纖維作為增韌增強材料已經被廣泛地應用于混凝土工程中。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,低廉的價格等優(yōu)點,近來備受國內外專家的關注。人們研究的熱點集中于聚丙烯纖維的阻裂作用和強度的改善。如Zollo等人進行了普通混凝土和聚丙烯纖維混凝土的抗壓強度、劈拉強度及抗折強度對比實驗(纖維體積率為0%— 0.3%).

  結果表明,隨著纖維體積率的增加,抗壓強度降低而劈拉強度和抗折強度有所提高,隨后幾年內其他研究者所得實驗結果基本與上述結果類似。沈榮熹教授研究了低摻率合成纖維在混凝土中的作用機制,歸納總結了合成纖維作為混凝土增強材料的特點,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等人的研究結果表明聚丙烯纖維的摻入只改善混凝土的抗沖擊性能,對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度要求,同時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于混凝土的工作性的影響存在不同的觀點。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混凝土工作性和力學性能的影響。主要研究了聚丙烯纖維混凝土的工作性和力學性能的影響,另外研究了聚丙烯纖維和粉煤灰共同摻加對混凝土的影響。

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