聚丙烯纤维混凝土的正交试验研究.pdf

郭建光:聚丙烯纤维混凝土的正交试验研究
聚丙烯纤维混凝士的正交试验研究
郭建光
中水电南方建设投资有限公司,深圳518029)
摘要】对混凝土强度等级、聚丙烯纤维掺量、粉煤灰掺量三个因寮进行了正交试验,通过极差分析和方
差分析研究了三因素对聚丙烯纤维混凝土(PRC)性能的影响。结果表明:混凝土基体强度和粉媒灰捲量对
PFRC抗压强度和劈裂抗拉强度起到了正向的影响,粉煤灰的摻入较大程度提高了PRC塌落度。聚丙烯纤维对
PFRC的抗压强度和劈裂抗拉强度影响甚小,但改善了基体的韧性破坏形态。
【关词】聚丙烯纤维混凝土(PRC);粉煤灰;正交试验
中图分業号】TU528.572
【文獻标识码】B【文章编号】1001-6864(2013)11-0013-03
0引言
强度和耐久性是混凝土材料的兩大基本特性,混
表
聚丙烯纤维主要技术性能指标
凝土作为人工材料已广泛应用于现代各种工程建设
熔点燃点
中,但其材料本身的某些缺陷仍不能克服1-?。纤维
纤维抗拉强度弹性模量比重C/℃画度直径
品种MPa/MPa
/
增强水泥基复合材料在水泥基材中掺入纤维作为增丙烯>270>13000.9?10580异190-
强体,发挥了纤维的抗拉强度高、极延伸率大等优
点1-”。因此纤维增强水泥基复合材料能够克服普通
1.2试验方案及配合比
水泥基材料抗拉强度低、易开裂和脆性大的缺点,可
本实验选用L16(4)正交表,因素与水平的选择,
增强水泥基材料的性能,提高其耐久性°?。
见表2。
聚丙烯纤维混凝土( Polypropylene Fiber Reinforced
表2
因素水平
Concrete,简称PFRC)具有纤维掺量成本低、耐化学腐
水平
强度
体积率/%粉煤灰攆/%
蚀性好等特点,聚丙烯纤维对抑制混凝土早期收缩裂
C30
缝和提高混凝土耐久性方面有显著作用-?,这已得
到许多研究和工程应用的证实。
正交试验方法是利用排列整齐的正交表来对试
C70
0.
35%
验进行整体设计、综合比较、统计分析,实现通过少数
的实验次数找到较好的生产条件,以达到最高生产工
本实验采用立方体试件(100mmnx100mx
艺效果。正交表能够在因素变化范固内均衡抽样,使100m进行实验,28d龄期后在压力机上按GB
每次试验都具有较强的代表性,由于正交表具备均衡750081-2002标准进行测定。所设计的PRC强度等
分散的特点,保证了全面实验的某些要求,这些试验级为C30、C50、c60、C70,配合比见下表3。
往往能够较好或更好的达到实验的目的。
基于以上考虑,文中通过正交试验方法来研究不
表3
PFRC配合比
同掺量聚丙烯纤维和粉煤灰对混凝土力学性能的
水?水泥砂子石子砂率减水剂
影响。
强度水胶比
/g?m-3/kg:m-3/kg?m-3/kg?m-3/%/%
实验概述
C300.53
180
340
74510900,412%
1.1试验用原材料及其性质
CS00.3415545566010950.382.3%
水泥:佛山高明协和建材有限公司生产的协和牌
60010800.362,5
P.042.5R型水泥;粉煤灰:广东恒运电厂生产的1级cmo0.2y14537862170.3528%
粉煤灰;粗骨料:5~25mm花岗岩碎石;细骨料:河砂
减水剂:本公司自配的聚羧酸减水剂,最大减水率为2实验结果与分析
30%;聚丙烯纤维:深圳市恒悦达建筑材料有限公司生
表4为正交试验方案[L16(45)]及PFRC的塌落
产的聚丙烯纤维,以聚丙烯为主要原料,经特殊工艺度,立方抗压强度以及劈裂抗拉强度为考核指标的正
制造而成的高强短纤维,其性能见表1。
交试验结果。
低温建筑技术
2013年第11期(总第185期
对于PFRC立方抗压强度,因素主次顺序为A>B裂抗拉强度起着正向作用。聚丙烯纤维对PFRC劈裂
>C,表明基体强度等级的影响非常显著,当掺人聚丙抗拉强度的影响较小,但是力学性能测试之后的
烯纤维时B4>B3B2>B1,说明聚丙烯纤维的掺人PFRC试块基本保持原来的外形,而基体混凝土试块
提高基体抗压强度,但从数值可见,提高幅度很微小;则已分离解体,这说明聚丙纤维改善了基体材料的
当掺人粉煤灰时C4>C3>02>C1,说明粉煤灰的掺韧性。
人能提高PFRC抗压强度,并且掺量为25%时对PFRC
对于PRC塌落度,因素的主次顺序为C>A>B,
强度提高较显著。
粉煤灰掺量对塌落度影响显著,掺入粉煤灰时C3>C2
对于PFRC劈裂抗拉强度,因素主次顺序为A>B>C4>C1,说明粉煤灰的掺入能改善混凝土的和易
>C,表明基体强度等级的影响非常显著,当掺人粉煤性,提高流动性;当掺人聚丙烯纤维时对混凝土塌落
灰时C4>C3>C2>C1,说明粉煤灰摻量为对PFRC劈度的影响较小。
丙烯纤雄对混凝士的性能影响结果
考核指标
绵号强度等级
纤维掺量/%粉煤灰掺量/%(空列)
(空列)
塌度28d抗压
劈袈抗
/mm
强度/MPa拉强度/MPa
1(0
1(0
34.9
4.91
1(630)
2(0.06%)
205
3(0.08%)
3(25%)
206
35.5
4(0.1%
4(35%
210
2
95
2(00)
1(0
2(15%)
X6
2(0.06%)
7.01
3(0.08%)
(35%)
60.0
7.90
2(050)
4(0.1%)
3(25%)
3(060)
3(25%)
210
71.3
8.62
X10
3(C60)
4(35%)
3(060
1(0)
2(15%
70.9
4(C70)
220
4(70
3(25%
2(15%
X16
4(070)
4
1(0)
81,6
5
实验结果极差分析
考察指标
极差计算
总和
(强度等级)(纤维掺量)(粉煤灰掺量)(空列)
(空列)
238.4
240.5
243.7
247,7
28d抗压强度/MPa
268.3
244.9
∑=978.2
311.4
252.8
245.8
245.1
152.6
14.4
6,4
7.2
12.0
21.7
25.6
26.2
25.2
28心劈裂抗拉强度/MPa
26,3
25.6
∑=102.6
25.6