混凝土纖維研究目標

(1)測定新鮮聚丙烯腈增強纖維水泥混凝土拌和物的性能;

(2)測定聚丙烯腈纖維混凝土的抗壓強度、抗壓彈性模量及抗劈裂強度;

(3)試驗研究齡期對纖維混凝土基本力學(xué)性能的影響規(guī)律;

(4)分別采用美國ASTM及日本JCI方法測定和評價聚丙烯腈纖維混凝土的韌性。

試驗研究方法聚丙烯腈纖維的材性(見表1)

表1　聚丙烯腈及聚丙烯纖維材性比較

纖維種類密度kg /cm3拉伸極限%抗拉強度MPa彈性模量GPa聚丙烯纖維0.91 15 276 3.79聚丙烯腈纖維1.18 14～ 20 341～ 410 17.1聚丙烯腈纖維分2種:長度20 mm、纖度6.7 dtex(直徑26.89μm)的纖維稱為較長纖維;長度12 mm、纖度60 dtex(直徑80.5μm)的纖維稱為較短纖維。聚丙烯腈纖維在混凝土中的質(zhì)量摻量分別為1.0 kg /m3和2.0 kg /m3,即體積摻率分別為0.085%和0.17%。

結(jié)果：聚丙烯腈纖維對抗劈裂強度增強效果較顯著。28 d聚丙烯腈纖維混凝土劈裂強度比素混凝土提高6%～ 19% ,90 d聚丙烯腈纖維混凝土劈裂強度比素混凝土提高6.8%～ 18.9%。較長纖維比較短纖維增強混凝土的抗彎拉強度提高幅度約7.9% ,即用長度為20 mm的聚丙烯腈纖維來增強混凝土,其增強增韌效果比較顯著。纖維體積摻率由0.085%提高到0.17%時,纖維混凝土抗彎拉強度提高約6%～ 9%。齡期由28 d升為90 d時,聚丙烯腈纖維增強粉煤灰混凝土的抗壓強度、劈裂強度、抗彎拉強度都有增加,但抗劈裂及抗彎拉強度增加較為明顯。聚丙烯腈纖維增強混凝土梁可以測得穩(wěn)定的載荷～撓度全曲線。梁的破壞表現(xiàn)出較好的變形軟化特性。聚丙烯腈纖維,它使混凝土梁彎曲韌性指數(shù)有明顯提高,按照日本JCI方法,較長聚丙烯腈纖維混凝土的等效抗彎強度在0.76～ 0.87 MPa之間變化,較短聚丙烯腈纖維混凝土的等效抗彎強度在0.63～ 0.81 MPa之間變化。聚丙烯腈纖維對粉煤灰混凝土有良好的增韌和增強性能,是修建高等級公路道面和機場道面等結(jié)構(gòu)的理想材料。

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