一種混雜纖維高抗裂高韌性機(jī)場道面混凝土及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種混雜纖維高抗裂高初性機(jī)場道面混凝±及制備方法，屬于混凝±
技術(shù)領(lǐng)域，用于改善我國民航機(jī)場道面的耐久性能差、服役壽命短等問題。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了保證飛行安全和正常使用，機(jī)場道面不僅應(yīng)具有足夠的承載能力，而且還應(yīng) 有良好的氣候穩(wěn)定性、抗沖擊性、初性、抗收縮性、抗裂性、疲勞等性能。目前我國大部分水 泥混凝±機(jī)場道面都無法達(dá)到30年的設(shè)計(jì)年限，平均壽命一般為15年到20年，有的甚至新 建后2到3年就出現(xiàn)道面破壞。道面早期角隅斷裂、斷板、掉邊掉角等現(xiàn)象導(dǎo)致產(chǎn)生大量F0D 損壞。傳統(tǒng)水泥混凝±機(jī)場道面的彎拉強(qiáng)度和抗疲勞性能較低，且是種脆性材料，斷裂時(shí)的 拉伸變形小，易產(chǎn)生裂縫，抗裂性和抗沖擊初性較差，同時(shí)還存在抗剝落、抗破碎和耐磨性 能較低等缺點(diǎn)。鋼纖維混凝±機(jī)場道面中的鋼纖維用量較大，一般滲量為60~lOOkg/m3,道 面造價(jià)高，施工時(shí)又不宜拌合，如果采用的工序不當(dāng)，鋼纖維還可能產(chǎn)生結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，若道面 面層表面處置不好，鋼纖維裸露表面，易發(fā)生鋼纖維的誘蝕，誘蝕后影響道面的表觀，裸露 表面的鋼纖維有可能扎損輪胎，因而影響鋼纖維混凝±機(jī)場道面的推廣應(yīng)用。
[0003] HFRCXHybrid F;Lber Reinforced Concrete)，是指在混凝±基體中加入兩種或兩 種W上的不同纖維或不同幾何特性的同種纖維組合成的纖維混凝±。纖維的加入可W明顯 的達(dá)到一定的增初增強(qiáng)效果，然而單滲一種纖維往往只能主要改善某一種性能，具有一定 的局限性，混雜纖維可W利用多種纖維的各個(gè)特性全方位多角度的改善混凝±的力學(xué)性 能。
[0004] 如果在混凝±基體中加入粗聚締控纖維和高彈模細(xì)聚乙締醇纖維將顯著改善水 泥混凝±道面耐久性，提高機(jī)場道面的使用壽命。粗聚締控纖維強(qiáng)度高、初性好，生產(chǎn)原料 來源廣、制備簡單、價(jià)格較低、應(yīng)用廣泛。粗聚締控纖維直徑較大、表面為異變形且粗糖，與 基體之間接觸面積大，機(jī)械錯(cuò)固力強(qiáng)、纖維在與基體滑移的過程中顯著改善基體的初性和 耗能能力。但粗聚締控纖維對微觀、細(xì)微裂紋的阻裂效果較小，只是在微裂縫發(fā)展成宏觀裂 縫后才發(fā)揮重要作用。高彈模細(xì)聚乙締醇纖維其強(qiáng)度高，表面有徑基具有親水性，與水泥、 砂和石子等組成的基體結(jié)合較為緊密，其早期抑制微觀裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展效果非常明顯， 且該纖維耐磨、抗酸堿性能優(yōu)越。因此，基體中加入高彈模細(xì)聚乙締醇纖維，其在基體中可 W延緩微細(xì)裂縫的萌生和擴(kuò)展。因此W上兩種纖維可W相互補(bǔ)充、優(yōu)勢互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)在不同尺 度、不同層次的增初和增強(qiáng)，W充分發(fā)揮各自的特性和優(yōu)勢，最終達(dá)到良好的混合增初效 果，改善混凝±的抗裂性和抗彎初性，提高機(jī)場道面耐久性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對我國民航機(jī)場道面水泥混凝±的問題現(xiàn)狀，本發(fā)明旨在提出一種混雜纖維高 抗裂高初性機(jī)場道面混凝±來提高機(jī)場道面的耐久性能，延長道面在惡劣環(huán)境作用下的服 役壽命，綜合提高機(jī)場道面運(yùn)行安全，為國家節(jié)省大量的維修與重建費(fèi)用。高性能纖維目前 僅在大巧落度的高流動(dòng)性混凝±材料中應(yīng)用，但機(jī)場道面混凝±屬于干硬性混凝±，運(yùn)點(diǎn) 對纖維的分散性帶來了一定的不利影響。因此，經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)通過控制纖維用量、纖維 滲入的順序，W及高效聚簇酸減水劑的用量等可有效改善纖維分散性不好的問題。粗聚締 控纖維和細(xì)聚乙締醇纖維等高性能纖維的物理力學(xué)性能優(yōu)越，充分利用兩種纖維各自的特 點(diǎn)實(shí)現(xiàn)不同幾何尺度、不同纖維種類的正混雜效應(yīng)，改善機(jī)場道面混凝±的抗裂性和初性， 提高機(jī)場道面的耐久性能。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
[0007] -種混雜纖維高抗裂高初性機(jī)場道面混凝±，其特征在于:其原料組分包括普通 娃酸鹽水泥、砂、石子、聚乙締醇纖維、粗聚締控纖維、水、減水劑，普通娃酸鹽水泥占混凝± 總重量的16.3%~18.4%，砂占混凝±總重量的24.7%~26.1%，石子占混凝±總重量的 48.0%~50.7%，水灰比為0.36~0.40，聚乙締醇纖維長度8~14mm、直徑10~14μπι，粗聚締 控纖維長度35~45mm、直徑0.9~1.2mm，纖維滲量按占混凝±總體積的百分比計(jì)算，聚乙締 醇纖維、粗聚締控纖維分別占混凝±總體積百分比為0.2%~0.6%、0.7 %~1.1 %，減水劑 有效固體滲量為普通娃酸鹽水泥質(zhì)量的0.12%~0.16%。
[000引所述的普通娃酸鹽水泥等級P0.42.5。
[0009] 所述砂的顆粒級配為2級配區(qū)，細(xì)度模數(shù)為2.4~2.8，滿足《民用機(jī)場水泥混凝± 道面設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。
[0010] 所述石子采用合成級配碎石，包括Ξ種粒徑范圍分別為（5~10)mm、（l〇~20)mm、 (20~31.5)mm，上述的（5~10)mm指的是大于等于5mm小于10mm，（10~20)mm指的是大于等 于10mm小于20mm，（20~31.5)mm指的是大于等于20mm小于等于31.5mm，石子粒徑由小到大 優(yōu)選質(zhì)量比例為3:9:8。
[0011] 所述的水應(yīng)符合《混凝±用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 63-06的規(guī)定。
[0012] 所述的一種混雜纖維高抗裂高初性機(jī)場道面混凝±巧落度滿足《民用機(jī)場水泥混 凝±道面設(shè)計(jì)規(guī)范》，為干硬性混凝±，其巧落度控制小于20mm。
[0013] 所用減水劑優(yōu)選為聚簇酸類高效減水劑，聚簇酸類高效減水劑中的水折合到上述 水的用量中。
[0014] -種混雜纖維高抗裂高初性機(jī)場道面混凝±的制備方法，制作步驟包括如下：
[0015] 攬拌:先將石子、砂、水泥、粗聚締控纖維倒入攬拌機(jī)，攬拌50~60秒，均勻后，將減 水劑和水的混合液體倒入攬拌機(jī)里，倒入過程控制在40~50秒;待拌合物由顆粒狀轉(zhuǎn)變?yōu)?膠體狀態(tài)時(shí)，均勻滲入聚乙締醇纖維進(jìn)行攬拌，攬拌1~2分鐘待纖維分散均勻后進(jìn)行試塊 誘筑。
[0016] 成型:試件成型時(shí)分2層誘注，第一層誘注完畢后放在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)30~40秒后進(jìn) 行另一層誘注，振動(dòng)完成后將表面抹平，表面覆蓋一層薄膜防止水分蒸發(fā)，24小時(shí)后拆模， 自然養(yǎng)護(hù)至試驗(yàn)要求齡期。
[0017] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0018] 該混雜纖維機(jī)場道面混凝±，除具有一般水泥機(jī)場道面混凝±的高強(qiáng)度，同時(shí)通 過聚乙締醇纖維和粗聚締控纖維的混滲延緩混凝±微觀裂縫的萌生合并和阻礙宏觀裂縫 的擴(kuò)展，降低峰值荷載后荷載下降速率，增大結(jié)構(gòu)曉度。從而顯著增大混凝±的彎曲初性、 沖擊性能、抗裂性能等。兩種纖維在基體中均勻亂向分布，協(xié)同作用良好，發(fā)揮各自優(yōu)勢，最 終實(shí)現(xiàn)該混雜纖維機(jī)場道面混凝±高抗裂、高初性的品質(zhì)，提高了機(jī)場道面的耐久性能，增 加飛機(jī)起飛的安全可靠度，延長機(jī)場道面的使用壽命，從而減少現(xiàn)有機(jī)場道面過早損壞而 帶來的大量維修費(fèi)，該效益利國利民。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不限于W下實(shí)施例。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] 表1實(shí)施例配合比
[0022] 對于表1中所用的材料進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0023]
[0024] 所用的普通娃酸鹽水泥等級為P0.42.5。
[0025] 所述砂采用建筑用砂，顆粒級配為2級配區(qū)，細(xì)度模數(shù)為2.7。
[0026] 所用的水符合《混凝±用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 63-06的規(guī)定，表1中水的質(zhì)量為去減水劑中 所含水后的水的質(zhì)量。
[0027] 所述石子為石灰?guī)r碎石，采用合成級配，包括Ξ種粒徑范圍分別為(5~10)mm、（10 ~20 )mm、（20~31.5 )mm，石子粒徑由小到大優(yōu)選質(zhì)量比例為3:9:8。
[002引所用的粗聚乙締醇纖維直徑1mm，長度38mm，密度0.91 X103kg/m3。
[0029] 所用的細(xì)聚乙締纖維直徑為12μπι，長度為12mm;密度1.3X103kg/m 3。
[0030] 所用的減水劑為奧特萊斯高效聚簇酸類減水劑。
[0031 ] 其制作過程如下：
[0032] 按實(shí)施例中的滲量將石子、砂、水泥、粗聚締控纖維倒入攬拌機(jī)，攬拌50秒，均勻 后，將減水劑和水的混合液體倒入攬拌機(jī)里，倒入過程控制在40秒左右，待拌合物由顆粒狀 轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體狀態(tài)時(shí)，均勻滲入聚乙締醇纖維進(jìn)行攬拌，攬拌2分鐘待纖維分散均勻后進(jìn)行試 塊誘筑。誘