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【聚丙烯腈纤维】有效提高混凝土的低温特性

文章出处:责任编辑:鼎强聚丙烯腈纤维人气:-发表时间:2017-08-10 18:00【

  随着我国西部大开发战略的实施及其标志性工程———青藏铁路建设工程的全面开工,低温、负温混凝土以及混凝土的低温特性逐渐成为人们最为关注的问题之一.建设中的青藏铁路格(尔木)拉(萨)段,绵延1 118 km,因将穿越高原、高寒、缺氧及连续性永久冻土地区,所以沿线地质复杂,区内气候变化恶劣,年平均气温为- 5°C,且冰冻期每年在8个月左右.青藏铁路线极度恶劣的自然环境对工程施工和所用工程材料都提出了严峻的挑战.在整个青藏铁路规划中,将有多座桥梁和几十处涵洞、隧道,而混凝土是这些基本设施的最主要的建筑材料.青藏铁路线混凝土的设计和施工所面临的主要问题是冻土结构的稳定性和混凝土的低温耐久性.冻土对温度极为敏感,吸放热不平衡将使得冻土内部产生热量积累,从而导致不可恢复的热融变形和破坏.因此在混凝土设计和施工时往往使用低水化热胶凝材料,并采取某些有效措施(如冷风输送)来减少混凝土水化过程中的热量聚积.然而由于许多隧道工程是穿越多年冻土甚至是含土冰层(即地质构造中以冰为主、含土量较少的地带),极易使隧道周围形成冻融圈,所以有效提高混凝土的低温特性,防止隧道冻害的发生,是整个工程成败的关键.

  由于高原隧道所处的特定的复杂的地质和环境条件,其构造混凝土面临2种典型的低温界面:一种是所浇筑的混凝土内层与冻土或含土冰层接触的界面.在此界面上,由于受混凝土水化热和周围气候变化的影响,部分冰层会发生融化,从而使混凝土处于含水率较高的状态.这部分混凝土在正负温度交替作用下,可能遭受由冰胀压力和渗透压力联合作用所引起的冻融破坏;另一种是所浇筑的混凝土外层与空气接触的界面.此界面在不直接接触水的条件下不存在冻融破坏问题.但是由于在施工过程中为了降低水化热而实施了冷风输送,因而导致新浇混凝土表面容易产生干缩裂纹,从而影响了混凝土的力学性能和结构的稳定性.
  聚丙烯腈纤维是一种新型的有机纤维.该纤维具有直径小(小于20μm)、单位体积数量多、易分散、抗酸碱和耐温性强、弹性模量较低等特点,当以较低的掺量(纤维体积分数一般不大于0.2%)掺入混凝土拌合物中时,能有效减小混凝土因失水、温差、自干燥等因素而引起的原生裂隙尺度,增强混凝土的抗塑性开裂能力.然而聚丙烯腈纤维的存在对混凝土低温状态下的强度增长以及混凝土抗冻融性能的影响却鲜为人知.本文模拟现场混凝土的温度变化环境(日气温变化为5~- 15°C),测试了聚丙烯腈纤维掺入后对混凝土抗压、抗拉和抗弯强度的影响;研究了快速冻融试验条件下聚丙烯腈纤维混凝土的抗冻性能。
 


聚丙烯腈纤维是一种抗裂强度高,分散效果好,混凝土掺量为每立方米0.5-1.0kg。应用领域有:桥梁工程、道路工程、水利港口工程、建筑工程、隧道地铁工程、机场工程等等。
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