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发表时间：2021/5/18   来源：《建筑实践》2021年40卷4期   作者：卢家隆

[导读] 为研究剑麻纤维增强珊瑚混凝土搅拌工艺，对在不同搅拌

         卢家隆
        广西建工第一建筑工程集团有限公司  广西  南宁 530001
        摘要： 为研究剑麻纤维增强珊瑚混凝土搅拌工艺，对在不同搅拌工艺下的新拌和硬化后的珊瑚混凝土中纤维的分布特征进行了试验研究。试验结果表明：加料前将成团较大的剑麻纤维撕开，按石子、砂、剑麻纤维的加料顺序加料，先干拌2 分钟，再加1/2水湿拌1 分钟,然后加入水泥及1/2水湿拌2分钟的搅拌工艺将有助于纤维在混凝土中的分布均匀,增强纤维混凝土的综合性能。
        关键词：剑麻纤维；珊瑚混凝土；搅拌工艺
0引言
        用剑麻纤维作为增强材料，配置海水拌养的剑麻纤维增强珊瑚混凝土具有基本力学性能优良、耐久性良好、便于取材、价格低廉、绿色环保的优点。本文所采用的天然碎石型珊瑚碎屑多孔、表面粗糙、吸水率高、外部几何特征不一，具有轻骨料特性,不能采用普通混凝土的搅拌工序，另外，珊瑚骨料由于具有较高的堆积密度以及其不同与其它轻骨料的独特性质使其搅拌工序比较特殊。
        纤维混凝土的性能与纤维在混凝土中的分布特性密切相关。如果纤维不能均匀分散在混凝土中,混凝土的最终强度则下降很多,纤维在混凝土中不能真正起到抗裂的作用相反,混凝土的抗裂性、抗渗透性、抗冻性、抗冲击性会降低[1]。因此确立正确的搅拌制度对改善纤维混凝土的质量有很大的影响,在搅拌过程中应防止纤维分布不均、避免引起纤维成团[2]。一般来说,投料顺序、搅拌时间、搅拌机类型及纤维形状和数量等均会影响纤维混凝土的制备质量。
1试验原材料及配合比
        水泥采用广西生产的海螺牌P·O 42.5 级水泥；砂采用普通天然河沙；拌合水为海水；粗骨料为级配良好的珊瑚礁，如图1所示，其1h吸水率为17.8%，筒压强度为2.01Mpa；剑麻纤维是广西龙州强力麻业有限公司生产的剑麻成品,剪成15mm左右的短纤维，如图2所示，本试验所采用的硅灰是柳州欧维姆机械股份有限公司提供的成品，粒径大小为0.1微米，比表面积约为28m2/g。
        配合比参照JGJ 51-2002《轻骨料混凝土技术规程》中松散体积法选取参数，珊瑚混凝土的设计强度等级为C30，试验配合比如表1 所示。
   
2搅拌工艺对新拌混凝土中纤维分布的影响
        本实验采用两种搅拌工艺，先干拌后湿拌法与湿拌法，前者即先加入骨料、砂、纤维干拌2分钟，,然后加入水泥和水湿拌若干分钟，后者则投料后一次性加水搅拌。为确定纤维混凝土制备工艺对纤维分布的影响,混凝土搅拌完毕后即取重的新鲜纤维混凝土各组,将纤维水洗分离,然后烘干至恒重后称重,同纤维含量的理论计算值比较,若与理论值的相对误差不超过15%,则视分散性为合格,结果见表2.

        由表2可以看出,不同搅拌方式下,新拌混凝土中的纤维含量与理论值偏差均在15%之内,分散性均视为合格。采用干拌,湿拌制备工艺拌合的混凝土中的纤维洗出量与理论值的偏差最小。在纤维混凝土搅拌时间相同的情况下,采用干拌法与湿拌法制备的混凝土中的纤维洗出量与理论值的偏差相当,但湿拌时间分别延长后,纤维在混凝土中的含量均更接近理论值,所以适当延长湿拌时间对纤维在混凝土中的分散均匀性有利。
3搅拌工艺对硬化混凝土强度的影响
        为研究不同搅拌工艺对硬化后珊瑚混凝土的强度也有所差异,分别对在不同搅拌工艺下制备的混凝土试样取样,测试其7天、28天抗压强度值和劈裂抗拉强度值,结果见表3。


        由表3可见,两种搅拌工艺在分别延长湿拌时间后对混凝土的7天、28天抗压强度与劈裂抗拉强度的影响不大，这是虽然适当延长湿拌时间对纤维在混凝土中的分散均匀性有利，但由于珊瑚骨料属于轻骨料，强度较低，长时间的搅拌易使骨料受损。采用搅拌工艺干拌,湿拌制备的混凝土较搅拌工艺湿拌制备的混凝土的天劈裂抗拉强度值高,说明在湿拌前经过适当的干拌分散有利于其劈裂抗拉强度的增强，因为剑麻是一种丝状纤维，为了避免其加水后在混凝土中成团，确保其均匀性，将剑麻纤维放在加水前添加，如此在无水的条件下，粗集料可以将成团的剑麻打散,众多短切纤维相互交错形成网络状的结构,加强了纤维与水泥基体的薪结,消除了由于纤维结团而造成的纤维与基体豁结的内部缺陷。
4.骨料预湿对新拌混凝土性能的影响
        大多数轻骨料混凝土的骨料较轻，在混凝土搅拌过程中产生上浮的现象，见图3，而珊瑚骨料由于其容重比其他轻骨料大，在珊瑚混凝土的搅拌过程中则不会出现上浮现象。但由于珊瑚表面过于粗糙、吸水率较高、几何形状不一，使其很难在混凝土搅拌过程中充分吸水，以至于其只能在后期养护过程中不断的从水泥石中吸收水分，这就容易导致搅拌过程中水份过多而出现分层离析现象，如图4所示。珊瑚骨料虽然具有多孔、吸水率大的特点，但搅拌过程中，珊瑚骨料虽然在不能完全吸收预湿1h的吸水量，但考虑在水泥加入之前先加入水湿拌一分钟，待珊瑚骨料有一定的吸水预湿后再加入水泥，既可以避免混凝土在搅拌过程中出现分层离析现象，也能提高混凝土的工作性能[3]。



5结语
        研究发现：搅拌时间的延长有利于纤维在基体中的分散,但易使珊瑚骨料受损；采用先干拌后湿拌的方法更利于剑麻纤维的分散；在加入水泥之前先加水湿拌一分钟，可避免混凝土在搅拌过程中出现分层离析现象，也能提高混凝土的工作性能。综上，加料前将成团较大的剑麻纤维撕开，按石子、砂、剑麻纤维的加料顺序加料，先干拌2 分钟，再加1/2水湿拌1 分钟,然后加入水泥及1/2水湿拌2分钟的搅拌工艺将有助于纤维在混凝土中的分布均匀,增强剑麻纤维增强珊瑚混凝土的综合性能。
        
        
参考文献：
[1] 邓宗才,高性能合成纤维混凝土[M]北京：科学出版社,2003,32-33.
[2] 卢安琪,祝烨然,庄英豪等.聚丙烯混凝土试验研究[R]南京水利科学研究院材料结构研究所,2000.
[3] 陈兆林,唐筱宁,孙国峰等.海水拌养混凝土耐久性试验与应用[J].海洋程,2008,26(4）：102-106.