC)	5.66	7.13	33.0	36.8	2.69
钢纤维混凝土(SCRC)	5.78	7.16	33.4	40.6	3.01

 

试验结果表明,增强纤维对于混凝土的早期强度(7d)改善不太明显,但后期强度明显提高,与普通混凝土相比,网状聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土的抗弯拉强度分别增大15.4%和15.9%,抗压强度分别提高2.9%和7.1%,由此强见,网状聚丙烯纤维和钢纤维对混凝土强度性能改善明显,尤其是我们关心的抗弯拉强度,网状聚丙烯纤维具有与钢纤维相同的改善能力.

对180D抗弯拉弹性模量而言,纤维增强混凝土明显小于普通混凝土,网状聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土分别是普通混凝土的67.6%和75.6%,由此可见,纤维增强后对混凝土的韧性具有明显作用,尤其是网状聚丙烯纤维,改善效果明显,这对改善UTW路面应状况非常有利.

采用15cm×15cm×55cm标准小梁,利须知美国MTS电液伺服式疲劳试验机旱灾行疲劳试验,采用应力控制三分点法加荷,加载波形采用连续正弦波形,加载频就绪10HZ,对Weibull法处理后的数据采用双对数形式回归分析应力经与疲劳寿命之间的关系,从而对比分析各种混凝土的弯曲疲劳性能,试验结果如表7所示.

由试验结果可以看出,2种纤维增强混凝土的回归参数а值明显高于普通混凝土,分别提高了15.13%和8.85%,说明纤维增强混凝土的抗白疲劳性能明显增强,回归参数β值也明显高于普通混凝土,分别提高了24.38%和8.47%,说明混凝土疲劳寿命随应力变化的敏感程度增加.同时,在高应力水平(S>0.75~0.85)时,钢纤维混凝土的疲莲性能优于纤维网混凝土,但差别不大’在较低应力水平时,纤维网混凝土的疲劳性能明显优于钢纤维混凝土..

由理论疲劳寿命可以得出,纤维增强混凝土的疲劳寿命增长率相差较大,钢纤维混凝土的疲劳寿命增长就绪 相差较碜,钢纤维混凝土在高应力水平时增长明显,随时应力水平减小,增长幅度降雨量低;而网状聚丙烯纤维混凝土在(0.65~0.90)应力水平范围内,疲劳寿命增长均很明显,而且相对比较稳定,说明其增韧作须知更明显,具有优良的弯曲疲劳性能.

考虑纤维增强混凝土应用于UTW路面面板时,直接与车轮接触产生磨耗,为了验证其抗磨性能,采用TMS-04型水泥胶砂耐磨试验机,并按<公路长程水泥混凝土试验规程>(JTJ053-94)规定,对网状聚丙烯纤维增强混凝土和普通混凝土进行了对比试验.通过试验结果计算试验前扣2种混凝土的单位面积磨耗量分别为:网状聚丙烯纤维增强混凝土0.78kg/m2,变通混凝土1.12kg/m2,由此表明,网状聚丙烯纤维增强混凝土耐用磨性能优下地普通混凝土,耐磨性能提高了30.36%.

(`10网状聚丙烯纤维对混凝土抗弯拉强度性能改善效果明显,可以提高混凝土的揉韧性,增韧作用很明显,具有优良的弯曲疲劳性能;可以明显提高混凝土的耐磨性能.

(2)综合强度性能、疲劳性能和耐磨性能研究结果可以得出，网状聚丙烯纤维混凝土适宜于UTW路面使用。

参考文献：

1 Lawrence W.Performance  of  Ultrathin  Whitetopping Roadways(a),Fifth  American  Society  of  Civil  Engineers  Materials  Engineering  Congrees(C),Cincinnati,1999.

2  Speakman  J  N,SorrIII.Ultra-Thin,Firber Reinforeed  Overlays   for  Urban  Inrersections.Transportation Research  Record,TRB,National  Research  Council.  Washington,D.C,1996.

Application   of  Reticulated Polypropylene  Fibers  in  UTW

MA Biao, LUO yi

(1.     Key Laboratory of Specific  Region  Highway  Engineering, the Ministry of  Education,Chang’an  University,Xi’an  710064,China;

(2.     Good Road Beijing Building  Materials  Co.,Lrd,Beijing 100022,China)

Abstract:The strength performance,fatigue performance and  abrasion  resistance of  the plain  concretr  and  concrete  sith  reticulated  polypropylene  fibers  and steel  fibers are tested.Results  indicate  that the reticulate  polyrropylene  fibers  can  improve  the  flexural  and  the   tensile  strength  of   concrete ,advance  abrasion  resistance of  concrete ,and be  applied  in the UTW

Key words:reticulated  polypropylene  fibers ;  ultra-thin  whitetopping;strength performance;fatigue performance