一种混杂纤维高抗裂高韧性机场道面混凝土及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种混杂纤维高抗裂高初性机场道面混凝±及制备方法，属于混凝±
技术领域，用于改善我国民航机场道面的耐久性能差、服役寿命短等问题。
【背景技术】
[0002] 为了保证飞行安全和正常使用，机场道面不仅应具有足够的承载能力，而且还应 有良好的气候稳定性、抗冲击性、初性、抗收缩性、抗裂性、疲劳等性能。目前我国大部分水 泥混凝±机场道面都无法达到30年的设计年限，平均寿命一般为15年到20年，有的甚至新 建后2到3年就出现道面破坏。道面早期角隅断裂、断板、掉边掉角等现象导致产生大量F0D 损坏。传统水泥混凝±机场道面的弯拉强度和抗疲劳性能较低，且是种脆性材料，断裂时的 拉伸变形小，易产生裂缝，抗裂性和抗冲击初性较差，同时还存在抗剥落、抗破碎和耐磨性 能较低等缺点。钢纤维混凝±机场道面中的钢纤维用量较大，一般渗量为60~lOOkg/m3,道 面造价高，施工时又不宜拌合，如果采用的工序不当，钢纤维还可能产生结团现象，若道面 面层表面处置不好，钢纤维裸露表面，易发生钢纤维的诱蚀，诱蚀后影响道面的表观，裸露 表面的钢纤维有可能扎损轮胎，因而影响钢纤维混凝±机场道面的推广应用。
[0003] HFRCXHybrid F;Lber Reinforced Concrete)，是指在混凝±基体中加入两种或两 种W上的不同纤维或不同几何特性的同种纤维组合成的纤维混凝±。纤维的加入可W明显 的达到一定的增初增强效果，然而单渗一种纤维往往只能主要改善某一种性能，具有一定 的局限性，混杂纤维可W利用多种纤维的各个特性全方位多角度的改善混凝±的力学性 能。
[0004] 如果在混凝±基体中加入粗聚締控纤维和高弹模细聚乙締醇纤维将显著改善水 泥混凝±道面耐久性，提高机场道面的使用寿命。粗聚締控纤维强度高、初性好，生产原料 来源广、制备简单、价格较低、应用广泛。粗聚締控纤维直径较大、表面为异变形且粗糖，与 基体之间接触面积大，机械错固力强、纤维在与基体滑移的过程中显著改善基体的初性和 耗能能力。但粗聚締控纤维对微观、细微裂纹的阻裂效果较小，只是在微裂缝发展成宏观裂 缝后才发挥重要作用。高弹模细聚乙締醇纤维其强度高，表面有径基具有亲水性，与水泥、 砂和石子等组成的基体结合较为紧密，其早期抑制微观裂缝的产生和发展效果非常明显， 且该纤维耐磨、抗酸碱性能优越。因此，基体中加入高弹模细聚乙締醇纤维，其在基体中可 W延缓微细裂缝的萌生和扩展。因此W上两种纤维可W相互补充、优势互补，实现在不同尺 度、不同层次的增初和增强，W充分发挥各自的特性和优势，最终达到良好的混合增初效 果，改善混凝±的抗裂性和抗弯初性，提高机场道面耐久性能。
【发明内容】
[0005] 针对我国民航机场道面水泥混凝±的问题现状，本发明旨在提出一种混杂纤维高 抗裂高初性机场道面混凝±来提高机场道面的耐久性能，延长道面在恶劣环境作用下的服 役寿命，综合提高机场道面运行安全，为国家节省大量的维修与重建费用。高性能纤维目前 仅在大巧落度的高流动性混凝±材料中应用，但机场道面混凝±属于干硬性混凝±，运点 对纤维的分散性带来了一定的不利影响。因此，经发明人研究发现通过控制纤维用量、纤维 渗入的顺序，W及高效聚簇酸减水剂的用量等可有效改善纤维分散性不好的问题。粗聚締 控纤维和细聚乙締醇纤维等高性能纤维的物理力学性能优越，充分利用两种纤维各自的特 点实现不同几何尺度、不同纤维种类的正混杂效应，改善机场道面混凝±的抗裂性和初性， 提高机场道面的耐久性能。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
[0007] -种混杂纤维高抗裂高初性机场道面混凝±，其特征在于:其原料组分包括普通 娃酸盐水泥、砂、石子、聚乙締醇纤维、粗聚締控纤维、水、减水剂，普通娃酸盐水泥占混凝± 总重量的16.3%~18.4%，砂占混凝±总重量的24.7%~26.1%，石子占混凝±总重量的 48.0%~50.7%，水灰比为0.36~0.40，聚乙締醇纤维长度8~14mm、直径10~14μπι，粗聚締 控纤维长度35~45mm、直径0.9~1.2mm，纤维渗量按占混凝±总体积的百分比计算，聚乙締 醇纤维、粗聚締控纤维分别占混凝±总体积百分比为0.2%~0.6%、0.7 %~1.1 %，减水剂 有效固体渗量为普通娃酸盐水泥质量的0.12%~0.16%。
[000引所述的普通娃酸盐水泥等级P0.42.5。
[0009] 所述砂的颗粒级配为2级配区，细度模数为2.4~2.8，满足《民用机场水泥混凝± 道面设计规范》要求。
[0010] 所述石子采用合成级配碎石，包括Ξ种粒径范围分别为（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，石子粒径由小到大 优选质量比例为3:9:8。
[0011] 所述的水应符合《混凝±用水标准》JGJ 63-06的规定。
[0012] 所述的一种混杂纤维高抗裂高初性机场道面混凝±巧落度满足《民用机场水泥混 凝±道面设计规范》，为干硬性混凝±，其巧落度控制小于20mm。
[0013] 所用减水剂优选为聚簇酸类高效减水剂，聚簇酸类高效减水剂中的水折合到上述 水的用量中。
[0014] -种混杂纤维高抗裂高初性机场道面混凝±的制备方法，制作步骤包括如下：
[0015] 揽拌:先将石子、砂、水泥、粗聚締控纤维倒入揽拌机，揽拌50~60秒，均匀后，将减 水剂和水的混合液体倒入揽拌机里，倒入过程控制在40~50秒;待拌合物由颗粒状转变为 胶体状态时，均匀渗入聚乙締醇纤维进行揽拌，揽拌1~2分钟待纤维分散均匀后进行试块 诱筑。
[0016] 成型:试件成型时分2层诱注，第一层诱注完毕后放在振动台上振动30~40秒后进 行另一层诱注，振动完成后将表面抹平，表面覆盖一层薄膜防止水分蒸发，24小时后拆模， 自然养护至试验要求龄期。
[0017] 本发明的有益效果如下：
[0018] 该混杂纤维机场道面混凝±，除具有一般水泥机场道面混凝±的高强度，同时通 过聚乙締醇纤维和粗聚締控纤维的混渗延缓混凝±微观裂缝的萌生合并和阻碍宏观裂缝 的扩展，降低峰值荷载后荷载下降速率，增大结构晓度。从而显著增大混凝±的弯曲初性、 冲击性能、抗裂性能等。两种纤维在基体中均匀乱向分布，协同作用良好，发挥各自优势，最 终实现该混杂纤维机场道面混凝±高抗裂、高初性的品质，提高了机场道面的耐久性能，增 加飞机起飞的安全可靠度，延长机场道面的使用寿命，从而减少现有机场道面过早损坏而 带来的大量维修费，该效益利国利民。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明并不限于W下实施例。
[0020] 实施例1
[0021] 表1实施例配合比
[0022] 对于表1中所用的材料进行详细说明：
[0023]
[0024] 所用的普通娃酸盐水泥等级为P0.42.5。
[0025] 所述砂采用建筑用砂，颗粒级配为2级配区，细度模数为2.7。
[0026] 所用的水符合《混凝±用水标准》JGJ 63-06的规定，表1中水的质量为去减水剂中 所含水后的水的质量。
[0027] 所述石子为石灰岩碎石，采用合成级配，包括Ξ种粒径范围分别为(5~10)mm、（10 ~20 )mm、（20~31.5 )mm，石子粒径由小到大优选质量比例为3:9:8。
[002引所用的粗聚乙締醇纤维直径1mm，长度38mm，密度0.91 X103kg/m3。
[0029] 所用的细聚乙締纤维直径为12μπι，长度为12mm;密度1.3X103kg/m 3。
[0030] 所用的减水剂为奥特莱斯高效聚簇酸类减水剂。
[0031 ] 其制作过程如下：
[0032] 按实施例中的渗量将石子、砂、水泥、粗聚締控纤维倒入揽拌机，揽拌50秒，均匀 后，将减水剂和水的混合液体倒入揽拌机里，倒入过程控制在40秒左右，待拌合物由颗粒状 转变为胶体状态时，均匀渗入聚乙締醇纤维进行揽拌，揽拌2分钟待纤维分散均匀后进行试 块诱筑。诱