混凝土作为桥梁建造的主导材料,其性能并不
能令人十分满意。许多工程对混凝土尤其是混凝土
的耐久性提出更高的要求。实践证明,由于水胶比
低、自收缩大,高强、高性能混凝土更容易出现早
期开裂,水胶比越低,混凝土早期开裂越严重。
混凝土早期开裂严重影响混凝土结构的耐久性和使
用寿命。混凝土的早期收缩是导致混凝土早期和后
期开裂的主要原因之一。尤其是在掺加了活性矿物
掺合料和高效减水剂后,早期的收缩开裂就更加明
显。混凝土的早期塑性开裂对混凝土后期强度的
发展以及其他性能均会产生不利影响,因此,如何
控制混凝土早期裂缝产生已成为工程界的难题
从材料角度看,控制混凝土的早期开裂主要考
虑减小混凝土收缩和提高混凝土抗拉强度,具体措
施主要有掺膨胀剂补偿收缩、掺纤维增强抗拉强
度、掺减缩剂控制收缩等方法。其中掺入纤维提高
混凝土抗裂性和韧性是公认的有效方法。在众多
纤维中,聚丙烯纤维造价较低廉,因而在解决混凝
土早期塑性开裂、减少混凝土干燥收缩变形方面具
有重要利用价值。
本文介绍硅灰、聚丙烯纤维在混凝土中的应用情况。
随着纤维掺量的增加,混凝
土流动度明显变小,当掺量大于 7.00 kg/m3 时,混
凝土拌合物的流动性明显变弱。这主要是由于纤维
的单丝直径很小,当掺量增加到一定值时,混凝土
需水量就会明显增加。由于纤维的加入会明显减
弱混凝土拌合物的流动性,对泵送混凝土的可泵性
有不利影响,对有密筋构件会产生浇筑不密实的缺
陷,因此,在工程应用中,必须采用合理的掺量,
以保证施工质量。
由于硅灰的粒径较小(平均粒径约 0.1 μm),
比水泥及粉煤灰小得多,故其比表面积非常大(约
2 000 m2
/kg),是水泥的 10~20 倍。如此大的比表
面积必然会导致需水量的增加,这就使得硅灰球形
颗粒的减水作用被掩盖,但并不意味着硅灰没有润
滑作用。有研究表明,硅灰的掺量占水泥质量的
0.1%~0.5%时,可起润滑作用;但当掺量继续增
加时,由于硅灰较大的比表面积,混凝土拌合物的
需水量会显著增加,这时硅灰的润滑作用需要高效
减水剂来激发。水泥、硅灰组成复合胶凝材料时,能保证浆体有良好的和易性。当硅灰的掺量在 8%~10%时,对混
凝土的综合性能贡献较大。
当硅灰掺量一定时,随着纤
维掺量的增加,试件劈裂强度增加,但早期增加不
明显,而随着龄期的延长,增加才逐渐明显,且在
不同硅灰掺量下,呈现一致的规律性。各种硅灰掺
量的混凝土,纤维掺量为 0.2%时,均可使劈裂强
度提高 10%以上。
硅灰的加入,
对混凝土早期强度有较大影响,即硅灰加入后,混
凝土早期强度得到较快发展。主要原因是硅灰的加
入促进了水泥颗粒的水化,且硅灰自身也有较高的
活性,与水泥熟料一起水化生成了具有胶凝性的水
化产物。未反应的硅灰颗粒,由于其颗粒粒径非常
小,便可填充到水泥水化后产生的空隙内,既使混
凝土更加密实,也使强度进一步提高。
1) 硅灰、纤维的掺入对混凝土工作性有较大
影响,可通过调节高效减水剂的掺量来激发硅灰的
减水作用,改善硅灰、纤维混凝土的工作性能。 2) 纤维可较显著地提高硅灰混凝土的抗裂性,
混凝土劈裂强度提高 10%以上。
硅灰可显著提高混凝土的早期抗压强度。 3) 纤维的掺入有利于减少掺加了硅灰的混凝
土的早期收缩,且在一定掺量下,对混凝土的整体
性能无不良影响。 4) 纤维掺量对有相同水灰比和相同坍落度且
掺有硅灰的混凝土的早期收缩的抑制作用不同,相
同水灰比时的作用效果要好于相同坍落度时。一、对混凝土性能产生的影响因素
二、纤维掺量对混凝土工作性的影响
三、硅灰、纤维对混凝土力学性能的影响
四、 硅灰、纤维对混凝土性能的影响结论