Y型聚丙烯纤维硅灰溷掺改善溷凝土性能.ppt

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 硅灰的比表面积比水泥的比表面积小的多 细小的硅灰颗粒可以填充相对较大的水泥颗粒间的孔隙 使胶凝材料具有好的级配 同时 硅灰对水泥粒子的填充性使水泥石的密实性提高 降低了填充水泥粒子间空隙的用水量 混凝土抗压强度提高 掺加硅灰后混凝土中的微孔孔径变小 而且小孔所占总孔隙的体积比例较大 因此 硅灰的掺入使水泥浆与骨料界面过渡区得到改善 并使孔结构细化而使制品比较致密 抗压强度提高 通过以上分析我们决定采用硅灰和纤维混掺的方法 利用正交试验寻求最佳掺量 既能有效改善混凝土抗拉 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问题又能提高抗压强度 同时又具有一定经济效益和科研价值 小组活动规划 计划 执行 检查 总结 分析现状 找出主要质量问题找出产生质量问题的各种因素找出影响质量的主要因素针对主要因素制定改进措施 按计划措施执行 检查执行计划情况 总结经验教训并纳入标准遗留问题转入下一次循环 分析试验结果 发现问题 试验研究 试验设计 试验 准备 分析 原材料砂石外加剂纤维硅灰水泥 配合比正交试验 分析确定影响因素确定配比效果分析 影响强度因素砂率纤维掺量硅灰掺量 原材料 采用山东水泥厂产42 5 普通硅酸盐水泥 砂选用天然河砂 含泥量0 5 石料为5 31 5mm连续级配的碎石 含泥量0 3 本实验采用Y型聚丙烯纤维 采用省建科院的FNC 3型高效泵送剂 掺量3 1 2 3 4 硅灰 SiO2质量含量为85 0 5 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 正交试验因素水平表 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A2B2C228天抗压强度为75 96 80小时渗透高度为20mm A2B2C128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 适用于高层建筑物 海港码头 水库大坝 水利涵闸 铁路桥梁 地铁 隧道 机场跑道 砼路面以及煤矿巷道锚喷加固等 有理由工程开展 创造价值 今后打算 本次试验主要在于通过混掺Y型聚丙烯纤维和硅灰达到同时提高混凝土强度和抗渗性能的要求 在试验过程中出现了一些问题需要今后解决 1 加入硅灰后对混凝土的流动性能影响较大 塌落度损失较大 有待改进 2 纤维加入过程中随着掺量的增加容易出现抱团现象 影响抗渗性能和混凝土成型以及其他性能 3 本次试验混凝土强度已接近C70水平 我们今后将使用高规格硅灰和水泥 研发C70 C80等更高强混凝土 为公司将来应用高强混凝土提高技术支持 今后我们会根据上述情况 有针对性的进行试验研究 争取做出更好的成果 尽快地应用的工程建设中 谢谢