高分子合成纤维在地铁管片混凝土中的试验研究
Experimental Study on Polymer Synthetic Fiber in the Metro Segment Concrete
关键词：
高分子合成纤维；管片混凝土；增韧效果；可行性研究
Key words：
Polymer synthetic fiber; Segment concrete; Toughening effect; Feasibility study
刊期：
２０19年第6期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2019.06.041.04
文章编号：
基金项目：
作者：
向安乐，明 维，王孟波
单位：
1.广东利盈投资集团有限公司，清远 511500；2.中淳高科桩业股份有限公司，宁波 315100
摘要
摘 要：为了解决地铁管片混凝土的脆性问题，在混凝土中掺加高分子合成纤维，研究了其对混凝土的增韧效果，并与钢纤维、玻璃纤维的增强效果进行了对比，探讨了高分子合成纤维在管片中应用的可行性。试验结果表明，高分子合成纤维、钢纤维及玻璃纤维的掺加对地铁管片混凝土工作性和力学性能影响不大，对混凝土耐久性稍有一定的不利影响；但对混凝土的增韧效果显著，混凝土抗弯性能及抗冲击性能得到明显改善。测试数据显示，管片混凝土中掺加6 kg/m3的高分子合成纤维和30 kg/m3的钢纤维具有几乎同等的增韧效果。
Abstract: In order to solve the brittleness problem of metro segment concrete, polymer synthetic fibers are added to concrete to study its toughening effect on concrete, and compared with steel fibers and glass fibers, the feasibility of application of polymer synthetic fibers in segment concrete is discussed. The results show that polymer synthetic fibers, steel fibers and glass fibers have little effect on the working performance and mechanical properties of metro segment concrete, and have a slight adverse effect on the long-term durability of concrete, but have a significant toughening effect on concrete, and the flexural performance and impact resistance of concrete are significantly improved. The test data show that the toughening effect of 6 kg/m3 macromolecule synthetic fibers almost the same as that of 30 kg/m3 steel fibers in segment concrete.
结论
（1）高分子合成纤维、钢纤维及玻璃纤维的掺加对地铁管片混凝土工作性、抗压强度、轴心抗压强度影响不大，静压受力弹性模量略有下降，但下降幅度仅约为4~6 GPa；而三种纤维的掺加对混凝土耐久性有一定不利影响，特别是服役后期混凝土抗硫酸盐侵蚀性能，显著下降，还需要大量的试验及数据分析论证。
（2）三种纤维的掺加对混凝土的增韧效果显著，混凝土抗弯性能及抗冲击性能得到明显改善，掺纤维后混凝土韧性和等效弯曲挠度强度提高了300%~500%，6 kg/m3的合成纤维和30 kg/m3的钢纤维具有几乎同等的韧性增强效果；初裂抗冲击能提高45%~83%，断裂抗冲击能提高77%~118%。基于高分子合成纤维对混凝土的增韧效果，可减少或部分取代管片混凝土中钢筋配筋用量，提高管片综合效益。同时，理论上解决管片生产及施工中的脆性问题及开裂、破损问题。
参考文献
[1] 刘丰军,朱合华,廖少明,等.纤维混凝土在盾构隧道衬砌管片中的应用研究[J].地下空间与工程学报,2007(1):83-91.
[2] 闫治国,朱合华,廖少明,等.地铁隧道钢纤维管片力学性能研究[J].岩石力学与工程学报,2006,25(1):83-91.
引用本文
向安乐,明维,王孟波.高分子合成纤维在地铁管片混凝土中的试验研究[J].混凝土与水泥制品,2019(6):41-44.
XIANG A L,MING W,WANG M B.Experimental Study on Polymer Synthetic Fiber in the Metro Segment Concrete[J].China Concrete and Cement Products,2019(6):41-44.
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