碳纤维混凝土抗渗性能研究.pdf

第25卷第6期
山东建筑大学学报
Vol 25 No6
2010年12月
JOURNAL OF SHANDONG JIANZHU UNIVERSITY
Dec
2010
文章编号:1673~7644(12010)06-0599-03
碳纤维混凝土抗滲性能硏究
闫忠明
(山东大学新区建设管理办公室,山东济南250100
摘要:分析了影响混凝士抗渗性能的各种因素,为验证碳纤维能提高混凝土的抗渗性能,通过制备碳纤维混凝
土抗渗试件,并对试件施加水压力,研究影响抗渗的各种因素及其影响规律,得出了当碳纤维掺量达到0.6%
时,混凝土抗渗性能提高最显著,碳纤维长度为10mm时,混凝土抗渗性能最好,当纤维掺量低于0.2%时,水灰
比对混凝土的抗渗性能影响较明显,当纤维掺量超过0.2%时,水灰比对混凝土的抗渗性能影响较小。
关鍵词:碳纤维;泥凝;抗渗性能
中图分类号:TU502
文献标识码:A
Research on the effects of anti-permeability of carbon fibre concrete
YAN Zhong-ming
New ampus Construction and Ministration Office, Shandong University, Jinan 250100, hina
Abstract: T,his paper analyzes various factors which impact the impermeability of concrete. Through
the preparation of carbon fiber reinforced concrete specimens and the exertion of water pressure on
these specimens, it is proved that carbon fiber can improve the impermeability of concrete. When th
carbon fiber content reaches.6% the impermeability of concrete improves most significantly. When
the carbon fiber length is 10mm, the impermeability of concrete is best. When the fiber content is less
than 0.2%, the water-cement ratio influences the concrete impermeability more significantly. When
the fiber content is more than 0. 2, the water-cement ratio has less influence on the concrete imper
meability
Key words: carbon fibre: concrete; anti-permeabilit
0引言
渗性
在本论文中,对混凝土抗渗性问题的
研究主要是在材料层次展开,即对碳纤维混凝土在
20世纪30年代,人们开始关注混凝土的抗渗静水压力下抗渗性能等方面进行研究。碳纤维混凝
性能,到20世纪80年代,人们又重新对混凝土抗渗土具有优良的力学性能、耐自然温差性能及抗渗性
性能产生兴趣,通过对合成纤维以及膨胀剂在混凝能,在强碱环境下具有稳定的化学特性持久的机械
土硬化过程中对收缩开裂的影响进行研究,证明纤强度和风寸稳定性,多次实验也说明碳纤维的存在
维与膨胀剂改善了混凝土的多种性能,纤维能够对可以有效的防止和延缓渗水、潮湿气体和氯化物有
膨胀产生很大的内部限制,抑制硬化期间混凝土的害物质对混凝土的侵蚀,从而能提高建筑物的耐久
收缩裂纹,使得混凝士更加致密,从而极大地改进抗性。
收稿日期:2010-10-22
作者简介:闫忠明(1973-)男,山东济南人,工程师,硕士,主要从事建筑结构研究.F-mailganzhengming@csdu.edu.cn
山东建筑大学学报
2010年
1.6环境条件
1影响混凝土渗透性的因素
环境因素如相对湿度、温度和大气中CO2也显
著影响混凝土的渗透性。为了降低环境对混凝士渗
1.1水灰比
透性的影响,首先要减少混凝土对腐蚀性介质的易
由于施工因素,混凝土中加水量常常过多,水泥感成分,提高自身的密实度;另外可在混凝土表面涂
水化时留下较多毛细孔,超量的水在混凝土内部也刷保护层。
留下孔隙,降低∫混凝土的密实度,增加了孔隙率和
以上几条是影响混凝土渗透性的重要因素,而
渗透性。
碳纤维作为一种新型的材料,掺入混凝士中会大大
1.2集料
改善其抗渗性能。下面就通过实验观察各种因素的
随着集料掺量的增加,界面区对混凝土渗透性影响,同时验证碳纤维的掺加如何提高了混凝土抗
的影响加大,而集料吸收了浆的部分水,导致浆体本渗性能。
身渗透性降低。
1.3掺合料
2碳纤维混凝土抗渗实验
掺合料(火山灰、粉煤灰、矿渣)能使混凝土浆
体结构得到改善,水灰产物填充孔隙,孔隙率降低,2.1实验目的
孔径细化,连通性被阻断,从而降低渗透性。
通过制备碳纤维混凝土抗渗试件,并对试件施
1.4孔结构
加水压力,研究影响抗渗的各种因素及其影响规律。
影响混凝土强度的因素都可能影响到混凝土的2.2实验原材料及配合比
渗透性,两者之间有一定的联系,因为混凝土的渗透2.2.1原材料
性与连通的孔隙有关,而抗压强度是受总的孔隙率
碳纤维:短切的PAN基碳纤维;水泥:PO32.5R
控制,大孔对渗透性的影响比小孔更为重要。
普通硅酸盐水泥;石子:碎石,颗粒直径≤16mm;砂
1.5泥凝土制作工艺
子,颗粒直径≤9.5mm;分散剂:甲基纤维素;硅粉
混凝士拌和过程中的材料投放顺序、加水量、搅减水剂。碳纤维的主要性能指标见表1。
拌时间等环节及施工中振捣过度或不足会影响其抗2.2.2配合比
渗性;养护时间越长,渗透性越小;龄期增长,水泥浆
碳纤维混凝土的配合比如下表2所示,对比实
体水化程度增加,浆体孔隙率减少,渗透能力降低。验根据不同的要求掺人不同量的碳纤维。
表1PAN基碳纤维的基本技术指标
技术指标拉伸强度/MPa拉伸模最/CPa延伸率/%密度/(g?cm-3)线电阻/(?cm)直径/um
数据
205
2.1
1.76
表2碳纤维混凝土配合比
水泥强度/MPa
水泥
细集料
粗集料
水
甲基纤维素
硅粉
32,5
0,54
0.004
0.15
注:硅粉为水泥用量的15%,甲基纤维素为水泥用量的0.4%
2.3实验过程
把搅拌好的混凝土倒入模具中,在振动台上振
2.3.1制备碳纤维混凝士
实成型。尺寸:底部直径185mm,顶部直径175mm,
取全部用水量约70%的温水(40°C左右),把高度150mm。强度伴随试件尺寸为100×100x
甲基纤维素置于水中并不断搅拌使其完全溶解,放100mm
人碳纤维