玻璃纤维混凝土在工程中的应用
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2 玻璃纤维混凝土配合比设计
田集电厂立交桥工程箱顶按设计要求采用 C30 玻璃纤维混凝土抹成排水坡 ,而立交桥离混凝 土搅拌站较远 ,我们在配合比设计时即要保证混凝 土强度又要利于现场混凝土施工. 一般来说 ,玻璃 纤维混凝土的强度受玻璃纤维的掺入率 、玻璃纤维 的长度 、水泥品种 、干湿条件 、成形方法和龄期等因 素影响 ;玻璃纤维的掺入率和长度同时也影响混凝
维 ,则要有一定的长径比 ,兼顾抗拉 、抗弯强度与韧 性 ,并与基材有一定的粘结强度. 取玻璃纤维长为 30～40 mm , 按 2 %的体积率掺入. 由于购买来的 玻璃纤维是卷绕成筒形的无捻粗纱 ,所以将其切割 成长 35 m m 左右的短纤维.
(3) 水泥及其他材料选择 根据设计要求玻璃纤维混凝土强度等级为 C30 ,在箱顶抹成排水坡 ,厚度不能太厚 ,故粗骨料 的规格不能太大. 所以水泥选用了凤阳水泥总厂生 产“珍珠牌”P. O42. 5 水泥 ; 砂是细度模 数为 2. 3 、 三区中砂 ;石子级配为 10～20 mm 单粒级 (在 20 mm 筛上筛余 为 0 %) ; 外加剂是山西 黄腾化工有 限公司生产的“UNF23 缓凝高效减水剂”( 因施工 地点离搅拌站较远 ,施工日期在 5 月份 ,故掺入缓 凝型高效减水剂) ,掺量 1. 5 %. 2. 2 配合比试配 材料选定后我们开始进行混凝土试配工作 ,坍 落度设计为 (100 ±20) m m. 试 拌时 ,我们采取了 以下几个方案 : (1) 水泥、砂 、玻璃纤维干拌后 ,加入石子拌合 , 最后再加入水和外加剂搅拌 ,但这样搅拌后发现纤 维的分散性较差 ,易结成团 . (2) 水泥、砂、石子拌合均匀 ,将玻璃纤维 、水 、 外加剂一起放入搅拌 , 这样玻璃纤维 也不易分散 开. (3) 先按正常的混凝土进行搅拌 ,再加入玻璃 纤维进行二次搅拌 ,这样搅拌后的效果比较好. 最 后选用该方案进行混凝土试配. 试配后选用的配合比结果如表 1.
纤维增强混凝土 ,是以水泥净浆 、砂浆 、或混凝
土作基材 ,以非连续的短纤维或连续的长纤维作增 强材料所组成的水泥基复合材料的总称 ,简称“纤 维混凝土”. 纤维加入水泥基材中可以提高基材的 抗拉强度 、提高基材的变形能力并从而改善其韧性 与抗冲击性. 立交桥箱顶面采用玻璃纤维混凝土 , 目的是利用玻璃纤维混凝土比普通混凝土抗拉、抗 弯 、抗裂强度高 ,其韧性、抗冲击性能比普通混凝土 有较显著提高的特点.
坍落度
水
水泥
砂
石子
外加剂 玻璃 纤维
/ mm
2 15
4 15
Βιβλιοθήκη Baidu
782
1 000
6. 23
0. 9
1 35
2 15
4 15
782
1 000
6. 23
0. 9
1 35
R28 / MPa
37. 5 36. 7
参考文献 : [ 1] 建 筑施工手册[ M] . 第二版 . 北京 :中国建 筑工业出版
社. 1988. [ 2 ] 混凝土实用新技术手册 [ M ] . 吉林科学技术出版社. [ 3 ] 混凝土实用手册 [ M ] . 北京 :中国建筑工业出版社 .
Abstract : The gl as s fi ber2reinforced concret e C30 is wiped to t he wea t heri ng and top surface of t he bo x of t he overpas ses project i n Tianji Power Plant . The use of glas s fi ber2reinforced concret e is to t ake a d2 vantage of t he it s feat ures i ncl udi ng higher t ensi le st rengt h , hi ghe r bend st rengt h , higher brea king st rengt h , bet te r toughnes s and i mp roved i mpact resis tance compare d t o t he normal concret e. Key wor ds : glas s fiber ; t ensile st rengt h ; be ndi ng st rengt h ; brea king st rengt h ; i mpact resi sta nce
度如表 2. 总的来说 ,玻璃纤维在混凝土中分布均匀 ,可 以防止收缩龟裂 ; 韧性好 ,破坏时不会飞散 ;抗拉 、 抗弯强度高 ,耐冲击性能良好 ; 易于施工 ,可成型为 各种形状的制品.
50 6
武汉大学学报 (工学版)
20 07
表 2 现场取样成型 ,标养 28 d 混凝土 强度
混凝土材料用量/ ( kg·m - 3 )
Appl icat ion of glass f iber2r einf orced concr ete to engineer ings
L I Fangmin
( Anhui Electric Power Constr uction No. 1 Compa ny , Hefei 230088 , China)
(安徽电力建设第一工程公司 , 安徽 合肥 230088 )
摘要 : 田 集电厂立 交桥箱顶采 用 C30 玻璃 纤维混凝 土抹成排 水坡 ,箱 顶面采 用玻 璃纤 维混凝 土 . 目的 是利 用 玻璃 纤维混凝土 比普通混 凝土 抗拉 、抗弯 、抗裂 强 度高 ,其韧 性 、抗 冲 击 性能 比 普通 混 凝 土有 较 显著 提 高 的 特点 . 关键词 :玻璃纤维 ;抗拉 ;抗弯 ;抗 裂 ;抗冲击性能 中图分类号 : TU 528. 581 文献标志码 : A
第 40 卷 增刊 2007 年 10 月
武汉大学学报 (工学版) Engineering Jo ur nal of W uhan Univer sit y
文章编号 :167128844 (2007) S120504203
Vol. 40 Sup. Oct . 2007
玻璃纤维混凝土在工程中的应用
李方敏
表 1 材料配合比结果
混凝土材料用量/ ( kg·m - 3 )
坍 落度
R28
R60
水
水泥
砂
石子
外加剂 玻璃纤维 / mm
/ M Pa
/ M Pa
21 5
41 5
78 2
1 000
6. 23
0. 9
1 30
38. 9
48. 2
3 现场施工
2006 年 5 月份 ,立交桥箱顶浇筑玻璃纤维混 凝土 ,按照上述的加料顺序搅拌混凝土后运往现场 成型 ,浇筑后二次收光 、抹面 、养护 ,防止混凝土表 面收缩龟裂. 现场取样成型试件 ,标准养护 28 d 强
作者简介 :李方敏 (19642) ,女 ,安徽 电力建设第一工程公司土建试验室工程师 .
增刊
李方敏 :玻 璃纤 维混 凝土在工程中的应用
5 05
土的施工. 所以在配合比设计时要考虑这些因素的 影响 ,首先要选择好原材料. 2. 1 原材料选择
(1) 玻璃纤维. 玻璃纤维有抗碱玻璃纤维 、中碱与无碱玻璃纤 维. 用中碱与无碱的玻璃纤维来配制混凝土 ,硅酸 盐水泥的水化产物会对中碱与无碱玻璃纤维有强 烈的侵蚀作用 ,主要是水泥石液 相中的 Ca (O H) 2 会 使 玻 璃 纤 维 的 硅 氧 键 发 生 断 裂 , Si O2 与 Ca (O H) 2 起反 应生成低钙的水化硅酸钙 , 此种反 应可进行至玻璃中 Si O2 全部被消耗而终 止 ,因而 玻璃纤维的抗拉强度随之大幅度下降. 同时 ,在玻 璃纤维束内生成的 Ca (O H) 2 结晶也会损伤纤维并 使其逐渐失去韧性而变脆. 采用抗碱玻璃纤维来配制混凝土 ,由于抗碱玻 璃纤维成分中含有一定量的 ZrO2 (氧化锆) ,在碱 液作用下 ,纤维表面的 ZrO2 会转化成含 Zr (O H) 4 的胶状物并经脱水聚合在玻璃表面上形成一致密 的膜层 ,从而减缓了 Ca (O H) 2 对玻璃纤维的侵蚀. 所以我们优先选用抗碱玻璃纤维来配制混凝土. 配制混凝土用的抗碱玻璃纤维主要有以下两 种形式 :无捻粗纱和网格布. 从施工角度考虑 ,我们 决定采用无捻粗纱来配制混凝土. 通过网上查询 、 比较 ,选择了江苏省丹阳振兴玻璃纤维有限公司生 产的抗碱玻璃纤维. (2) 玻璃纤维的长度和掺入率. 玻璃纤维的长度和掺入率影响到混凝土的强 度和混凝土的施工. 纤维长度越长 ,则其表面缺陷 也越多 ,其抗拉强度下降 ,且成型困难 ;使用短纤
1 前 言
本次施工的是淮南田集电厂专用线范围内袁 庄路下穿铁路立交桥. 拟建专用线南临淮河北岸 , 始于田集电厂 ,向西经朱庙 、架河乡至田集站南 ,与 地方线接轨. 袁庄路立交桥采用框架桥下穿铁路立 交桥 ,引道采用重力式挡土墙方案 . 主体结构洞身 机动车道净高 4. 5 m , 非机动车道净高 2. 8 m . 洞 身按 3 段设计 ,在 1、2 道下洞身长 14. 8 m ,3、4 道 下洞身长 13. 1 m ,两段洞身下通过 2m 长的 U 形 槽连接. 洞身与 U 槽间设止水带 ,洞身及 U 槽均采 用现浇施工. 为排水的需要及保证路面厚度 ,新建 洞身设计成 5 ‰坡度 . 箱顶及 U 槽顶均设置栏杆. 箱顶采用 C30 玻璃纤维混凝土 抹成排水坡 ,箱顶 设 TQ F21 型防水层 ,两侧与土接触部分设溶剂型 再生橡胶沥青防水涂料 2 层.
田集电厂立交桥工程箱顶按设计要求采用 C30 玻璃纤维混凝土抹成排水坡 ,而立交桥离混凝 土搅拌站较远 ,我们在配合比设计时即要保证混凝 土强度又要利于现场混凝土施工. 一般来说 ,玻璃 纤维混凝土的强度受玻璃纤维的掺入率 、玻璃纤维 的长度 、水泥品种 、干湿条件 、成形方法和龄期等因 素影响 ;玻璃纤维的掺入率和长度同时也影响混凝
维 ,则要有一定的长径比 ,兼顾抗拉 、抗弯强度与韧 性 ,并与基材有一定的粘结强度. 取玻璃纤维长为 30～40 mm , 按 2 %的体积率掺入. 由于购买来的 玻璃纤维是卷绕成筒形的无捻粗纱 ,所以将其切割 成长 35 m m 左右的短纤维.
(3) 水泥及其他材料选择 根据设计要求玻璃纤维混凝土强度等级为 C30 ,在箱顶抹成排水坡 ,厚度不能太厚 ,故粗骨料 的规格不能太大. 所以水泥选用了凤阳水泥总厂生 产“珍珠牌”P. O42. 5 水泥 ; 砂是细度模 数为 2. 3 、 三区中砂 ;石子级配为 10～20 mm 单粒级 (在 20 mm 筛上筛余 为 0 %) ; 外加剂是山西 黄腾化工有 限公司生产的“UNF23 缓凝高效减水剂”( 因施工 地点离搅拌站较远 ,施工日期在 5 月份 ,故掺入缓 凝型高效减水剂) ,掺量 1. 5 %. 2. 2 配合比试配 材料选定后我们开始进行混凝土试配工作 ,坍 落度设计为 (100 ±20) m m. 试 拌时 ,我们采取了 以下几个方案 : (1) 水泥、砂 、玻璃纤维干拌后 ,加入石子拌合 , 最后再加入水和外加剂搅拌 ,但这样搅拌后发现纤 维的分散性较差 ,易结成团 . (2) 水泥、砂、石子拌合均匀 ,将玻璃纤维 、水 、 外加剂一起放入搅拌 , 这样玻璃纤维 也不易分散 开. (3) 先按正常的混凝土进行搅拌 ,再加入玻璃 纤维进行二次搅拌 ,这样搅拌后的效果比较好. 最 后选用该方案进行混凝土试配. 试配后选用的配合比结果如表 1.
纤维增强混凝土 ,是以水泥净浆 、砂浆 、或混凝
土作基材 ,以非连续的短纤维或连续的长纤维作增 强材料所组成的水泥基复合材料的总称 ,简称“纤 维混凝土”. 纤维加入水泥基材中可以提高基材的 抗拉强度 、提高基材的变形能力并从而改善其韧性 与抗冲击性. 立交桥箱顶面采用玻璃纤维混凝土 , 目的是利用玻璃纤维混凝土比普通混凝土抗拉、抗 弯 、抗裂强度高 ,其韧性、抗冲击性能比普通混凝土 有较显著提高的特点.
坍落度
水
水泥
砂
石子
外加剂 玻璃 纤维
/ mm
2 15
4 15
Βιβλιοθήκη Baidu
782
1 000
6. 23
0. 9
1 35
2 15
4 15
782
1 000
6. 23
0. 9
1 35
R28 / MPa
37. 5 36. 7
参考文献 : [ 1] 建 筑施工手册[ M] . 第二版 . 北京 :中国建 筑工业出版
社. 1988. [ 2 ] 混凝土实用新技术手册 [ M ] . 吉林科学技术出版社. [ 3 ] 混凝土实用手册 [ M ] . 北京 :中国建筑工业出版社 .
Abstract : The gl as s fi ber2reinforced concret e C30 is wiped to t he wea t heri ng and top surface of t he bo x of t he overpas ses project i n Tianji Power Plant . The use of glas s fi ber2reinforced concret e is to t ake a d2 vantage of t he it s feat ures i ncl udi ng higher t ensi le st rengt h , hi ghe r bend st rengt h , higher brea king st rengt h , bet te r toughnes s and i mp roved i mpact resis tance compare d t o t he normal concret e. Key wor ds : glas s fiber ; t ensile st rengt h ; be ndi ng st rengt h ; brea king st rengt h ; i mpact resi sta nce
度如表 2. 总的来说 ,玻璃纤维在混凝土中分布均匀 ,可 以防止收缩龟裂 ; 韧性好 ,破坏时不会飞散 ;抗拉 、 抗弯强度高 ,耐冲击性能良好 ; 易于施工 ,可成型为 各种形状的制品.
50 6
武汉大学学报 (工学版)
20 07
表 2 现场取样成型 ,标养 28 d 混凝土 强度
混凝土材料用量/ ( kg·m - 3 )
Appl icat ion of glass f iber2r einf orced concr ete to engineer ings
L I Fangmin
( Anhui Electric Power Constr uction No. 1 Compa ny , Hefei 230088 , China)
(安徽电力建设第一工程公司 , 安徽 合肥 230088 )
摘要 : 田 集电厂立 交桥箱顶采 用 C30 玻璃 纤维混凝 土抹成排 水坡 ,箱 顶面采 用玻 璃纤 维混凝 土 . 目的 是利 用 玻璃 纤维混凝土 比普通混 凝土 抗拉 、抗弯 、抗裂 强 度高 ,其韧 性 、抗 冲 击 性能 比 普通 混 凝 土有 较 显著 提 高 的 特点 . 关键词 :玻璃纤维 ;抗拉 ;抗弯 ;抗 裂 ;抗冲击性能 中图分类号 : TU 528. 581 文献标志码 : A
第 40 卷 增刊 2007 年 10 月
武汉大学学报 (工学版) Engineering Jo ur nal of W uhan Univer sit y
文章编号 :167128844 (2007) S120504203
Vol. 40 Sup. Oct . 2007
玻璃纤维混凝土在工程中的应用
李方敏
表 1 材料配合比结果
混凝土材料用量/ ( kg·m - 3 )
坍 落度
R28
R60
水
水泥
砂
石子
外加剂 玻璃纤维 / mm
/ M Pa
/ M Pa
21 5
41 5
78 2
1 000
6. 23
0. 9
1 30
38. 9
48. 2
3 现场施工
2006 年 5 月份 ,立交桥箱顶浇筑玻璃纤维混 凝土 ,按照上述的加料顺序搅拌混凝土后运往现场 成型 ,浇筑后二次收光 、抹面 、养护 ,防止混凝土表 面收缩龟裂. 现场取样成型试件 ,标准养护 28 d 强
作者简介 :李方敏 (19642) ,女 ,安徽 电力建设第一工程公司土建试验室工程师 .
增刊
李方敏 :玻 璃纤 维混 凝土在工程中的应用
5 05
土的施工. 所以在配合比设计时要考虑这些因素的 影响 ,首先要选择好原材料. 2. 1 原材料选择
(1) 玻璃纤维. 玻璃纤维有抗碱玻璃纤维 、中碱与无碱玻璃纤 维. 用中碱与无碱的玻璃纤维来配制混凝土 ,硅酸 盐水泥的水化产物会对中碱与无碱玻璃纤维有强 烈的侵蚀作用 ,主要是水泥石液 相中的 Ca (O H) 2 会 使 玻 璃 纤 维 的 硅 氧 键 发 生 断 裂 , Si O2 与 Ca (O H) 2 起反 应生成低钙的水化硅酸钙 , 此种反 应可进行至玻璃中 Si O2 全部被消耗而终 止 ,因而 玻璃纤维的抗拉强度随之大幅度下降. 同时 ,在玻 璃纤维束内生成的 Ca (O H) 2 结晶也会损伤纤维并 使其逐渐失去韧性而变脆. 采用抗碱玻璃纤维来配制混凝土 ,由于抗碱玻 璃纤维成分中含有一定量的 ZrO2 (氧化锆) ,在碱 液作用下 ,纤维表面的 ZrO2 会转化成含 Zr (O H) 4 的胶状物并经脱水聚合在玻璃表面上形成一致密 的膜层 ,从而减缓了 Ca (O H) 2 对玻璃纤维的侵蚀. 所以我们优先选用抗碱玻璃纤维来配制混凝土. 配制混凝土用的抗碱玻璃纤维主要有以下两 种形式 :无捻粗纱和网格布. 从施工角度考虑 ,我们 决定采用无捻粗纱来配制混凝土. 通过网上查询 、 比较 ,选择了江苏省丹阳振兴玻璃纤维有限公司生 产的抗碱玻璃纤维. (2) 玻璃纤维的长度和掺入率. 玻璃纤维的长度和掺入率影响到混凝土的强 度和混凝土的施工. 纤维长度越长 ,则其表面缺陷 也越多 ,其抗拉强度下降 ,且成型困难 ;使用短纤
1 前 言
本次施工的是淮南田集电厂专用线范围内袁 庄路下穿铁路立交桥. 拟建专用线南临淮河北岸 , 始于田集电厂 ,向西经朱庙 、架河乡至田集站南 ,与 地方线接轨. 袁庄路立交桥采用框架桥下穿铁路立 交桥 ,引道采用重力式挡土墙方案 . 主体结构洞身 机动车道净高 4. 5 m , 非机动车道净高 2. 8 m . 洞 身按 3 段设计 ,在 1、2 道下洞身长 14. 8 m ,3、4 道 下洞身长 13. 1 m ,两段洞身下通过 2m 长的 U 形 槽连接. 洞身与 U 槽间设止水带 ,洞身及 U 槽均采 用现浇施工. 为排水的需要及保证路面厚度 ,新建 洞身设计成 5 ‰坡度 . 箱顶及 U 槽顶均设置栏杆. 箱顶采用 C30 玻璃纤维混凝土 抹成排水坡 ,箱顶 设 TQ F21 型防水层 ,两侧与土接触部分设溶剂型 再生橡胶沥青防水涂料 2 层.