自然煤矸石轻骨料混凝土配合比设计

摘要：为改善混凝土的自重较大的问题并提高其韧性、抗裂性和耐久性，在理论研究的基础上，提出一套聚丙烯纤维自燃煤矸石轻骨料混凝土配合比设计方法，运用此方法得出混凝土的配合比，及聚丙烯纤维轻骨料混凝土的抗压、抗折、劈裂抗拉强度实验数据，为其在今后的应用提供了一定的理论依据。

关键词：自燃煤矸石；均匀试验设计；配合比；强度

0引言

混凝土自从问世以来，减轻自重、提高韧性、抗裂性和耐久性一直是对其改性的课题，聚丙烯纤维混凝土为改善韧性、提高抗裂性和耐久性开辟了道路，而轻骨料混凝土则解决了其自重大的课题。聚丙烯纤维和轻骨料“复合”能弥补普通混凝土材质本身带来的本质上的缺点是通过二者取长补短，在不同层次和受荷阶段发挥“混杂效应”来改善混凝土性能。为了掌握这种新型材料的主要特征和力学性能，本文进行了聚丙烯纤维轻骨料混凝土的配合比设计研究，得到有意义的结论。

1试验用原材料

采用均匀试验设计方法安排试验，在确定每种影响因素的变化范围的前提下进行试验。采用的原材料主要有：

（1）水泥河北省唐山冀东水泥厂生产的盾石牌42.5普通硅酸盐水泥(P.O)其主要指标见表1。

（2）砂子阜新市他本镇他本河中砂，细度模数为2.98，堆积密度为1550kg/m³，级配合格。（3）聚丙烯纤维江苏省射阳县强力纤维有限公司生产的聚丙烯纤维，见表2。（4）外加剂上海花王化学有限公司生产的“迈地150”早强高效纯萘系减水剂。（5）水自来水，符合规范对水质的要求。即《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）的规定。（6）煤矸石煤矸石是在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低，并具有一定强度的岩石，见表3、4。

2影响因素的变化范围的确定

试验选用水泥范围为490～535kg/m³。试验研究的用水范围为165～210kg/m³。砂率：用密实状态的体积砂率，选用范围为36%～45%。在保证纤维总量不变的情况下，取Y型和圆型聚丙烯纤维总含量的范围为0.0～0.9kg/m³(试图通过掺不同掺量不同截面纤维，达到增强﹑增韧的目的)。外加剂：掺量范围为1.0～2.0kg/m³。

3结论

表5、6试验证明，提出的聚丙烯纤维轻骨料混凝土配合比设计方法可行。用该方法成功配制出28d抗压强度为49MPa，劈裂抗拉强度3.21MPa，抗折强度为6.17MPa的聚丙烯纤维轻骨料混凝土。

一般普通混凝土7d的抗压强度可达到28d抗压强度的80%～95%，而本文的聚丙烯纤维轻骨料混凝土，可证明7d抗压强度达到28d抗压强度的70%～85%。考虑的因素比较多，为减少试验次数，试验选用的均匀设计表S=5，均匀度偏差D=0.2414。

参考文献：

[1]周梅.短碳纤维增强高性能混凝土研究及机理分析[J]．应用基础与工程科学,2004,11(7):9-13.

[2]纪成君,周梅.阜新地区煤矸石-粉煤灰路用性能的可行性研究[J].

中国资源综合利用,2006,28(2):28-31.

[3]王国平.辽宁阜新煤矸石资源化研究[D].成都理工大学,2005.[4]冷发光.煤矸石综合利用的研究与应用现状[J].四川建筑科学研究,2000,44(4):44-46.

[5]马正先,马云东.阜新地区煤矸石资源综合化利用[J].有色矿冶，2005,55(3):175-177.

[6]许丽.阜新矿区煤矸石山生境演变特征及其评价研究[D].北京林业大学,2006.

[7]曹刚.高强轻骨料混凝土试验研究[D].西北工业大学,2004.