李小偉 范光糠 張曉云 裴長(zhǎng)春

(延邊大學(xué)，吉林 延吉 133002)

混凝土以高強(qiáng)、耐久、價(jià)格低廉的特點(diǎn)成為建筑材料的主導(dǎo)，但混凝土依然存在易開裂、受環(huán)境影響大等缺陷，尤其是再生混凝土，還存在強(qiáng)度偏低的問題。目前國內(nèi)普遍通過摻加纖維的方式改善這些問題。根據(jù)李為民、徐金余等人采用分離式普金森壓桿試驗(yàn)裝置研究玄武巖混凝土沖擊性能，證明了短切玄武巖纖維對(duì)混凝土具有良好的增強(qiáng)、增韌效果[1]。張?zhí)m芳等人對(duì)玄武巖纖維混凝土力學(xué)性能的試驗(yàn)中，通過SEM分析表明，適量的玄武巖纖維在混凝土中能形成致密的、亂向分布的網(wǎng)狀支撐結(jié)構(gòu)體系，纖維能夠與基體有良好的結(jié)合形態(tài)，很好的阻擋微裂紋的產(chǎn)生及擴(kuò)展，提高玄武巖纖維的抗裂性延長(zhǎng)混凝土壽命[2]。已有眾多試驗(yàn)表明玄武巖纖維的摻入可以有效的提高混凝土的抗裂性能。但是纖維的摻入對(duì)混凝土早期強(qiáng)度增長(zhǎng)速率的影響仍然是不明確的，本試驗(yàn)通過向再生砂漿內(nèi)添加玄武巖并改變纖維長(zhǎng)度和摻率，探究纖維對(duì)再生砂漿的抗裂性能及早期強(qiáng)度增長(zhǎng)的影響，為后人研究提供參考。

1 試驗(yàn)概況與方案

1.1 試驗(yàn)材料

1)玄武巖纖維;2)水泥：吉林省延邊州廟嶺牌P.O42.5型號(hào)普通硅酸鹽水泥;3)粉煤灰：延吉市熱電廠Ⅱ級(jí)粉煤灰，密度為：2 200 kg/m3;4)砂：天然砂，細(xì)度模數(shù)為2.18，密度為：2 650 kg/m3，含水率為2%；再生砂，細(xì)度模數(shù)為2.99，密度為：1 450 kg/m3，吸水率為5%;5)減水劑：采用延吉市方勝建材有限公司的液態(tài)聚羧酸高效減水劑，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合GB 50119—2013混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范規(guī)定，減水率為20%。

1.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)砂漿水膠比采用0.35，膠砂比為1∶3，并以30%(膠凝體中所占質(zhì)量比)粉煤灰代替水泥，以50%(細(xì)骨料總質(zhì)量中所占百分比)再生細(xì)骨料代替天然砂，配制基準(zhǔn)組再生砂漿(簡(jiǎn)稱Plain)。同時(shí)對(duì)Plain組改變玄武巖纖維長(zhǎng)度6 mm,12 mm,18 mm 三個(gè)水平，改變玄武巖纖維摻率0.05%,0.15%,0.25% 三個(gè)水平，共計(jì)劃10組試驗(yàn)。并在硬化狀態(tài)下測(cè)試3 d,7 d,28 d抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度進(jìn)行分析。本試驗(yàn)具體砂漿配合比見表1。

1.3 試驗(yàn)方法

砂漿試驗(yàn)按JGJ 70—2009建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法進(jìn)行并測(cè)砂漿塑性狀態(tài)下的稠度和分層度，裝模養(yǎng)護(hù)24 h后脫模。并按GB/T 17671—1999水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)方法(IOS法)規(guī)定進(jìn)行7 d,28 d抗壓、抗折試驗(yàn)。

表1 砂漿配合比 kg/m3

2 結(jié)果分析

2.1 抗裂性能(壓折比)

本試驗(yàn)通過折壓比指標(biāo)來體現(xiàn)砂漿試塊的抗裂性能。圖1～圖3是3 d,7 d,28 d的折壓比關(guān)系圖，通過柱狀圖可知，3 d,7 d齡期折壓比并沒有明顯的規(guī)律，原因是早期再生砂漿內(nèi)部尚有很多成分未進(jìn)行水化反應(yīng)，纖維與膠凝體為充分凝結(jié)，未發(fā)揮連接作用。28 d時(shí)，在相同摻率下壓折比隨纖維長(zhǎng)度的增加而增加，說明纖維長(zhǎng)度的增加不利于提高再生砂漿的抗裂性能；在相同長(zhǎng)度下，壓折比隨纖維摻量的增加而減小，即纖維摻量的增加有利于再生砂漿的抗裂性能。并且28 d各試驗(yàn)組的壓折比均小于基準(zhǔn)組，說明纖維的加入有利于提高再生砂漿的抗裂性。

2.2 最佳摻量下纖維長(zhǎng)度對(duì)砂漿抗壓、抗折影響隨齡期的變化

抗壓強(qiáng)度最佳長(zhǎng)度和最佳摻率分別為12 mm和0.15%，抗折強(qiáng)度最佳長(zhǎng)度和最佳摻率分別為6 mm和0.25%。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出圖4，圖5。圖4采取L6F15,L12F15,L18F15分析玄武巖纖維最佳摻量下長(zhǎng)度改變時(shí)，抗壓強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)速度變化，圖中斜率表示強(qiáng)度增長(zhǎng)速率，可直觀看出在纖維長(zhǎng)度為最佳時(shí)，纖維長(zhǎng)度為12 mm(L12F15)的試驗(yàn)組抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)最快。同時(shí)得出抗壓強(qiáng)度3 d～7 d增長(zhǎng)速率大于7 d～28 d增長(zhǎng)速率。圖5采取L6F25,L12F25,L18F25分析玄武巖纖維最佳摻量下長(zhǎng)度改變時(shí)，抗折強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)速度變化，從圖中可以看出，3 d～7 d時(shí)纖維長(zhǎng)度為12 mm( L12F25)的試驗(yàn)組抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)最快；7 d～28 d時(shí)，纖維長(zhǎng)度為6 mm(L6F25)的試驗(yàn)組抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)最快。同時(shí)得出3 d～7 d抗折強(qiáng)度的增長(zhǎng)速率小于7 d～28 d增長(zhǎng)速率。

2.3 最佳長(zhǎng)度下纖維摻量隨齡期對(duì)砂漿抗壓、抗折強(qiáng)度影響關(guān)系

通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出圖6，圖7。圖6采取L12F5，L12F15，L12F25分析玄武巖纖維最佳長(zhǎng)度下?lián)铰矢淖儠r(shí)，抗壓強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)速度變化，從圖中可直觀看出纖維長(zhǎng)度最佳時(shí)，纖維摻率為0.15%(L12F15)的試驗(yàn)組抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)最快。同時(shí)得出3 d～7 d抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)速率大于7 d～28 d增長(zhǎng)速率。圖7采取L18F5，L18F15，L18F25分析玄武巖纖維最佳長(zhǎng)度下?lián)铰矢淖儠r(shí)，抗折強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)速度變化，圖中可清晰得出3 d～7 d時(shí)，摻率大的(L18F25)抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，7 d～28 d，摻率小的(L18F5)抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)較快。同時(shí)得出3 d～7 d抗折強(qiáng)度的增長(zhǎng)速率小于7 d～28 d增長(zhǎng)速率。

3 結(jié)語

1)玄武巖纖維的摻入有利于提高再生砂漿早期的抗裂性。纖維摻率在0%～0.25%范圍內(nèi)，摻率的增加有利于提高試塊的抗裂性能。纖維長(zhǎng)度在6 mm～18 mm范圍內(nèi)，長(zhǎng)度越短越有利于提高再生砂漿的抗裂性能。2)玄武巖再生砂漿試塊3 d～7 d抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)速率大于7 d～28 d增長(zhǎng)速率；在28 d齡期以內(nèi)纖維長(zhǎng)度為12 mm、摻率為0.15%的試驗(yàn)組抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)最快。3)玄武巖再生砂漿試塊3 d～7 d抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)速率小于7 d～28 d增長(zhǎng)速率；在28 d齡期以內(nèi)，3 d～7 d時(shí)纖維長(zhǎng)度適中(12 mm)，摻率大的抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)較快；7 d～28 d時(shí)纖維長(zhǎng)度短的，摻率小的抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)較快。