Y型聚丙烯纤维/硅灰混掺改善混凝土性能 济南中坚建设检测试验有限公司 QC小组概况 选题     高强混凝土有许多缺陷，例如：抗拉、抗弯强度低；干燥收缩性大；易发生龟裂；对酸、碱类化学药品的抗侵蚀性差等。刚刚浇注的混凝土含水率较大，表面水分大量蒸发，产生表面表层收缩，当混凝土表面拉应力超过了混凝土早期的抗拉强度，即产生塑性收缩裂缝。若在混凝土中掺加适量的聚丙烯纤维，则能在混凝土中形成均匀分布的三维网络，可承受因基材收缩而引起的内应力，减少了早期的干缩裂缝和塑性收缩裂缝，因此起到了阻裂作用，下图为纤维阻止裂缝扩展的示意图。 Y型聚丙烯纤维阻裂&硅灰作用机理分析  小组活动规划 试验设计 原材料 确定正交试验因素、水平        混凝土设计为C50，水灰比0.33，设计坍落度200±20mm，用水量为170kg/m3 ，假定混凝土容重为2380kg/m3。经分析强度影响因素主要有硅灰、纤维和砂率，确定进行4水平试验，掺加量如下表，各配比中的用水量进行了微量的调整，以保持坍落度满足设计要求。                  混凝土正交实验   混凝土正交实验结果分析 1、Y型聚丙烯纤维硅灰对混凝土强度性能的影响对混凝土强度影响顺序：由Rj可以看到影响顺序为A C B,既在试验中对于混凝土强度的影响是硅灰〉纤维〉砂率。 2、硅灰影响：由试验分析，硅灰对于强度的影响是成单峰状分布，先增大后减小。适量加入可以有效提高混凝土强度。                                                                                                     3、砂率影响：砂率影响较小，呈波动状分布，可以从正交试验表中找到最佳砂率。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                4、纤维影响：随着纤维的掺入，与硅灰作用形成致密的水泥到纤维过渡区，使混凝土强度没有明显下落，抑制了骨料沉降，和砂浆的离析倾向，密实性进一步提高，在基本不影响强度的情况下提高了混凝土的抗渗和抗裂性能。 5、配比分析：由强度影响顺序和正交试验分析可得配比A2B2C2，进行试验强度比较，明显看出掺加硅灰，纤维试验效果（见右上图） （1:普通混凝土 2：无纤维 3：无硅灰 4:A2C2B2）       重复性试验对比分析 按照分析出的最佳配比拌制混凝土与正交表中效果最好的配比以及空白试样进行抗压强度试验和抗渗性能试验 ，对比得出数据列于下表：其中A2B2C2 28天抗压强度为75.96，80小时渗透高度为20mm  ； A2B2C1 28天抗压强度为74.58，80小时渗透高度为36mm ；普通混凝土28天抗压强度为59.06，80小时渗透高度为106mm 。 结论和意义  （1）硅灰的加入可以加速水泥的水化，吸收水泥水化早期产物Ca(OH)2，生成更多的C-S-H凝胶，随着龄期的延长，使混凝土密实性提高；同时，硅灰的加入可降低填充水泥粒子间空隙的用水量，降低水泥浆体的流动性，使得混凝土强度提高。  （2）经过正交试验得出掺入硅灰和纤维的最佳掺量为硅灰取代率8%，纤维掺量0.9Kg/m3 ，砂率38%。 （3）硅灰与聚丙烯纤维同掺，对混凝土的性能改善更为明显，当纤维掺量为0.9Kg/m3，硅灰掺量为8%时，混凝土28d抗压强度比普通混凝土可提高28.61%。 当纤维掺量为0.9Kg/m3，硅灰掺量为8%时可以大幅度提高混凝土的抗渗性能 。 （4）硅灰与聚丙烯纤维同掺，既提高了抗渗等级，又能在不损失抗渗能力的情况下提高抗压强度，在技术上有了明显提高，同时加入硅灰在同等强度下能大量节约水泥，有明显的经济效益，有进一步推广的经济和技术价值。 综合效益分析 社会效益：       1、混凝土中掺加炼硅铁合金和工业硅时产生的废料硅灰，有利于环保和三废利用。         2、目前硅灰在混凝土中的利用较少，硅灰和纤维混掺技术在目前应用较少，技术上有一定突破。 经济效益：       1、提高了混凝土整体质量，混凝土强度和抗渗性能同时得到提高，减少质量缺陷，节约了此类修复费用。       2、混凝土性能提高，适用于高层

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