纤维搅拌的理想条件为强制性搅拌机和湿拌。强制性搅拌机就是有叶片的搅拌机,不是滚筒式搅拌机。湿拌,是指先将水泥、砂子、石子搅拌混合,出浆后再添加纤维。这两个条件同时符合,可以在非常低的水胶比中,混入高掺量的纤维,甚至是较长的纤维。根据多年的试验和工程经验,强制性搅拌机加湿拌的条件下,可以在非常低的水灰比(0.17)下搅拌体积分数为3%(即27kg每立方混凝土或14kg每吨干粉)的合成纤维(长度20mm,直径0.15mm),分散非常均匀,搅拌非常容易,而且这并未到达可分散的极限。
然而,很多客户反应同时满足强制性搅拌机和湿拌两个条件,在工程中有时很难实现。比如做高延性混凝土(ECC)和超高性能混凝土(UHPC)干粉的客户,希望可以在干拌条件下把纤维混合,而不是采用干粉和纤维AB双组分的形式供货。比如在混凝土搅拌站,希望砂子、石头、水泥和纤维一起传送到搅拌机中,而不是先搅拌砂子、石头、水泥,出浆后再搅拌纤维。
为此,研究中心特意做了一次干拌纤维的试验。
方案一:先搅拌0.75kg砂子,在搅拌的过程中加入纤维(长度20mm,直径0.15mm),添加量24g,结果发现搅拌不开。纤维和砂子完全分开,无法混合在一起。
方案二:先搅拌0.75kg砂子和0.75kg水泥,在搅拌的过程中加入纤维(长度20mm,直径0.15mm),添加量24g,结果发现分散不均匀。纤维与水泥和砂子可以混合在一起,但是纤维成团严重。之后,添加水和减水剂,发现已成团的纤维,在浆体中再也无法打开。
总结:
实验证明,如果要使用高用量、高长径比的合成纤维增强高延性混凝土和超高性能混凝土,两个搅拌条件都要同时满足,就是强制性搅拌机和湿拌。
如果无法湿拌,只能减少纤维的掺量,如减少到体积分数1%-2%,即9-18kg每立方混凝土或4-9kg每吨干粉。另一种方法,就是减少纤维的长度,使用6或12mm纤维。如果没有强制性搅拌机,那纤维的掺量只能降的更低,即2kg左右每立方。
因为纤维和水泥砂子是不同的形状,所以纤维的搅拌和水泥砂子的搅拌是完全不同的原理,因此搅拌方法更要区别对待。
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