纤维对混凝土力学性能的影响研究

3.0 闻远设计 2023-05-13 42 4 236.92KB 6 页 2光币

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纤维对混凝土力学性能的影响研究

摘要：为了提高混凝土的力学性能，研究了聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维对混凝土试件的抗压强

度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。试验结果表明：随着混凝土中聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤

维质量分数的不断增大，混凝土试件的抗压强度和劈裂抗拉强度均呈现出先升高后降低的趋

势，而抗折强度则呈现出逐渐升高的趋势。当混凝土中聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维的质量分数

分别为 0.6%和0.3%时，混凝土试件的抗压强度和劈裂抗拉强度值均达到最大，因此，推荐混

凝土中聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维的最佳质量分数分别为 0.6%和0.3%。

关键词：聚丙烯纤维;聚乙烯醇纤维;混凝土;力学性能;

作者简介：贾青(1982—)，女，汉族，山东聊城人，硕士，讲师，主要从事建筑新材料方

面的研究工作。;

“ ”基金：十三五国家重点研发计划项目(2016YFC0730014);

Abstract：In order to improve the mechanical properties of concrete, the effects of polypropylene

fiber and polyvinyl alcohol fiber on the compressive strength, splitting tensile strength and flexural

strength of concrete were studied. The experimental results show that with the increasing of the mass

fraction of polypropylene fiber and polyvinyl alcohol fiber in concrete, the compressive strength and

splitting tensile strength of concrete specimens show a trend of first increasing and then decreasing,

while the flexural strength shows a trend of gradually increasing. When the mass fraction of

polypropylene fiber and polyvinyl alcohol fiber in concrete is 0.6% and 0.3% respectively, the

compressive strength and splitting tensile strength of concrete specimens reach the maximum value.

Therefore, the optimal mass fraction of polypropylene fiber and polyvinyl alcohol fiber in concrete is

0.6% and 0.3% respectively.

Keyword：polypropylene fiber; polyvinyl alcohol fiber; concrete; mechanical property;

混凝土以其较强的抗压强度、良好的黏结性能以及较低的价格成为目前应用最为广泛的一种建

筑材料[1,2,3]。然而普通混凝土本身的抗拉强度较低，脆性较大，耐久性能较差，为了满足各

种特殊工程的应用需要，必须在普通混凝土中加入一定的掺合料或外加剂来提高普通混凝土的

各种物理性能。纤维的加入就可以有效提高普通混凝土的抗拉强度、抗折强度以及耐久性能，

进而提高混凝土的综合力学性能，满足混凝土在不同实际工程应用中的需求[4,5,6]。因此，研

究纤维的加入对混凝土力学性能的影响具有比较重要的现实意义。

目前，常用于混凝土中的纤维类型主要包括钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、

棉纤维以及碳纤维[7,8,9,10]，其中，聚丙烯纤维与其他纤维相比，具有低密度、低导电性以及

较低的价格等优势，在混凝土中得到了比较广泛的应用[11,12]。聚乙烯醇纤维是由具有较高聚

合度的聚乙烯醇制备而来，具有较高的强度、较低的密度、较好的隔热性能、良好的耐化学腐

蚀以及不吸水等优点，在混凝土中加入聚乙烯醇纤维可以有效提高其韧性和抗裂强度，使混凝

土试件具备更强的抗冲击能力和抗变形能力，并且聚乙烯醇纤维的生产工艺较为成熟，制作成

本也相对较低，这使其具备了在普通混凝土中大规模推广应用的条件[13,14]。因此，本文以聚

丙烯纤维和聚乙烯醇纤维为研究对象，考察了两种纤维不同加入量对混凝土试件抗压强度、劈

裂抗拉强度和抗折强度的影响，以期为聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维在混凝土中的实际应用提供

一定的技术支持和参考。

1 试验

1.1 原材料

P.O 42.5 普通硅酸盐水泥，3 d 抗压强度和抗折强度分别为 28.5、5.5 MPa,28 d 抗压强度和抗折

强度分别为 48.2、8.1 MPa Ⅱ；级粉煤灰，密度为 2.39 g/cm3;S95 级矿渣粉，细度为 1.2；聚羧酸

型高性能减水剂；粗骨料为青石碎石，连续级配为5～10 mm；细骨料为标准河砂，细度模数

为2.25；聚丙烯纤维长度为 50 mm，直径为910μm；聚乙烯醇纤维，长度为 30 mm，直径为

650μm。

1.2 混凝土配合比设计

根据试验需要，所用混凝土试件的水胶质量比均为 0.4，砂率均为质量分数 40%，以此为基础

设计了混凝土配合比，具体结果见表1。

表1 混凝土配合比设计结果

1.3 力学性能评价方法

根据 1.2 中混凝土配合比设计结果，在混凝土中掺入不同的纤维，制作混凝土试件，然后按照

国家标准 GB/T 50081—2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》评价混凝土的抗压强度、劈

裂抗拉强度和抗折强度，试验龄期均为 28 d。其中抗压强度和劈裂抗拉强度试验用混凝土试件

的尺寸均为 150 mm×150 mm×150 mm，抗折强度试验用混凝土试件的尺寸为150 mm×150

mm×600 mm。

2 结果与讨论

2.1 纤维对混凝土抗压强度的影响

按照 1.2 中的配合比设计和 1.3 中的力学性能评价方法，评价了不同纤维类型以及不同纤维质

量分数对混凝土抗压强度的影响，试验结果见图 1、2。

由图1可以看出，随着聚丙烯纤维质量分数逐渐升高，混凝土试件的抗压强度值呈现出先升高

后降低的趋势。未加纤维的混凝土试件的抗压强度为 50.6 MPa；当聚丙烯纤维质量分数的增大

至0.6%时，混凝土试件的抗压强度可以增大至55.6MPa，达到最大；再继续增大聚丙烯纤维的

质量分数，混凝土试件的抗压强度则明显降低，当聚丙烯纤维质量分数增大至1.5%时，混凝

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摘要：

纤维对混凝土力学性能的影响研究摘要：为了提高混凝土的力学性能，研究了聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维对混凝土试件的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。试验结果表明：随着混凝土中聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维质量分数的不断增大，混凝土试件的抗压强度和劈裂抗拉强度均呈现出先升高后降低的趋势，而抗折强度则呈现出逐渐升高的趋势。当混凝土中聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维的质量分数分别为0.6%和0.3%时，混凝土试件的抗压强度和劈裂抗拉强度值均达到最大，因此，推荐混凝土中聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维的最佳质量分数分别为0.6%和0.3%。关键词：聚丙烯纤维;聚乙烯醇纤维;混凝土;力学性能;作者简介：贾青(1982—)，女，...

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