聚丙烯纤维增强泡沫轻质混凝土力学性能试验研究
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（ １ ． 西 南 交 通 大学 土 木 工 程 学 院 ， 四川 成 都 实验室 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ； ２ ． 西 南 交通 大学 陆 地 交 通 地 质 灾 害 防 治 技 术 国家 工 程 ６ １ ０ ０ ３ １ ） ６ １ ０ ０ ３ １ ； ３ ． 西南交通大学 高速铁路线路 工程教育部重点实验室 ， 四川 成 都
度、 劈裂 抗拉 强度 与 抗折 强度 达到 最大 值 。
关键 词 工 程材料 ； 力 学性 能 ； 抗压 强度 试验 ； 劈 裂抗拉 试 验 ； 抗 折试 验 ； 泡 沫轻质 混凝 土 ； 聚 丙烯 纤维
中 图分类 号 Ｕ ２ １ ４ ． １ ８ 文 献标 识码 Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ － １ ９ ９ ５ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ２ ． ３ ６
泡 沫 轻 质 混 凝 土 是 近 些 年 发 展 的 一 种 新 型 材
生， 提高基 材 的变形 性 能 从 而 改 善基 材 的韧 性 与 抗 冲
击 性 等 ” 。 。
料 … 。它 以水泥 、 掺合料 等为主要胶凝 材料 ， 加 入 外
加 剂 和水 制成 浆 ， 然 后 再 与 一 定 比例细 小 的稳 定 气 泡
摘 要 针 对 浇 筑 密 度 ７ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｍ 的 泡 沫 轻 质 混 凝 土 掺 加 ６种 长 度 （ ３ ， ６ ， ９ ， １ ２ ， １ ５ ， １ ９ ｍｍ） 、 不 同掺 量
的 聚 丙烯纤 雏 ， 开展 抗压 强度 试验 、 劈 裂抗拉 强度 试 验和 抗 折 强度 试验 ， 研 究聚 丙烯 纤 维对 泡 沫 轻质 混 凝 土 力学性 能 的影响 。 结果表 明 ： 当纤 维 长度 为 ３ ， ６ ， ９， １ ２ ｍ ｍ 时， 泡沫轻 质 混 凝 土的 抗压 强度 、 弹性 模 量、 劈裂 抗 拉 强 度 、 抗 折 强 度 均 随 着 纤 维掺 量 的 增 加 先 增 大 后 减 小 ； 当纤 维 长度 为 １ ５ ， １ ９ Ｉ Ｔ ｌ ｍ， 掺 量
护 而成 的含 有 大量 的 、 微小 的、 独立 的、 均 匀 分 布 气 泡
的轻质 混凝 土材 料 。由 于该 材 料 具 有 自重 轻 、 施 工
强 度 试验 ， 分析 聚丙 烯 纤 维 对 泡沫 轻 质 混 凝 土 的 抗压
强度 、 弹性 模量 、 劈 裂抗 拉强 度 、 抗 折强 度 的影 响 ， 为 工 程 建设 提供 一 定 的参 考依 据 。
针对 浇筑 密度 为 ７ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｍ 的泡 沫轻 质 混凝 土 掺 加 ６种长 度 （ ３ ， ６ ， ９， １ ２， １ ５ ， １ ９ ｍｍ） ， 不 同 掺 量 的 聚 丙 烯纤维， 开 展抗 压强 度试 验 、 劈 裂 抗拉 强度试工厂 浇筑 成型 、 养
应用 。
纤维 是 改 善 水 泥 基 材 抗 裂 性 和 韧 性 有 效 组 分 之
一
。
聚丙 烯纤 维作 为 一种 低 弹模 、 高延性 纤 维 ， 具 有 耐
酸碱 、 韧性 和 阻裂性 良好 、 价 格低 廉 等 优 点 ， 备受 国 内 外 专 家 的关 注 。通 过在 水 泥基材 中掺加适 量 的 聚丙烯
方便、 性能稳 定 、 直 立性 强 、 隔热性 能好 、 环 境影 响低 等
优 点 ’ ， 已经从 屋 面保 温 隔热 层 、 地 暖绝 热 层 等
建筑 保 温 领 域 逐 渐 扩 展 应 用 到 岩 土 工 程 领 域 。 据 ２ ０ １ ４年 的统计 结果 ， 其 年用 量 已超 过 ２ ５ ０ ０万 ｍ 。
≤０ ． ２ ％ 时， 其抗 压 强度 、 弹性模 量 、 劈 裂抗 拉 强度 、 抗折 强度 与基 准 值 相 比稍微 增 加 ， 掺量 ＞ ０ ． ２ ％时，
各参 数 随着 纤 维掺 量 的增加 而减 小 ； 纤 维 长度 ６ ｍｍ、 掺量为 ０ ． ６ ％ 时 泡 沫轻 质 混凝 土 的 无侧 限抗 压 强
铁
１ ４ ６
道
建
筑
Ｒａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｅｎ ｇｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ３ — １ ９ ９ ５ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ — ０ １ ４ ６ — ０ ５
聚 丙 烯 纤 维 增 强 泡 沫 轻 质 混 凝 土 力 学性 能试 验 研 究
王 武斌 ， 赵 文辉 ， 苏 谦 ， 黄 俊 杰 ， 桂 波 。
１ 原 材 料 与 试 验 方 法
制 备泡 沫轻 质混 凝 土试件 的水 泥 为普通 硅 酸盐 水
泥 Ｐ ． ０ ４ ２ ． ５ ； 纤 维选用 处 理后 的聚 丙烯纤 维 ， 性 能指 标
见表 １ 。
表１ 聚 丙 烯 纤 维 的 物理 力 学 性 能 指 标
中国正 处于 大规 模 建设 阶段 ， 至 少要 持 续 ３ ０年 ， 泡 沫 轻质 混凝 土 的应 用 范 围和 用 量 还 将 日益 扩 大 ， 但 泡 沫 轻质混凝 土容 易产生裂 缝 ， 影 响 其 在 一 些 工 程 中 的
由图2可见当纤维长度为36912mm时泡沫轻质混凝土的弹性模量均随着纤维掺量的增加先增大后减小最大值分别为313033356731297图4泡沫轻质混凝土抗压强度试验应力应变曲线l48铁道建筑嚼辑j鹾蓦旨00oo象但由于纤维的作用试件整体抗压强度增加导致试件在脆性破坏阶段应变区间较宽大在点屈服阶段应力陡降后会出现一定的上升
纤维 ， 在保 证 经济 的前 提下 ， 可 提高 水泥 基材 的抗 拉 强
度， 阻止基 材 中 原 有 微 裂 缝 的扩 展 ， 延 缓 新 裂 缝 的产
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ０ — ０ ２ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ２ － ２ ０ 基金项 目： 中央高校基 本科研 业务 费专 项资 金 （ ２ ６ ８ ２ ０ １ ４ Ｂ Ｒ ０ ４ ８） ； 中 国 铁 路 总公 司科 技 研 究 开 发计 划 （ ２ ０ １ ５ Ｇ ０ ０ ２ － Ｋ）； 四 川 省 科 技 计
度、 劈裂 抗拉 强度 与 抗折 强度 达到 最大 值 。
关键 词 工 程材料 ； 力 学性 能 ； 抗压 强度 试验 ； 劈 裂抗拉 试 验 ； 抗 折试 验 ； 泡 沫轻质 混凝 土 ； 聚 丙烯 纤维
中 图分类 号 Ｕ ２ １ ４ ． １ ８ 文 献标 识码 Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ － １ ９ ９ ５ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ２ ． ３ ６
泡 沫 轻 质 混 凝 土 是 近 些 年 发 展 的 一 种 新 型 材
生， 提高基 材 的变形 性 能 从 而 改 善基 材 的韧 性 与 抗 冲
击 性 等 ” 。 。
料 … 。它 以水泥 、 掺合料 等为主要胶凝 材料 ， 加 入 外
加 剂 和水 制成 浆 ， 然 后 再 与 一 定 比例细 小 的稳 定 气 泡
摘 要 针 对 浇 筑 密 度 ７ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｍ 的 泡 沫 轻 质 混 凝 土 掺 加 ６种 长 度 （ ３ ， ６ ， ９ ， １ ２ ， １ ５ ， １ ９ ｍｍ） 、 不 同掺 量
的 聚 丙烯纤 雏 ， 开展 抗压 强度 试验 、 劈 裂抗拉 强度 试 验和 抗 折 强度 试验 ， 研 究聚 丙烯 纤 维对 泡 沫 轻质 混 凝 土 力学性 能 的影响 。 结果表 明 ： 当纤 维 长度 为 ３ ， ６ ， ９， １ ２ ｍ ｍ 时， 泡沫轻 质 混 凝 土的 抗压 强度 、 弹性 模 量、 劈裂 抗 拉 强 度 、 抗 折 强 度 均 随 着 纤 维掺 量 的 增 加 先 增 大 后 减 小 ； 当纤 维 长度 为 １ ５ ， １ ９ Ｉ Ｔ ｌ ｍ， 掺 量
护 而成 的含 有 大量 的 、 微小 的、 独立 的、 均 匀 分 布 气 泡
的轻质 混凝 土材 料 。由 于该 材 料 具 有 自重 轻 、 施 工
强 度 试验 ， 分析 聚丙 烯 纤 维 对 泡沫 轻 质 混 凝 土 的 抗压
强度 、 弹性 模量 、 劈 裂抗 拉强 度 、 抗 折强 度 的影 响 ， 为 工 程 建设 提供 一 定 的参 考依 据 。
针对 浇筑 密度 为 ７ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｍ 的泡 沫轻 质 混凝 土 掺 加 ６种长 度 （ ３ ， ６ ， ９， １ ２， １ ５ ， １ ９ ｍｍ） ， 不 同 掺 量 的 聚 丙 烯纤维， 开 展抗 压强 度试 验 、 劈 裂 抗拉 强度试工厂 浇筑 成型 、 养
应用 。
纤维 是 改 善 水 泥 基 材 抗 裂 性 和 韧 性 有 效 组 分 之
一
。
聚丙 烯纤 维作 为 一种 低 弹模 、 高延性 纤 维 ， 具 有 耐
酸碱 、 韧性 和 阻裂性 良好 、 价 格低 廉 等 优 点 ， 备受 国 内 外 专 家 的关 注 。通 过在 水 泥基材 中掺加适 量 的 聚丙烯
方便、 性能稳 定 、 直 立性 强 、 隔热性 能好 、 环 境影 响低 等
优 点 ’ ， 已经从 屋 面保 温 隔热 层 、 地 暖绝 热 层 等
建筑 保 温 领 域 逐 渐 扩 展 应 用 到 岩 土 工 程 领 域 。 据 ２ ０ １ ４年 的统计 结果 ， 其 年用 量 已超 过 ２ ５ ０ ０万 ｍ 。
≤０ ． ２ ％ 时， 其抗 压 强度 、 弹性模 量 、 劈 裂抗 拉 强度 、 抗折 强度 与基 准 值 相 比稍微 增 加 ， 掺量 ＞ ０ ． ２ ％时，
各参 数 随着 纤 维掺 量 的增加 而减 小 ； 纤 维 长度 ６ ｍｍ、 掺量为 ０ ． ６ ％ 时 泡 沫轻 质 混凝 土 的 无侧 限抗 压 强
铁
１ ４ ６
道
建
筑
Ｒａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｅｎ ｇｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ３ — １ ９ ９ ５ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ — ０ １ ４ ６ — ０ ５
聚 丙 烯 纤 维 增 强 泡 沫 轻 质 混 凝 土 力 学性 能试 验 研 究
王 武斌 ， 赵 文辉 ， 苏 谦 ， 黄 俊 杰 ， 桂 波 。
１ 原 材 料 与 试 验 方 法
制 备泡 沫轻 质混 凝 土试件 的水 泥 为普通 硅 酸盐 水
泥 Ｐ ． ０ ４ ２ ． ５ ； 纤 维选用 处 理后 的聚 丙烯纤 维 ， 性 能指 标
见表 １ 。
表１ 聚 丙 烯 纤 维 的 物理 力 学 性 能 指 标
中国正 处于 大规 模 建设 阶段 ， 至 少要 持 续 ３ ０年 ， 泡 沫 轻质 混凝 土 的应 用 范 围和 用 量 还 将 日益 扩 大 ， 但 泡 沫 轻质混凝 土容 易产生裂 缝 ， 影 响 其 在 一 些 工 程 中 的
由图2可见当纤维长度为36912mm时泡沫轻质混凝土的弹性模量均随着纤维掺量的增加先增大后减小最大值分别为313033356731297图4泡沫轻质混凝土抗压强度试验应力应变曲线l48铁道建筑嚼辑j鹾蓦旨00oo象但由于纤维的作用试件整体抗压强度增加导致试件在脆性破坏阶段应变区间较宽大在点屈服阶段应力陡降后会出现一定的上升
纤维 ， 在保 证 经济 的前 提下 ， 可 提高 水泥 基材 的抗 拉 强
度， 阻止基 材 中 原 有 微 裂 缝 的扩 展 ， 延 缓 新 裂 缝 的产
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ０ — ０ ２ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ２ － ２ ０ 基金项 目： 中央高校基 本科研 业务 费专 项资 金 （ ２ ６ ８ ２ ０ １ ４ Ｂ Ｒ ０ ４ ８） ； 中 国 铁 路 总公 司科 技 研 究 开 发计 划 （ ２ ０ １ ５ Ｇ ０ ０ ２ － Ｋ）； 四 川 省 科 技 计