1、聚丙烯纤维混凝土弯拉回弹模量试验研究摘要：弯拉回弹模量是路面结构设计的重要指标，为此，本文通过试验研究，分析了聚丙烯纤维混凝土面层材料的弯拉回弹模量。结果表明，纤维混凝土路面的弯拉回弹模量比传统的水泥混凝土弯拉回弹模量略低。 关键词：聚丙烯纤维混凝土；弯拉试验；配合比 中图分类号： TU377 文献标识码：A 公路是影响国民经济发展和社会进步的重要基础设施，公路的建设对地区国民经济的发展起着决定性作用，它是连接和沟通省市、城乡、厂矿、机构、车站、港口之间的纽带。路面工程是公路建设的一个重要组成部分，其好坏直接影响行车速度、运输成本以及行车的安全和舒适性。通过水泥基体配合比研究、高强改性纤维混凝
2、土性能研究确定了超韧性纤维混凝土最佳配合比，该材料具有高抗折（8MPa 以上）及优异的耐疲劳性能。该材料在低应力、高应力作用下的疲劳性能较传统混凝土均有很大提高，从而提升了路面抵抗车辆重复荷载及超载能力。最终通过高抗折以及良好的疲劳性能实现了薄层路面结构设计，保证路面性能的前提下，加速了施工的进度，同时大大节约了能源，具有明显的经济效益。 弯拉回弹模量是路面设计的重要指标，为此本文进行了相关内容的研究。 1 试验材料与配合比方案 1.1 试验材料 （1）普通硅酸 32.5 水泥：本溪工源矿渣硅酸盐水泥； （2）粉煤灰：沈阳沈海热电厂 I 级粉煤灰； （3）砂：天然河砂，细度模数为 2.8，含泥
3、量小于 1%； （4）优化组分：早强剂（自制） 、减水剂、缓凝剂（自制） 、消泡剂、保水剂，其中缓凝剂、减水剂和早强剂的配置原材料均为工业级，减水剂为萘系减水剂和氨基磺酸盐减水剂复配； （5）聚丙烯纤维：江苏盐城市环宇工程纤维有限公司生产。其性能指标见表 1。 表 1 聚丙烯纤维的性能指标 密度 /g/cm3 熔点 / 燃点 / 弹性模量 /MPa 断裂强度/MPa 断裂伸长度 /% 0.91 170 590 4550 620 20 1.2 配合比 JZ，水泥：粉煤灰：河砂：优化组分（无纤维）：水=450：450：1300：40：330 F1，水泥：粉煤灰：河砂：纤维等优化组分：水=450：4
4、50：1300：40：330 S1，水泥：砂：纤维等优化组分：水=600：1500：30：300 2 弯拉回弹模量试验 回弹模量是混凝土路面结构设计的重要参数，也是评价混凝土路面变形能力的重要依据。在水泥混凝土的弹性模量在结构设计特别是在计算混凝土结构变形、裂缝扩展以及路面结构计算时它是不可缺少的参数，但混凝土的应力-应变曲线呈高度非线性，给弹性模量的测量带来困难。根据试验方法的不同，混凝土弹性模量一般分为静弹性模量（水泥路面设计采用弯拉弹性模量指标）和动弹性模量。本研究依据公路工程水泥混凝土试验规程弹性模量测试方法，测试了各种纤维混凝土的弯拉弹性模量。 图 1 弯拉试验 试验采用 150mm
5、150mm550mm 棱柱体试件，标准养护。强度测试采用万能试验机。测试时调整试验机两个可移动支座，使其与试验机下压头中心距离各为 225mm，并旋紧两支座，将试件放在支座上，试件成型时的侧面朝上，几何对中后，缓缓加一初荷载，约 1kN，而后以0.7MPa/s 的加载速度，均匀而连续地加荷。 试件的抗折强度按照，为弯拉强度，为极限荷载，为支座间距， 、分别为试件的宽度和高度。 表 2 试块弯拉弹性模量/MPa 编号 龄期（d） 28 60 120 JZ 27100 28200 29320 F1 27020 28010 29002 S1 29200 29700 29900 图 2 弯拉弹性模量随
6、时间的变化 从图 2 上可以看出，随着纤维的加入，胶砂的弯拉弹性模量略有下降，但下降比例有限，而配合比 S1 由于砂率的增加，其弹性模量明显高于砂胶比较小的 JZ 和 F1。由此可见，纤维的加入对高强砂浆的弹性模量影响有限。但从砂浆的极限强度来看，其变形量往往是目前带粗骨料的混凝土的变形量的 2 倍左右。为此，可以推断，纤维混凝土的明显优势不在于其自身的低弹模，而是由于其具良好的塑性阶段。 3 结论 （1）有聚丙烯纤维的混凝土的弯拉回弹模量略低于无纤维的混凝土；（2）随着砂胶比的增加，材料的弯拉回弹模量增大。 参考文献 1 龚意、沈荣熹、李海清，杜拉纤维在土建工程中的应用.机械工业出版社，2012.10 2 沈荣熹，低掺量纤维在混凝土中的作用机制.水泥基复合材料科学技术.北京：中国建材工业出版社，1999.
