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摘要：通過理論分析和試驗研究，認為聚丙烯纖維通過以下四種效應對混凝土的性能產生影響，增稠效應、阻裂效應、界麵效應、荷截傳遞效應。增稠效應能減少混凝土的離析、泌mi水shui，但dan增zeng加jia密mi實shi的de難nan度du。阻zu裂lie效xiao應ying能neng有you效xiao阻zu止zhi混hun凝ning土tu發fa生sheng塑su性xing開kai裂lie，提ti高gao硬ying化hua後hou混hun凝ning土tu介jie質zhi的de連lian續xu性xing，增zeng強qiang了le混hun凝ning土tu的de抗kang動dong載zai能neng力li。界jie麵mian效xiao應ying對dui混hun凝ning土tu的de抗kang折zhe強qiang度du不bu利li，但dan可ke通tong過guo摻chan入ru粉fen煤mei灰hui等deng活huo性xing混hun合he材cai料liao加jia以yi改gai善shan。荷he載zai傳chuan遞di效xiao應ying能neng提ti高gao混hun凝ning土tu裂lie後hou的de韌ren性xing。
關鍵詞：聚丙烯纖維 混凝土 效應分析力學特性
一、前言
聚丙烯纖維是一種新型的混凝土防裂纖維，也被稱為“次要增強筋”，主要功能是抑製混凝土的塑性裂縫的產生，目前市場上常見的幾種聚丙烯纖維的物理性能指標見表1。
品名 密度(kg/m3) 長度(mm) 類型 抗酸堿性 抗拉強度(Mpa) 直徑μm 伸長率 彈模(Gpa)
A 0.91 12 束狀單絲 強 － 20 28％ 3.5
B 0.91 19 束狀單絲 強 276 40 15％ 3.8
C 0.91 19 束狀單絲 強 560－770 100 － 3.5
根據複合材料理論分析和試驗結果均證實，聚丙烯纖維較低的彈性模量（3.5Gpa）左右，僅為普通混凝土彈性模量的1/10，和在混凝土中較小的摻量（體積率為0.05-02%）並bing不bu能neng使shi硬ying化hua混hun凝ning土tu的de強qiang度du有you明ming顯xian提ti高gao，且qie在zai破po壞huai過guo程cheng中zhong也ye不bu能neng顯xian示shi出chu作zuo為wei纖xian維wei增zeng強qiang型xing複fu合he材cai料liao應ying具ju備bei的de破po壞huai特te征zheng，因yin此ci有you關guan工gong程cheng技ji術shu人ren員yuan認ren定ding聚ju丙bing烯xi纖xian維wei僅jin能neng提ti高gao混hun凝ning土tu早zao期qi的de抗kang裂lie性xing，而er以yi後hou期qi的de使shi用yong性xing能neng無wu顯xian著zhu影ying響xiang。本ben文wen通tong過guo理li論lun分fen析xi和he試shi驗yan研yan究jiu後hou認ren為wei，雖sui然ran聚ju丙bing烯xi纖xian維wei的de摻chan量liang較jiao低di，但dan由you於yu纖xian維wei的de細xi度du高gao（平均纖維直徑為20μm－100μm），以常用的每立方米混凝土0.9kg的纖維摻量就可獲得700－3000萬根的纖維根數。如此高的纖維數量除了在混凝土中具有顯著的阻裂效應，其增稠效應、界jie麵mian效xiao應ying和he荷he載zai傳chuan遞di效xiao應ying也ye將jiang對dui混hun凝ning土tu的de性xing能neng產chan生sheng不bu可ke忽hu視shi的de影ying響xiang。本ben文wen將jiang從cong聚ju丙bing烯xi纖xian維wei在zai混hun凝ning土tu中zhong的de上shang述shu幾ji點dian效xiao應ying入ru手shou，分fen析xi聚ju丙bing烯xi纖xian維wei混hun凝ning土tu的de性xing能neng。
二、聚丙烯纖維的增稠效應
稠度是指新拌混凝土軟硬稀程度，是混凝土一項重要的工作性指標。增大新拌混凝土的稠度才能減少混凝土離析、mishui，danyezengdalehunningtuzhenpaiqimishidenandu，xujiaqiangzhendongcainengbaozhenghunningtumishi。benwenceshilejubingxixianweichanruhouduixinbanhunningtuweibochoududeyingxiang，shiyanjieguojianbiao2。
纖維品種 基準 C品牌 C品牌 A品牌
纖維摻量(kg/m3) 0 0.9 1.8 0.7
體積率(Vf) 0 0.1% 0.2% 0.077%
維勃稠度 5.8 9.1 11.5 9.6
由表2可見：摻入聚丙烯纖維後，新拌混凝土的維勃稠度（經振動達到表麵液化所需時間）提高，並隨纖維摻量增大而顯著。由於聚丙纖維的增稠效應使混凝土振動密實的難度增大，應對硬化後混凝土的強度有所影響。表3為不同成型振動時間下聚丙烯纖維混凝土標準養護28天齡期抗折強度的測試結果。（試件尺寸100×100×400m）。
試驗編號 纖維品種 纖維摻量(kg/m3) 纖維體積率(%) 振動時間(s) 抗折強度(Mpa)
Con.-1 - 0 0 20 8.32
Con.-2 - 0 0 40 8.50
FM1-1 C品牌 0.9 0.1 20 7.76
FM1-2 C品牌 0.9 0.1 40 8.31
FM2－1 C品牌 1.8 0.2 20 7.73
FM2-2 C品牌 1.8 0.2 40 7.73
FM2-3 C品牌 1.8 0.2 60 8.36
CF1-1 A品牌 0.7 0.077 20 7.70
CF1-2 A品牌 0.7 0.077 40 8.26
由表3可見：同樣在成型時振動20s，聚丙烯纖維摻入會使混凝土的強度有所下降。當延長振動時間至40s時，基準混凝土強度有所提高，但不明顯(2%)，纖維摻量相對較低的FM1和CF1係列的抗折強度增長明顯，增幅達7%。強度和基準混凝土的強度值接近，而M2係列強度仍未增長。繼續延長振動時間至60s，FM2的強度有明顯提高，增長率也為7%左右，強度值和基準混凝土的接近。
上shang述shu實shi驗yan結jie果guo和he維wei勃bo稠chou度du的de測ce試shi結jie果guo具ju有you較jiao好hao的de相xiang關guan性xing，表biao明ming聚ju丙bing烯xi纖xian維wei的de增zeng稠chou效xiao應ying是shi存cun在zai的de，並bing且qie不bu利li於yu混hun凝ning土tu的de振zhen動dong密mi實shi，並bing最zui終zhong提ti高gao混hun凝ning土tu的de強qiang度du。為wei消xiao除chu增zeng稠chou效xiao應ying對dui混hun凝ning土tu強qiang度du的de不bu利li影ying響xiang，應ying隨sui纖xian維wei摻chan量liang的de增zeng大da適shi當dang延yan長chang新xin拌ban混hun凝ning土tu的de振zhen動dong時shi間jian。
三、聚丙烯纖維的阻裂效應
聚丙烯纖維的阻裂效應是指對混凝土早期塑性開裂的抑製作用，也是聚丙烯纖維最為主要的效應。纖維阻止混凝土發生不規則、無(wu)取(qu)向(xiang)性(xing)的(de)塑(su)性(xing)開(kai)裂(lie)的(de)能(neng)力(li)和(he)中(zhong)纖(xian)維(wei)的(de)間(jian)距(ju)有(you)關(guan)，對(dui)於(yu)不(bu)同(tong)品(pin)種(zhong)的(de)纖(xian)維(wei)這(zhe)種(zhong)能(neng)力(li)則(ze)體(ti)現(xian)在(zai)纖(xian)維(wei)的(de)細(xi)度(du)上(shang)。宏(hong)觀(guan)上(shang)理(li)解(jie)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)的(de)阻(zu)裂(lie)效(xiao)應(ying)，可(ke)以(yi)將(jiang)其(qi)看(kan)成(cheng)是(shi)纖(xian)維(wei)對(dui)塑(su)性(xing)期(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)增(zeng)強(qiang)作(zuo)用(yong)，這(zhe)種(zhong)增(zeng)強(qiang)作(zuo)用(yong)的(de)有(you)效(xiao)性(xing)主(zhu)要(yao)和(he)纖(xian)維(wei)在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)的(de)分(fen)散(san)程(cheng)度(du)有(you)關(guan)，即(ji)纖(xian)維(wei)越(yue)細(xi)，纖(xian)維(wei)間(jian)距(ju)越(yue)小(xiao)，增(zeng)強(qiang)作(zuo)用(yong)越(yue)有(you)效(xiao)，百(bai)由(you)於(yu)塑(su)性(xing)期(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)自(zi)身(shen)尚(shang)無(wu)強(qiang)度(du)，常(chang)用(yong)的(de)纖(xian)維(wei)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)、長徑比、彈性模量等性能參數均不和纖維在混凝土中阻裂效應的強弱有關。
試驗編號 Con. FM1 FM2 CF1 DF1 SF1
纖維品種 － C品牌 C品牌 A品牌 B品牌 鋼纖維
纖維摻量(kg/m3) 0 0.9 1.8 0.9 0.9 50
塑性裂縫寬度 1.084 |