纖維作為增韌增強(qiáng)材料已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于混凝土工程中。纖維包括鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維、聚丙烯纖維等。其中聚丙烯纖維具有較低的自重,良好的韌性和阻裂性,低廉的價(jià)格等優(yōu)點(diǎn),近來(lái)備受?chē)?guó)內(nèi)外專家的關(guān)注。人們研究的熱點(diǎn)集中于聚丙烯纖維的阻裂作用和強(qiáng)度的改善。如Zollo等人進(jìn)行了普通混凝土和聚丙烯纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度對(duì)比實(shí)驗(yàn)(纖維體積率為0%— 0.3%).

  結(jié)果表明,隨著纖維體積率的增加,抗壓強(qiáng)度降低而劈拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度有所提高,隨后幾年內(nèi)其他研究者所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本與上述結(jié)果類似。沈榮熹教授研究了低摻率合成纖維在混凝土中的作用機(jī)制,歸納總結(jié)了合成纖維作為混凝土增強(qiáng)材料的特點(diǎn),明確指出低摻率合成纖維在混凝土中具有阻裂作用和增韌作用。Achozaimy A M等人的研究結(jié)果表明聚丙烯纖維的摻入只改善混凝土的抗沖擊性能,對(duì)抗壓和抗折性能影響不大。

  隨著商品混凝土的迅速發(fā)展,混凝土不但要滿足強(qiáng)度要求,同時(shí)需要具有良好的施工性能,即適宜的坍落度值,較低的坍落度損失以及較低的泌水率等。聚丙烯纖維摻入到混凝土中對(duì)于混凝土的工作性的影響存在不同的觀點(diǎn)。另外粉煤灰等工業(yè)廢料與纖維混凝土的匹配性也有待于深入研究。因此有必要研究聚丙烯纖維和粉煤灰對(duì)混凝土工作性和力學(xué)性能的影響。主要研究了聚丙烯纖維混凝土的工作性和力學(xué)性能的影響,另外研究了聚丙烯纖維和粉煤灰共同摻加對(duì)混凝土的影響。

                                                           
  摻入改性聚丙烯纖維后,混凝土的抗拉強(qiáng)度有很大提高,改善了混凝土的脆性。分析其原因在于纖維的阻裂效應(yīng)。在混凝土結(jié)構(gòu)形成過(guò)程中,聚丙烯纖維阻止了裂縫的引發(fā),減少了裂縫源的數(shù)量,使裂縫尺度變小,同時(shí)由于有纖維的存在,在破壞之前有大范圍的緩慢穩(wěn)定裂縫擴(kuò)展,以及裂縫尖端存在微裂區(qū)或裂紋過(guò)渡區(qū)。由于聚丙烯纖維亂向分布的特點(diǎn),使阻裂也是亂向的,增加了裂縫開(kāi)裂路徑的曲折性,使纖維混凝土材料在荷載作用下表現(xiàn)為裂縫緩慢的增長(zhǎng)。由于裂縫緩慢增長(zhǎng),混凝土中擴(kuò)延裂縫所需的能量隨裂縫延伸而增加直至能量達(dá)到臨界值而發(fā)生裂縫快速擴(kuò)展而斷裂,使整個(gè)破壞過(guò)程延緩,改善了混凝土的脆性。微裂縫的擴(kuò)展速度對(duì)劈拉強(qiáng)度的影響遠(yuǎn)大于對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響。因此,聚丙烯纖維的摻入大幅度提高了混凝土的抗拉性能,提高了混凝土的韌性。

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