粉煤灰陶粒轻骨料混凝土降脆增韧试验研究

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发布时间：2021-09-12

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粉煤灰陶粒轻骨料混凝土降脆增韧试验研究
李瑞。，李金泽，孟云芳
(1．宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏银川750021；2．宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心，
宁夏银川750021；3．旱区现代农业水资源高效利用工程研究中心，宁夏银川750021)
摘要：粉煤灰陶粒轻骨料混凝土虽然具有轻质、抗压强度高等优点，但是脆性过大限制了其在土木工程中的应用。针
对这一问题，通过试验首先采用正交设计方法得出粉煤灰陶粒混凝土最优基准配合比，然后在最优配合比的基础上掺入
不同量的聚丙烯纤维，研究聚丙烯纤维对粉煤灰陶粒混凝土抗压强度和抗折强度的影响。试验结果表明：在粉煤灰陶粒
轻骨料混凝土中掺入聚丙烯纤维具有显著降脆增韧作用，能够提高粉煤灰陶粒混凝土的抗裂性能，最优聚丙烯纤维掺量
为0．8 kg／m。。
关键词：粉煤灰陶粒混凝土；正交试验；抗压强度；抗折强度
中图分类号：TV431 文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1000—1379．2015．02．036
粉煤灰陶粒是以固体废弃物粉煤灰为主要原材料
高温焙烧而成的多孔人造轻骨料。以它为粗骨料配制
的混凝土具有容重小、抗压强度高、保温性能好等独特
优点，可以有效解决大跨径桥梁和超高层建筑中自重
载荷与结构承载能力之间的矛盾，是一种在土木工程
中具有广阔应用前景的新型功能材料。但是通过
大量受压应力一应变试验研究发现强度较高的粉煤灰
陶粒混凝土达到峰值应变后，曲线骤然下降，材料表现
出较大脆性，且随着抗压强度的提高，曲线下降越陡，
其脆性也越明显，影响了其在桥梁、海洋石油平台等工
程领域的应用。为了解决这一问题，工程中采用
纤维增强的方法来改善其脆性。在混凝土中掺人乱向
分布的抗拉强度和变形能力大的聚丙烯纤维，这些乱
向分布的聚丙烯纤维能够抑制微裂缝的扩展，明显改
善混凝土的力学性能卜m J。目前国内关于聚丙烯纤
维增强粉煤灰陶粒轻骨料混凝土力学性能的研究较
少，对其各方面性能认识还不足。笔者主要在正交试
验的基础上优选出粉煤灰陶粒混凝土的基准配合比，
并在此基础上研究不同掺量聚丙烯纤维对混凝土强度
的影响，为聚丙烯纤维在粉煤灰陶粒轻骨料混凝土中
的广泛应用提供依据。
1 原材料及试验方法
求。纳米二氧化硅采用宁夏融通实业公司生产的纳米
二氧化硅(SiO 含量为90％)，性能指标符合GB／T
27690-2011要求。粉煤灰采用宁夏大坝电厂I级粉
煤灰，性能指标符合GB／1596-2005要求。矿渣粉采
用宁夏融通实业公司生产的$95矿粉，性能指标符合
GB／T18046-2008要求。轻骨料为内蒙古包头粉煤灰
陶粒，性能指标见表1。机制砂为宁夏镇北堡中砂，细
度模数2．8，含泥量2．1％，松散堆积密度l 771 kg／
m
。
。拌和水和养护水为饮用自来水。减水剂为高效
聚羧酸减水剂，减水率25％。聚丙烯纤维性能指标见
表2。