纤维混凝土支护性能测试研究
聚丙烯纤维混凝土试验研究
聚丙烯纤维混凝土试验研究聚丙烯纤维混凝土，这个名字听起来有点高大上是不是？但其实啊，它就是在普通的混凝土里，加入了聚丙烯纤维，像给混凝土穿了一层“防护服”，增强它的性能，提升它的抗裂性和耐久性。
说得直白点，大家平常见到的水泥、沙子、石子做的混凝土，遇到裂缝、强震或者老化，容易出现大大小小的破损。
而这聚丙烯纤维一加入，就像是在混凝土里埋了个“隐形战士”，能在它遭遇压力或者拉力时，起到一种“抗干扰”的作用，防止裂纹蔓延。
所以，这玩意儿特别适合用在一些对抗裂性要求特别高的地方，比如高速公路啊，地下停车场啊，甚至一些大型的建筑物。
你说起这个聚丙烯纤维混凝土啊，真是让人惊叹。
原本普通的混凝土，靠的是沙子石子等骨料承载重力，靠水泥粘结起来。
但是，它也有个小问题，就是受外力过大时容易开裂。
想象一下，你不小心踩到刚浇好的水泥地上，一踩就变成了裂缝，那画面是不是有点丢面子？不过，聚丙烯纤维的加入，简直就像是给水泥打了个“防弹衣”，不仅能减少裂缝的发生，还能增强混凝土的抗冲击性，延长使用寿命。
简直是混凝土界的“超级英雄”！而且这东西的好处可不仅限于抗裂和抗冲击，最牛逼的地方是它的“轻便”！你别看它在混凝土里加了些纤维，其实整个重量不会增加多少，反倒是混凝土的强度和耐用度都能得到很好的提升。
想想看，原本厚重的混凝土板，借着聚丙烯纤维的力量变得更加牢固结实，反而能节省材料，减少整体的自重。
这就好比你穿上了一件羽绒服，既保暖又不沉，穿着轻松还不容易感冒。
讲个小故事。
咱们在做试验研究的时候，就有过一次挑战。
那时候，研究人员像是上了战场一样，准备对混凝土进行各种“严酷”的测试。
各种压力、震动、拉伸，甚至有些极端条件下的摔打，都试过了。
结果呢？添加了聚丙烯纤维的混凝土，简直像是“钢铁侠”一样坚强，基本没什么大的破损。
甚至那些有裂缝的地方，也能看到聚丙烯纤维牢牢地把裂缝锁住，不让它继续扩展开来。
试验做完，大家都松了一口气，心里那个激动啊，仿佛打了场“王者荣耀”一波团战，最后满满的胜利感。
塑钢纤维喷射混凝土力学性能及现场试验
Value Engineering0引言随着我国大规模隧道工程的建设，喷射混凝土作为新奥法施工中必不可少的技术手段，应用十分广泛。
普通的喷射混凝土凝结硬化后为脆性材料，只能承受压力，抗拉、抗弯、抗剪和抗折能力很弱，造成大量喷层开裂，严重影响围岩整体稳定性，给硐室安全带来隐患。
尤其在破碎围岩的硐室中，普通喷射混凝土开裂现象更加严重[1-2]。
20世纪70年代，提出钢纤维增强喷射混凝土衬砌的新技术，并进行了大规模的试验研究[3-6]。
随后，由于新型合成纤维的大力开发，使得纤维喷射混凝土有了较大的进展。
目前纤维类型主要有钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、碳纤维和芳纶纤维等[7-11]。
在喷射混凝土应用中，钢纤维使用最早，从理论到试验都相对成熟，但存在喷射施工中不易搅拌、回弹量大、易锈蚀等问题；玻璃纤维性脆，其中含有的二氧化硅成分易与喷射混凝土外加剂发生化学反应；聚丙烯单丝纤维和聚乙烯醇纤维（PVA ）分散性不好，施工时易结团，不能均匀的混合在拌合料中；碳纤维和芳纶纤维造价太高。
因此，提出一种新型塑钢纤维，它是由聚丙烯单丝纤维与纤维网混合而成的高强度复合纤维，具有耐腐蚀、易分散、强度高、不损害拌合设备等优点。
对塑钢纤维混凝土开展室内试验，得出不同掺量对混凝土力学性能的影响，并通过开展现场喷射试验，对塑钢纤维喷射混凝土试验段的隧道周边收敛进行监测与分析，研究塑钢纤维喷射混凝土对围岩的支护作用。
塑钢纤维喷射混凝土具有良好的韧性和抗弯拉性能，在围岩支护中，起到让压卸载作用，减少喷层开裂，为塑钢纤维喷射混凝土在破碎围岩或软弱围岩隧道支护中的推广应用提供参考依据。
1塑钢纤维混凝土力学性能试验1.1试验材料①水泥。
水泥选用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，密度为3.1g/cm 3，其凝结时间、抗压抗折强度、细度均满足规范要求。
②骨料。
粗骨料：选用5~10mm 的碎石。
细骨料：选用清洗过的河沙，表观密度为2.58g/cm 3，细度模数为2.8。
PVA纤维混凝土性能试验
PVA纤维混凝土性能试验研究摘要：试验研究了不同掺量pva纤维混凝土的拌和物性能和力学性能。
试验成果表明，掺入pva纤维混凝土和易性得到改善，混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、极限拉伸值增大，混凝土弹性模量减小，能够提高混凝土的抗裂能力关键词：pva纤维；混凝土；拌和物性能；力学性能纤维混凝土是一种新型的复合材料，是当代混凝土改性研究的一个重要领域，近年来，以钢纤维、合成纤维、碳纤维及玻璃纤维为代表的纤维，在混凝土中应用得到了迅速的发展，纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。
由于纤维和混凝土的共同作用，使混凝土具有一系列优越的性能，因而受到国内外工程界的极大关注和青睐，并广泛应用于各工程领域。
pva纤维是一种聚乙烯醇纤维，具有聚丙烯纤维相同的改善混凝土性能的特点，pva纤维还具有抗拉强度与钢纤维相当、初始模量与混凝土接近、在混凝土中分散均匀、与水泥基体的握裹力强的特点。
本文主要研究了pva纤维对混凝土拌和物性能和力学性能对混凝土性能的影响，并与不掺pva纤维混凝土进行了对比。
1. 试验材料(1) 水泥：采用四川峨胜普通42.5水泥；(2) 掺合料：采用贵州名川ⅱ级粉煤灰；(3) 细骨料：采用细度模数为2.76的大理岩人工砂；(4) 粗骨料：采用二级配的砂岩人工碎石，其中5-20mm小石占60%，20-40mm中石占40%；(5) 减水剂：采用江苏博特新材料有限公司生产的jm-pca聚羧系减水剂；(6) 引气剂：采用山西黄河新型化工有限公司生产的hjae-a 型混凝土引气剂；(7) pva纤维：采用深圳维克pva纤维。
2. 纤维对混凝土拌和物的影响选取水灰比0.40，粉煤灰掺量25%，减水剂掺量0.6%，坍落度控制在120mm～180mm，含气量控制在3.0%～5.0%，粗骨料比小石：中石的比例为60：40， 0kg/m3、0.9kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3 四个pva纤维掺量进行试拌。
改性PVA纤维在混凝土中的试验研究及应用
３３ ．Ｏ
Ｃ９ Ｏ １ Ｆ２ ０ ０ Ｗ ０ ０ ３
４ ５ ＲＣＣ１ｏ ５ ｌ Ｆ ５ ８２Ｗ ０ １０ ６ １ ５ ～ ３ ． ３６ ２１ ．８ ３ ４１ ． ４ ～ ６ ｒｍ Ｏ ０ ａ １ ５ ～
４ ． ０２
２２ ． ４
３３ ．８
表５
序 号 混 凝土 设计 指标 级配
碾压
６
Ｒ Ｃ ｓ２ Ｗ Ｉ Ｆ ５ Ｃ Ｉ ｏ ５ Ｏ １０
８ Ｏ
０ ７ ．８
３ ２ 混凝 土配 制强度 ．
根 据工 程施 工 技 术要 求 ，对 混 凝 土 配 制 强 度 进 行 计 算 。混凝 土配 制 强 度 ， ． 设 计 强 度 等级 ， 关 ｕ与 ｏ 的
系式：
黏结力强 ，并且在混凝士 中能够 均匀地分 散 ，保水性好 。 纤维断裂强度 、断裂 伸 长率 、初 始模 量 、耐 碱性 能 等检
测结果均满 足要求 。其 中抗拉 强度 可达 １ ８ ＭＰ ，初 始 ６５ ａ
模 量可达 ４ ×１ 。 ａ １ ０ ＭＰ 。
凝土单位用水量 、减水剂掺量 以使 坍落度 （ Ｃ值 ）满 足 Ｖ
础上外掺适量 的 Ｐ Ａ纤维 ，目的是 提高混凝土抗 拉强度 Ｖ 及极 限拉伸值 ，有 效 防止坝 体裂缝 产 生 ，并适 当调整 混
１０ Ｔ ２ Ｂ ５ ０（ Ｘ 一 ）型混 凝 土工程 专用 改性 Ｐ Ａ 纤维 。改 Ｖ 性 Ｐ Ａ纤维是一种高强高弹性 模量 的合 成纤维 ，纤维作 Ｖ 为混凝 土的增 强体 ，其 提高混凝 土 的极 限拉伸 值凭 借 的 是高弹性模量 与界 面黏结强 度 ，与混 凝土 中 的水泥 浆体
１ ０ ．６
＞ １ ０ ＞ １ ０ １ Ｏ ．６ １ １ ．３
纤维混凝土试验记录
纤维混凝土试验记录实验目的：本次试验旨在研究纤维混凝土的性能，测定其在不同试验条件下的抗压、抗拉和抗弯强度，并对试验结果进行分析。
实验原理：纤维混凝土是在水泥基体中加入纤维材料，并经过搅拌、浇筑、养护等过程形成的一种新型材料。
纤维混凝土能够有效改善水泥基体的脆性，提高其抗裂性能和抗冲击能力，广泛应用于工程实践中。
本实验将对不同配比和不同纤维类型的纤维混凝土进行抗压、抗拉和抗弯强度的测试。
实验材料：1.水泥：采用普通硅酸盐水泥。
2. 骨料：采用粗细骨料混合，粗骨料为5-20mm的碎石，细骨料为0-5mm的人工砂。
3.纤维：采用钢纤维和聚丙烯纤维两种。
4.比例：水泥：骨料：水=1:2:0.4，纤维掺量为水泥质量的1%。
实验步骤：1.配料：按照所需比例将水泥、骨料和纤维按重量配制好，并进行充分混合。
2.浇筑：将配制好的混合料倒入试验模具中，并利用震动台充分震实，确保混凝土充分密实。
3.养护：将浇筑好的试样放入恒温恒湿室中进行养护，定期浇水保持试样的湿度。
4.试验：试样养护满28天后，分别进行抗压、抗拉和抗弯强度测试，记录试验数据。
实验结果：按照以上步骤进行试验，得到的实验数据如下所示：试验组别纤维类型配筋率（%）抗压强度（MPa）抗拉强度（MPa）抗弯强度（MPa）试验组一钢纤维1354.56.9试验组二钢纤维2425.27.8试验组三聚丙烯纤维1313.85.9试验组四聚丙烯纤维2384.67.2实验分析：从以上实验结果可以看出，不同纤维类型和配筋率对纤维混凝土的力学性能有一定影响。
在相同配筋率下，钢纤维混凝土的抗压、抗拉和抗弯强度均高于聚丙烯纤维混凝土。
这是因为钢纤维具有较高的强度和刚性，能够有效增加混凝土的韧性和抗裂性能。
而聚丙烯纤维虽然能够增加混凝土的韧性，但其强度和刚性较低，影响了混凝土的整体力学性能。
此外，我们还发现，在钢纤维混凝土中增加配筋率可以提高其抗压、抗拉和抗弯强度。
这是因为配筋率的增加能够提高混凝土的骨料含量，增加粘结材料的分散性，并增加纤维与水泥基体之间的相互作用。
聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究共3篇
聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究共3篇聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究1聚丙烯纤维混凝土是通过将聚丙烯纤维掺入混凝土中，加以掺和、振捣、浇注、养护而制成的一种新型复合材料。
它不同于传统混凝土材料，具有许多优异的性能。
为了探究聚丙烯纤维混凝土的综合性能，进行了一系列试验研究，结果如下。
1. 抗折强度：通过施加弯曲载荷来测试混凝土的抗弯强度。
试验结果表明，在相同的水泥质量下掺入聚丙烯纤维，混凝土抗折强度明显提高。
2. 抗压强度：采用标准试验方法来测试混凝土的抗压强度。
试验结果表明，掺入聚丙烯纤维的混凝土抗压强度比普通混凝土高。
3. 抗渗性能：混凝土的抗渗性能是评估其耐久性的一个重要指标。
试验结果显示，掺入聚丙烯纤维的混凝土抗渗能力比普通混凝土更好。
4. 抗冻性能：低温环境下混凝土的抗冻性能会受到很大的考验。
试验结果表明，掺入聚丙烯纤维的混凝土在低温环境下具有较好的抗冻性能。
5. 断裂韧性：混凝土的断裂韧性是一个评估其耐久性的重要指标。
试验结果表明，掺入聚丙烯纤维的混凝土具有更好的脆性断裂韧性。
6. 抗风化性能：混凝土的抗风化性能可以反映其耐久性表现。
试验结果显示，掺入聚丙烯纤维的混凝土具有更好的抗风化性能。
综上所述，掺入适量的聚丙烯纤维可以有效地提高混凝土的综合性能。
对于需要具有更好耐久性表现的混凝土结构，可以考虑使用聚丙烯纤维混凝土来提高其性能。
聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究2聚丙烯纤维混凝土是一种新型的混凝土材料，在现代建筑工程中应用越来越广泛。
本文将深入研究聚丙烯纤维混凝土的综合性能试验，探讨其在建筑工程中的应用优势。
一、试验目的本次试验旨在探究聚丙烯纤维混凝土的力学性能、耐久性、抗裂性、抗渗性以及施工性等综合性能，以试验数据为依据，评价聚丙烯纤维混凝土在实际工程中的应用价值。
二、试验方法1.制作试块根据试验要求，制作聚丙烯纤维混凝土试块，按照设计配合比要求配置混凝土原料，加入适量聚丙烯纤维，混凝土表面进行充分振捣，制作20*20*20cm的试块，并进行养护和标记。
纤维钢筋混凝土标准试验方法cecs
纤维增强混凝土是一种在混凝土中埋入纤维的复合材料，可显著提高混凝土的强度和韧性。
标准试验方法如下：
1. 密度和容重试验方法应符合国家现行标准《轻质混凝土试验方法》（GB/T 50124）的规定。
2. 混凝土配合比试验方法应符合国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55）的规定。
在配置混凝土时，应将纤维与水泥砂浆干拌均匀，然后再加入适量水混凝土，确保纤维充分分散。
3. 纤维含量试验方法可采用投影面积法，也可采用显微镜法。
纤维布置方式对检测方式有一定影响，需根据实际情况选择合适的检测方法。
4. 纤维混凝土力学性能试验方法主要包括抗压、抗折、劈裂、拉伸等试验，用以测定纤维混凝土的强度、韧性、变形性能等指标。
试验过程中应严格控制试验条件，如温度、湿度、加载速度等。
5. 耐久性是纤维增强混凝土的重要指标之一，应采用随机抽样方法进行性能测试。
根据测试结果，应对混凝土配合比、纤维添加量、纤维布置方式等进行调整，以提高混凝土的耐久性。
6. 在进行纤维混凝土生产和使用过程中，应遵循国家相关标准和规范，确保产品质量和安全。
此外，在试验过程中应注意试验误差的控制，确保试验结果的准确性和可靠性。
同时，为了保证试验的公正性和透明度，应严格按照试验方法和标准进行操作，并对试验数据进行分析和验证。
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植物纤维混凝土性能研究
- 73 -工 程 技 术０ 概述中国是一个农业大国，如何处理大量农业废弃物是一个棘手的问题。
随着科技的进步以及人类环保意识的增强，人们发现由于植物纤维制备混凝土可以满足低碳环保、取材方便、轻质高强以及保温性能好的要求，因此它逐渐成为国内外纤维混凝土方向的一大研究热点。
植物纤维混凝土通常是将秸秆纤维、稻壳等植物纤维粉碎或处理成一定长度后添加到混凝土中，再以粉煤灰作为掺合料，以CaCl 2等作为促凝剂，混合搅拌所制成。
目前，已有大量文献针对单种植物纤维掺入混凝土后的性能进行研究，但缺少对不同种类的植物纤维混凝土进行综合对比分析。
该文将分别研究多种植物纤维混凝土的力学性能、保温性、吸水性、耐腐蚀性能以及对水泥水化的影响效果，对其进行综合评述，分析其特点并指出存在的短板。
尽管目前植物纤维混凝土有局限性，但是随着技术研究的不断深入，相信在未来仍有很好的应用前景。
１ 植物纤维处理技术为了制备植物纤维混凝土，需要提前对植物纤维进行处理。
该处理过程通常是先挑选色泽光亮、保存完好的植物纤维，进行洗净后烘干，处理掉多余枝叶和表面的杂质，再加工成2种形状：1种是用粉碎机把植物纤维粉碎，另1种是用剪刀或铡刀把植物纤维剪切目标长度。
用粉碎机粉碎的植物纤维可以直接掺入混凝土中；用剪刀或铡刀剪切的植物纤维可以直接掺入混凝土中；也可以将切好的植物纤维先浸泡于氢氧化钠溶液里，洗净干燥后再掺入混凝土中。
当前，还有许多植物纤维的表面处理改性措施在国内外得到了广泛应用，化学改性方法如碱性化、酸处理、酯化预处理和聚合物涂料，物理处理方法如热液治疗、超声改性和蒸汽处理，生物改性方法如生物酶治疗。
但是大多数的改性方式工艺复杂而且污染环境，因此并没有得到大范围的推广应用。
近年来，等离子体改性植物纤维在发达国家已得到广泛报道。
等离子处理可使材料表面产生蚀刻等物理反应和接枝共聚、氧化、分解等化学反应，从而有效地提高疏水性、黏附性等。
国内一些研究人员还发现，植物纤维表面的弱界面层可以通过空气低温等离子处理被破坏，并引入可以增强秸秆表面活性的含氧官能团，如羰基、羧基等，有助于秸秆与原材料建立以化学结合为主的界面。
纤维混凝土界面性能及纤维作用机理研究共3篇
纤维混凝土界面性能及纤维作用机理研究共3篇纤维混凝土界面性能及纤维作用机理研究1纤维混凝土作为一种新型的材料，其优越的性能在工程领域中得到不少应用。
由于其优良的机械性能、耐久性和抗裂性能等，因此成为建筑、道路、桥梁等领域中的重要材料。
其中，纤维混凝土界面性能及纤维作用机理是其性能优越的原因之一，下面将进行详细阐述。
一、纤维混凝土界面性能纤维混凝土中由于添加了纤维，使得混凝土中的微裂缝受到抑制，从而提高了混凝土的抗裂性能，同时也增强了混凝土的韧性。
而纤维混凝土中的成分具有不同的性能，所以其间的力学性能也是不同的。
因此，在纤维混凝土中各个成分之间的界面性能也十分重要。
1. 混凝土与纤维之间的界面性能混凝土与纤维之间的界面性能主要包括界面黏结强度、黏结能力以及黏结耐久性等。
其中，界面黏结强度是最重要的一个因素，是指混凝土与纤维之间出现的剪切力、拉伸力所引起的界面黏合力；黏结能力则是指界面的耐久性能，影响因素包括纤维的长度和直径、混凝土配比、拌和时间及固结时间等因素。
2. 纤维与纤维之间的界面性能纤维与纤维之间的界面性能很大程度上影响着纤维混凝土的性能，良好的界面性能有助于提高纤维混凝土的力学性能和耐久性能。
通常来说，好的纤维间界面优于纤维与混凝土间界面，因为纤维之间的相互作用有可能阻碍混凝土的原有结构。
二、纤维混凝土纤维作用机理1. 纤维作为补充和加强混凝土基体纤维在混凝土中可以起到补充和加强混凝土基体的作用。
当纤维加入到混凝土中，可以填充混凝土的孔隙，从而提高混凝土的密实性，同时也可以提高混凝土的抗拉强度、韧性和抗冲击能力。
2. 纤维在混凝土微裂缝中作用纤维在混凝土微裂缝中可以起到传递应力的作用，从而防止微裂缝的扩展，提高混凝土的抗裂性能。
由于纤维在混凝土中的分布不均，可能会影响其抵抗微裂缝扩展的能力。
因此在纤维混凝土中添加纤维的类型、长度、直径和分布方式等要进行适当的控制。
3. 纤维在混凝土中的排列方式纤维在混凝土中的排列方式也会影响其性能表现。
混凝土中添加纤维的强度试验方法
混凝土中添加纤维的强度试验方法引言混凝土是一种常用的建筑材料，其强度和耐久性是建筑结构的重要指标。
传统的混凝土结构一般使用钢筋来增强其抗拉强度，但是钢筋不仅成本高，而且易受腐蚀影响，导致混凝土结构的寿命缩短。
近年来，添加纤维成为了一种常见的提高混凝土强度和耐久性的方法，因为纤维可以增加混凝土的韧性和抗裂能力，同时不会被腐蚀。
本文将介绍添加纤维的混凝土强度试验方法，包括试验样品的制备、试验设备的选择和试验过程的详细步骤。
通过本文的介绍，读者可以了解到如何进行混凝土强度试验，并了解到添加纤维对混凝土强度的影响。
试验样品制备1. 材料准备混凝土样品的制备需要用到水泥、细集料、粗集料、纤维等材料。
水泥应选择标号为P.O.42.5的普通硅酸盐水泥，细集料和粗集料应按照混凝土设计配合比的要求选择。
纤维一般选择聚丙烯纤维或钢纤维，其长度和直径应根据混凝土强度和施工要求选择。
需要注意的是，纤维的质量应该符合国家标准，并且在混凝土搅拌过程中应适当延迟添加，以避免纤维在搅拌过程中过度损坏。
2. 制备试验样品制备试验样品需要按照混凝土设计配合比的要求进行。
首先将水泥和水按照设计配合比的比例混合均匀，然后加入细集料和粗集料，搅拌至混合均匀。
在搅拌过程中，应适当延迟添加纤维，并保持搅拌时间和速度一致，以保证混凝土的均匀性。
搅拌结束后，将混凝土倒入试验模具中，压实至密实度达到要求，并在表面抹平。
3. 样品养护试验样品养护时间应根据混凝土设计强度和环境温度来确定。
一般来说，养护时间为28天左右。
在养护过程中，需要保持样品表面湿润，防止混凝土表面龟裂和开裂。
试验设备选择添加纤维的混凝土强度试验需要使用试验机和试验模具。
试验机可以选择万能材料试验机或混凝土压力试验机，模具可以选择标准的混凝土立方体模具或圆柱模具。
试验过程1. 弯曲试验弯曲试验是评价混凝土强度和韧性的重要方法之一。
在弯曲试验中，需要使用弯曲试验机和标准的混凝土梁模具。
粗纤度PVA纤维混凝土力学性能试验分析
Ｔｅ ｓ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｒ ｓ ｅ ｄ ｅ ｎ ｉ ｅ ｒ Ｐ ＶＡ ｉ ｆ ｂ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ
ＺＨ ＡＮ Ｇ Ｊ ｉ ｅ
（ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｑｉ ｐ ｅ ｎ ｇ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ ２ ０ ９ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第３ ９ 卷 第３ 期
２ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ １ ４ 年６ 月
高 科 技 鲜 维 与 应 用
Ｈｉ — Ｔｅ ｃ ｈ Ｆｉ ｂｅ ｒ＆ Ａｐｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖｂ ｌ － ３ ９ Ｎｏ ． ３
Ｊ ｕｎ． ２ ０１ ４
粗纤度 Ｐ Ｖ Ａ 纤维 混凝土力学性 能试验分析
张 杰
（ 上 海启鹏 工程材料有 限公 司，上海
ｉｂ ｆ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ： Ｐ ＶＡ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｍｉ ｘ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｓ ｎ ｏ ｔ ｅ ａ ｓ ｙ ｔ ｏ ａ ｇ ｇ ｌ ｏ ｍｅ ｒ ａ ｔ ｅ ； Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ
强度和破 坏状态来探 索其综合 力学性 能。试验 结果表 明：Ｐ Ｖ Ａ纤维在混凝土搅拌 过程 中分布较 均 匀不 易结 团；相对 素混凝 土 ，Ｐ ｖＡ纤维混凝 土的坍 落度略 有下 降；抗压强度无 明显提 高，抗 弯拉 及劈 裂抗拉 强度随着 纤维体 积分数增加 呈二次 函数
混凝土纤维增强技术的研究
混凝土纤维增强技术的研究一、前言混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，但其本身存在一些缺陷，如抗拉强度不足等。
为了解决这些问题，纤维增强混凝土技术应运而生。
纤维增强混凝土技术是指在混凝土中添加纤维材料，以提高混凝土的抗拉强度、抗裂性和耐久性的一种技术。
本文将深入探讨混凝土纤维增强技术的研究。
二、纤维增强混凝土的概念纤维增强混凝土是指在混凝土中添加一定数量的纤维材料，通过纤维与混凝土基质的相互作用，提高混凝土的抗拉强度、抗裂性和耐久性的一种混凝土材料。
纤维增强混凝土的纤维材料可以是玻璃纤维、碳纤维、钢纤维、天然纤维等。
三、纤维增强混凝土的基本性能1. 抗拉强度由于混凝土的抗拉强度较差，因此纤维增强混凝土的抗拉强度也是其最主要的性能之一。
添加纤维后，混凝土内部的微裂缝得到了有效的控制，从而提高了混凝土的抗拉强度。
2. 抗裂性纤维增强混凝土的抗裂性能也是其重要的性能之一。
添加纤维后，混凝土的裂缝宽度得到了有效的控制，从而提高了混凝土的抗裂性能。
3. 耐久性纤维增强混凝土的耐久性能也是其重要的性能之一。
添加纤维后，混凝土的耐久性能得到了显著的提高，从而延长了混凝土的使用寿命。
四、纤维增强混凝土的施工工艺纤维增强混凝土的施工工艺包括：混凝土搅拌、进料、振捣、养护等过程。
在施工过程中，需要注意以下几点：1. 选用合适的纤维材料不同的纤维材料对混凝土的性能有着不同的影响，因此需要根据具体情况选择合适的纤维材料。
2. 确定纤维掺量纤维掺量的大小直接影响着混凝土的性能，因此需要根据具体情况确定合适的纤维掺量。
3. 控制混凝土的含水量混凝土的含水量对混凝土的性能也有着重要的影响，因此需要在施工过程中控制混凝土的含水量。
4. 严格控制混凝土的振捣时间振捣时间过长会对混凝土的性能产生负面影响，因此需要在施工过程中严格控制混凝土的振捣时间。
5. 合理的养护措施合理的养护措施可以有效地提高混凝土的性能，因此需要在施工完成后采取合理的养护措施。
剑麻纤维混凝土力学性能试验研究
第３７卷第１期２０２２年２月安㊀徽㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报J o u r n a l o fA n h u i P o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y V o l ．３７．N o ．１F e b ．,２０２２文章编号:１６７２Ｇ２４７７(２０２２)０１Ｇ００４６Ｇ０６收稿日期:２０２１Ｇ０１Ｇ１０㊀作者简介:俞亚楠(１９９５Ｇ),男,安徽淮南人,硕士研究生.通信作者:卢小雨(１９７８Ｇ),男,江苏滨海人,副教授,博士.剑麻纤维混凝土力学性能试验研究俞亚楠１,卢小雨１,２∗(１．安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南㊀２３２００１;２．安徽理工大学力学与光电物理学院,安徽淮南㊀２３２００１)摘要:作为一种可替换人工纤维和矿物纤维的绿色改良材料,剑麻纤维具有无污染㊁便于取材及性能良好等特性.为更加全面地了解剑麻纤维混凝土(S i s a l F i b e rC o n c r e t e ,S F C )的性能,本文进行不同体积掺量S F C 抗压强度㊁劈裂抗拉强度及抗折强度性能试验,分析得出剑麻纤维的最佳掺量,同时探究最佳掺量范围内S F C 的抗冲击性能.结果表明:剑麻纤维有利于增强混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度,并且当剑麻纤维掺量为０ ４５％时,增幅最大,分别为１９ ０８％和１４ ６７％,其抗压强度也相应提升到２ ５３％;与素混凝土相比,S F C 抗冲击性能有一定增强,当在最佳含量范围内,其抗冲击能量差最大可达到素混凝土的８ ５倍.关㊀键㊀词:混凝土;剑麻纤维;力学性能;抗冲击;最佳掺量中图分类号:T U ５２８．５７２㊀㊀㊀㊀文献标志码:A 随着混凝土材料的广泛应用,其对环境的影响越来越受到人们的重视,如何研制高性能㊁环保的绿色混凝土,是现在研究的一个主要课题.而天然植物纤维正好可以满足这一需求[１Ｇ３],其来源丰富,物美价廉,可以循环利用.因剑麻纤维具有拉伸效果好㊁抗酸碱腐蚀以及满足循环经济等要求[４],在分析剑麻纤维混凝土(S i s a lF i b e rC o n c r e t e ,S F C )的力学性能中具有可操作性;董健苗等[５]将一定掺量的剑麻纤维和聚丙烯纤维加入到C ４０自密实轻骨料混凝土中,由抗冻融循环试验及抗压强度线性回归模型,探索纤维质量损失的变化规律;王雪等[６]发现一定掺量剑麻纤维可增强混凝土的抗压强度,其中掺量为２k g /m ３时其抗压强度达到最佳;包惠明等[７]发现剑麻纤维在最佳掺量范围内,混凝土工作性㊁劈裂抗拉强度㊁抗折强度㊁抗干缩和抗冲击等性能处于最优水准;刘存鹏[８]对不同龄期剑麻纤维增强珊瑚混凝土试件的强度进行回归分析,由相对抗压强度和龄期的关联得出其抗压强度的变化趋势;赵洪等[９]发现随着剑麻纤维掺量的递增,活性粉末混凝土的跨中位移㊁开口位移㊁断裂能和延性指数均显著提高.相比以上研究,本文以剑麻纤维体积掺量为变量,进行抗压㊁劈裂抗拉以及抗折试验,来确定剑麻纤维的最佳掺量范围.在此基础之上进行S F C 抗冲击试验,探究剑麻纤维掺量与混凝土抗冲击性能之间的关系,为S F C 的大规模应用提供理论支撑和参考准则.１㊀试验准备１．１㊀原材料因考虑到水泥用量及其成本,本试验选用淮南市八公山牌普通硅酸盐水泥,水泥等级为P ．O ４２．５;粗骨料为５~２０mm 连续级配碎石,按C ３０混凝土等级进行配比;细骨料为淮河中砂;选用广西龙州强力麻业有限公司生产的剑麻成品,用剪刀剪成１０~１５mm 的短剑麻后,用浓度为１％的N a O H 溶液浸泡３０m i n,清洗干净,自然晾干,剑麻纤维特性参数如表１所示.剑麻纤维外观如图１所示.表１㊀剑麻纤维的性能指标密度/(g /c m ３)纤维直径/mm 抗拉强度/M P a 弹性模量/G P a 断裂延伸率/％吸水率/％１．４７０．４４７０２５５６５１．２㊀试验方案为更好分析S F C 的力学特性,本次试验在参考国内外相关文献的研究结果下,将剑麻纤维分别以不同掺量加入C ３０普通混凝土中进行相关试验.试验主要分成两部分:①将剑麻纤维以０％㊁０ １５％㊁０ ３％㊁０ ４５％㊁０ ６％的体积掺量加入到混凝土中,进行抗压性能㊁劈裂抗拉性能以及抗折性能相关试验,共计５组,一共４５个试块;②制作同等掺量的抗冲击试块,进行落锤冲击试验,共计５组,有３０个试块.图１㊀剑麻纤维外观１．３㊀试验配合比及试验方法基于一系列室内配比试验,设计配合比如表２所示,其中S F C 代表剑麻纤维混凝土.(单位:k g /m ３)表２㊀剑麻纤维混凝土配合比编号水泥砂子石子水S F C４３８．７７６７１．７１１４２．６２１５根据混凝土类型和其力学试验要求,选择抗拉压试件大小为１００mmˑ１００mmˑ１００mm ,抗折试件为１００mmˑ１００mmˑ４００mm ,落锤冲击试件模具直径为１５２mm ㊁厚度为６３ ５mm ,并带有底膜;混凝土试块制作过程为:按比例配置材料ң搅拌机搅拌均匀ң将均匀的混合料倒入模具中ң振动去泡ң养护２４h 拆模ң标准养护２８d ;养护后开展性能试验测试.２㊀试验结果及分析２．１㊀静态力学强度试验结果各组S F C 抗压强度㊁劈裂抗拉强度及抗折强度结果如表３所示.素混凝土(P C )抗压破坏形态以及S F C 抗压破坏形态分别如图２㊁３所示.表３㊀各组S F C 参数纤维掺量/％抗压强度/M P a 劈裂抗拉强度/M P a 抗折强度/M P a ０３５．６３．０４４．０９０．１５３５．８３．４０４．４１０．３３６．３３．５４４．５６０．４５３６．５３．６２４．６９０．６３６．４３．５７４．６１图２㊀P C 抗压破坏形态图３㊀S F C 抗压破坏形态７４ 第１期俞亚楠,等:剑麻纤维混凝土力学性能试验研究(１)S F C 抗压强度试验结果分析.结合图２㊁３可知,P C 在加载过程中,其表面开始会出现剥皮,并出现一些竖向裂缝,随后这些裂缝将逐渐扩展,并在外加荷载达到最大时,试件会毫无征兆地崩裂;而掺入剑麻纤维后受压破坏形态明显改善,试件达到极限抗压强度后出现细小裂缝但没有贯穿,更不会发生突然地破坏,仍具有一定的抗压能力.S F C 抗压强度折线图如图４所示.由表３和图４可知,S F C 抗压强度与其掺量整体上保持先增后减的趋势,同时与P C 相比,当剑麻纤维掺量为０ ４５％时,其抗压强度为最大值,增幅达到２ ５３％,而后随掺量提高,其抗压强度出现小幅降低.S F C 抗压强度应力Ｇ应变曲线图如图５所示.由图５可知,当S F C 受外荷载作用时,刚开始一小段应力应变曲线接近于直线,此时应为弹性阶段;而后曲线由直线变为上凸的曲线,呈现出了非线性特征,此时试件内部的裂纹开始扩展,纤维开始发挥作用,有效抑制了裂纹的扩展;随着荷载不断增加,当应力临近峰值时,此时混凝土内部的纤维作用效果更加突出,延缓了基体间裂纹的扩展,有效提高了峰值点的应变;而超过峰值应力时,依旧残存部分应力,这是因为经过峰值应力后,纤维的衔接作用使之对混凝土的约束增强,提高了混凝土的延性.图４㊀S F C 抗压强度折线图图５㊀S F C 抗压强度应力Ｇ应变曲线图由以上试验结果可知,通过加入一定掺量的纤维,可以抑制混凝土压缩时产生的横向变形,延缓混凝土破坏过程,在一定程度上提高混凝土的压缩性;而当纤维含量超过最佳掺量时,其界面薄弱部分明显增多,则混凝土受到荷载作用后,因纤维与混凝土中的粘接力减弱,从而削弱了其对混凝土基材的强化效果.(２)S F C 劈裂抗拉强度试验结果分析.P C 劈裂抗拉破坏形态如图６所示,S F C 劈裂抗拉破坏形态如图７所示.结合图６㊁７可知,当达到极限承载力时,素混凝土试件会立刻劈成两半,并生成一条深裂缝段;而掺有剑麻纤维的混凝土试件中,表面会形成一条弯曲的主裂缝,裂缝宽度较细,周围会有一些很小的裂缝,并且破坏后试件仍较为完整.图６㊀P C 劈裂抗拉破坏形态图７㊀S F C 劈裂抗拉破坏形态S F C 劈裂抗拉强度折线图如图８所示.由表３和图８可知,当剑麻纤维掺量不断增加,混凝土劈裂抗拉强度也表现出先升高后下降的变化规律,同时当其掺量为０ ４５％时,混凝土劈裂抗拉强度增幅最大,达到１９ ０８％,而当剑麻纤维掺量超过０ ４５％时,混凝土劈裂抗拉强度出现下降趋势.由试验结果可以看出,在纤维到达最佳掺量前,纤维掺量与混凝土劈裂抗拉强度整体上满足正相关规 ８４ 安㊀徽㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报第３７卷律,这是因为混凝土中分布的纤维可承担一部分拉荷载,可延缓裂缝扩展速度,同时裂缝间隙也存在一部分残余应力;而随着荷载不断增加,逐渐扩展的裂缝使间隙处的残余应力逐渐减少,但由于纤维具有变形的特性,其在折断或被拔出之前,可以继续承受横截面的荷载作用,可增强混凝土的抗拉强度;而当纤维掺量超过最佳掺量时,很难让纤维在混凝土中均匀分布,纤维和混凝土基体的微裂缝数量增加,容易产生应力集中等现象,减弱了纤维的强化效果;但由于纤维增强混凝土的拉伸作用仍大于其弱化作用,其劈裂抗拉强度仍高于素混凝土.图８㊀S F C 劈裂抗拉强度折线图(３)S F C 抗折强度试验结果分析.P C 抗折破坏形态如图９所示,S F C 抗折破坏形态如图１０所示.结合图９㊁１０可知,当受到外荷载作用下,素混凝土试件的抗折强度较低,破坏过程较短,试件迅速裂成两半,同时在加载区域边缘底部位置出现一系列纵向小裂纹,然后迅速发展为宽裂纹,破坏特征比较明显;而掺入剑麻纤维的混凝土试件,在加载过程中,边缘底部会生成一条很细的纵向裂缝,然后裂缝沿倾斜方向随机发展,最后上下开裂,直至试件破坏;但与P C 相比,其裂缝明显较细,无断裂,并且在加载过程中未听到试件开裂的响声,可见纤维对混凝土抗折强度起到了明显的增韧作用.图９㊀P C 抗折破坏形态图１０㊀S F C 抗折破坏形态S F C 抗折强度折线图如图１１所示.由表３和图１１可知,S F C 抗折强度整体上与其掺量呈现出先增后减的趋势,同时当剑麻纤维掺量为０ ４５％时,与P C 相比,其抗折强度提升幅度最优,为１４ ６７％.S F C 抗折强度荷载Ｇ位移曲线图如图１２所示.由图１２可知,S F C 荷载Ｇ位移曲线整体上满足先上升后下降的变化规律,刚开始荷载增速很快,但随着位移不断增加,增速逐渐减缓,当荷载达到峰值荷载时,曲线斜率接近于零,接着荷载随位移增加反而逐渐减少,但仍有部分荷载;在其掺量达到最佳时,峰值荷载同时达到最大,为１２ ２６k N .与混凝土抗压强度㊁劈裂抗拉强度类似,在进行混凝土抗折强度试验中,由于混凝土基体内部本身存在着微裂缝,一方面,加入纤维可减少微裂缝的数量,缩减裂缝宽度,并降低端部应力集中的现象;另一方面,试验中纤维阻止了微裂缝的扩展,当混凝土断裂时,截面两侧的纤维起到拉伸作用,可有效缩减断面之间的距离,避免进一步破坏混凝土试件.２．２㊀S F C 抗冲击试验结果材料的抗冲击性能为其受到一次或多次迅速冲击荷载下,抵抗损伤破坏的能力;本试验选用简易落锤９４ 第１期俞亚楠,等:剑麻纤维混凝土力学性能试验研究装置,让质量为４ ５４k g 的铁锤从高度为４５７mm 处,经中轴线处自由下落,向下不停地冲击,混凝土表面生成第１条清晰可见的裂纹时,定为初裂抗冲击性能,P C 和S F C 的初裂形态如图１３㊁１４所示.另外,考虑到耐冲击次数和抗冲击能量相差幅度不大,则可用抗冲击能量差来表征纤维掺量与混凝土抗冲击性能的关系,更易直观得出剑麻纤维可提升混凝土的抗冲击性能,相关试验结果如表４所示.由表４可知,混凝土抗冲击能量差与剑麻纤维掺量呈现正相关的变化规律,同时当纤维掺量从０ １５％增加到０ ６％时,其抗冲击能量差是素混凝土的２ ２~８ ５倍;其主要原因是剑麻纤维掺入混凝土中,分担了一部分混凝土自身承受的外加荷载,同时吸收了冲击过程中产生的能量,相应改善了混凝土本身受到的损伤破坏,进一步提升了混凝土的抗冲击性能.图１１㊀S F C 抗折强度折线图图１２㊀S F C 抗折强度荷载Ｇ位移曲线图图１３㊀P C 初裂形态图１４㊀S F C 初裂形态表４㊀各组S F C 抗冲击性能试验结果纤维掺量/％初裂平均次数破坏平均次数初裂抗冲击能量/(N m )破坏抗冲击能量/(N m )抗冲击能量差/(N m )０６７７１１３６３．６９１４４５．１１８１．４２０．１５８３９２１６８９．３５１８７２．５３１８３．１８０．３１０９１２９２２１８．５４２６２５．６１４０７．０７０．４５１４２１７６２８９１．２１３５８２．２３６９２．０２０．６１３３１５７２７０７．０３３１９５．５１４８８．４８３㊀结论向混凝土中掺入一定含量的剑麻纤维可大幅度提升其劈裂抗拉强度和抗折强度,同时当剑麻纤维含量为０ ４５％时,提高效果达到最佳,相应增加了１９ ０８％和１４ ６７％;在落锤冲击性能试验中,与P C 相比,掺入剑麻纤维有利于提升混凝土的抗冲击性能,同时当剑麻纤维处于最佳含量范围内时,其抗冲击能量差最大可达到素混凝土的８ ５倍;当适量剑麻纤维掺入混凝土中,可削弱基体内部微裂纹的生成,缓解裂缝尖端的应力集中现象,同时承受横截面的外荷载作用,起到一定增强增韧作用,明显提升混凝土的劈裂抗拉性能㊁抗折性能及抗冲击性能等.０５ 安㊀徽㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报第３７卷参考文献:[１]㊀杨世玉,赵人达,曾宪帅,等．用自然纤维增强地聚物材料:综述[J ]．材料导报,２０２１,３５(７):７１０７Ｇ７１１３．[２]㊀白诗淇．植物纤维混凝土性能研究[J ]．中国新技术新产品,２０２０(２４):７３Ｇ７５．[３]㊀I V A N O V AI V E L I N A ,A S S I H J U L E S ,D O N T C H E V D I M I T A R．I n v e s t i ga t i o no f t h em e c h a n i c a lb e h a v i o ro fn a t u r a l v e g e t a b l e f i b e r s u s e d i nc o m p o s i t em a t e r i a l s f o r s t r u c t u r a l s t r e n g t h e n i n g [J ]．K e y e n g i n e e r i n g ma t e r i a l s ,２０２１,６２０５:１５Ｇ２１．[４]㊀郭俊杰,姜景山,张超,等．剑麻纤维混凝土力学性能研究进展[J ]．海峡科技与产业,２０２０(３):２６Ｇ２８．[５]㊀董健苗,庄佳桥,王亚东,等．纤维增强自密实轻骨料混凝土抗冻性能试验研究[J ]．广西科技大学学报,２０２１,３２(２):７Ｇ１２,２５．[６]㊀王雪,翟颠颠,郭远臣,等．剑麻纤维增强混凝土力学性能研究[J ]．硅酸盐通报,２０１７,３６(７):２４８８Ｇ２４９１．[７]㊀包惠明,覃峰,余文成,等．剑麻纤维水泥混凝土性能试验研究[J ]．人民长江,２００８(１３):８８Ｇ９０,１０４．[８]㊀刘存鹏．剑麻纤维珊瑚混凝土抗压龄期强度研究[J ]．洛阳理工学院学报(自然科学版),２０１９,２９(３):１Ｇ４,１３．[９]㊀赵洪,黄向阳,龙广成,等．生态型活性粉末混凝土性能试验研究[J ]．混凝土与水泥制品,２０２０(６):９０Ｇ９３．E x p e r i m e n t a l S t u d y o n M e c h a n i c a l P r o pe r t i e s of S i s a l F i b e rC o n c r e t e Y U Y a n a n １,L U X i a o y u １,２∗(１．S c h o o l o fC i v i l E n g i n e e r i n g a n dA r c h i t e c t u r e ,A n h u iU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,H u a i n a n２３２００１,C h i n a ;２．S c h o o l o fM e c h a n i c s a n dO p t o e l e c t r o n i cP h y s i c s ,A n h u iU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,H u a i n a n２３２００１,C h i n a )A b s t r a c t :S i s a l f i b e r i s a k i n do f g r e e n i m p r o v e dm a t e r i a lw h i c h c a n r e p l a c e a r t i f i c i a l f i b e r a n dm i n e r a l f i Ｇb e r ．S i s a l f i b e r h a s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f n o p o l l u t i o n ,e a s y t ou s e a n d g o o d p e r f o r m a n c e ．I no r d e r t ob e t Ｇt e r u n d e r s t a n d t h e p r o p e r t i e s o f s i s a l f i b e r c o n c r e t e ,t h i s p a p e r c a r r i e d o u t c o m p r e s s i v e s t r e n g t h ,s p l i t t i n g t e n s i l e s t r e n g t ha n d f l e x u r a l s t r e n g t h t e s t s o f s i s a l f i b e r c o n c r e t ew i t hd i f f e r e n t v o l u m e d o s a g e ,a n a l y z e d t h eo p t i m a l d o s a g e o f s i s a l f i b e r ,a n d e x p l o r e d t h e i m p a c t r e s i s t a n c e o f s i s a l f i b e r c o n c r e t ew i t h i n t h e o p Ｇt i m a l d o s a g e r a n g e ．T h e r e s u l t s s h o wt h a t s i s a l f i b e r c a n e n h a n c e t h e s p l i t t i n g t e n s i l e s t r e n g t ha n d f l e x Ｇu r a l s t r e n g t ho f c o n c r e t e ,a n dw h e n s i s a l f i b e r c o n t e n t i s ０．４５％,t h e i n c r e a s e r a t e i s １９．０８％a n d １４．６７％,r e s p e c t i v e l y ,a n d t h e c o m p r e s s i v e s t r e n g t ho f s i s a l f i b e r i s a l s o i n c r e a s e d t o ２．５３％．C o m p a r e dw i t h p l a i n c o n c r e t e ,s i s a l f i b e r c o n c r e t eh a s a c e r t a i ne n h a n c e m e n t o f i m p a c t r e s i s t a n c e ．W i t h i n t h eo p t i m a l c o n t e n t r a n g e ,i t s i m p a c t r e s i s t a n c e e n e r g y d i f f e r e n c e i s u p t o ８．５t i m e s o f p l a i n c o n c r e t e ．K e y w o r d s :c o n c r e t e ;s i s a l f i b e r ;m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s ;s h o c k ;t h eb e s t d o s a g e １５ 第１期俞亚楠,等:剑麻纤维混凝土力学性能试验研究。
聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究
3.3聚丙烯纤维混凝土早期收缩与抗裂性能的影响因素及其作用机理
聚丙烯纤维混凝土的早期收缩和抗裂性能受到多种因素的影响，主要包括纤 维含量、水灰比、养护条件等。其中，纤维含量对早期收缩和抗裂性能的影响最 为显著。随着纤维含量的增加，混凝土内部的微裂缝减少，从而降低了早期收缩 率。同时，纤维的存在也提高了混凝土的韧性，降低了裂缝扩展的风险，提高了 抗裂性能。
本次演示通过试验研究探讨了聚丙烯纤维混凝土早期收缩与抗裂性能之间的 关系。结果表明，聚丙烯纤维的加入可以显著降低聚丙烯纤维混凝土的早期收缩 和提高其抗裂性能。纤维含量、水灰比和养护条件等因素对聚丙烯纤维混凝土的 早期收缩与抗裂性能也有重要影响。
感谢观看
聚丙烯纤维混凝土综合性能试 验研究
01 一、材料与方法
目录
02 二、结果与分析
03 三、结论
04 四、展望与建议
05 参考内容
在建筑领域，混凝土是一种重要的建筑材料，具有不可替代的地位。然而， 混凝土在硬化的过程中，由于水化热、干燥收缩等因素，常常会产生裂缝，影响 其耐久性和安全性。因此，如何提高混凝土的抗裂性能一直是工程师们的重点。 近年来，一种名为聚丙烯纤维混凝土的新型混凝土混合物逐渐引起了人们的。
四、展望与建议
尽管聚丙烯纤维混凝土在提高结构性能方面具有显著的优势，但在实际应用 中仍存在一些挑战。因此，我们提出以下建议以推动聚丙烯纤维混凝土的进一步 发展：
1、深入研究：进一步开展聚丙烯纤维混凝土在不同环境条件下的性能研究， 包括温度、湿度、化学腐蚀等影响因素。这将有助于更全面地了解其适用范围和 局限性。
通过早期收缩试验和压力试验，本次演示得到了聚丙烯纤维混凝土试件的早 期收缩率和抗裂强度数据。如表1所示：
表1聚丙烯纤维混凝土试件早期收缩率和抗裂强度数据 组别早期收缩率（×10-6）抗裂强度（MPa）
混杂纤维混凝土力学性能及耐久性能试验研究的开题报告
混杂纤维混凝土力学性能及耐久性能试验研究的开
题报告
一、研究背景
混凝土是建筑结构设计中重要的材料，但由于其自身的脆性和低拉
强度等不足之处，在实际运用中存在一些问题。
随着纤维材料的应用，
混凝土的力学性能和耐久性能得到了显著的提高。
纤维混凝土是一种含有纤维增强材料的混凝土，可以提高混凝土的
抗拉强度和韧性，改善其断裂形态和静态和动态的力学性能。
混杂纤维
混凝土采用了多种纤维，能够进一步提高混凝土的力学性能和耐久性能。
二、研究目的
本研究的主要目的是探究混杂纤维混凝土的力学性能和耐久性能，
为混凝土在实际应用中的设计和工作提供参考。
三、研究内容和方法
1.混杂纤维混凝土配合比设计和制备
2.混凝土静力和动力力学性能试验：包括强度、韧性等力学性能的
测试; 通过冻融实验、温湿度实验等考察混凝土的抗风化性能。
3.分析混凝土的断裂形态及变形过程，探究混杂纤维混凝土的机理。
4.分析混凝土结构的寿命，预测不同情况下混凝土的劣化程度。
四、预期研究结果
研究结果可望获得混杂纤维混凝土的力学性能和耐久性能数据，为
混凝土材料与结构设计提供参考以及对其应用进行改良提供技术支持。
混凝土中使用纤维增强材料的实验分析
混凝土中使用纤维增强材料的实验分析一、引言纤维增强材料在混凝土中的应用越来越广泛，它可以提高混凝土的抗裂性能、抗冲击性能、耐久性能等，使混凝土的使用寿命得到延长。
本文将介绍使用纤维增强材料的混凝土实验分析方法。
二、材料与设备1.材料（1）水泥：采用普通硅酸盐水泥；（2）细集料：采用天然河砂；（3）粗集料：采用碎石；（4）水：采用自来水；（5）纤维增强材料：采用钢纤维；（6）外加剂：采用缓凝剂和减水剂。
2.设备（1）搅拌机：采用强制式混凝土搅拌机；（2）模具：采用标准的混凝土试块模具；（3）振动器：采用电动振动器；（4）试验机：采用万能材料试验机。
三、实验步骤1.混凝土配合比的确定根据混凝土的用途、要求和材料的性质，确定混凝土的配合比。
在配合比中加入适量的纤维增强材料，纤维增强材料的掺量一般为混凝土的体积的1%~2%。
2.混合料的制备按照配合比将水泥、细集料、粗集料、水和外加剂放入搅拌机中进行混合，搅拌时间一般为3~5分钟。
然后再将纤维增强材料加入搅拌机中进行混合，搅拌时间为2~3分钟。
3.混凝土试块的制备将混合料倒入试块模具中，每层压实3~5次，每层之间用振动器振动，直至模具充满为止。
然后将模具平整，并在表面喷水，覆盖湿毛巾，保养24小时。
4.混凝土试块的养护混凝土试块在制备后应进行养护，养护时间一般为7~28天。
5.混凝土试块的试验将混凝土试块放入万能材料试验机中进行压力试验，根据试验结果计算混凝土的抗压强度、弹性模量、破坏韧性等指标。
四、结果分析1.混凝土的抗压强度混凝土的抗压强度是表征混凝土抵抗外力破坏的指标，使用纤维增强材料的混凝土抗压强度一般比普通混凝土要高。
因为纤维增强材料可以增加混凝土的内聚力和抗拉强度，从而提高混凝土的抗压强度。
2.混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量是表征混凝土抗弯曲变形能力的指标，使用纤维增强材料的混凝土弹性模量一般比普通混凝土要高。
因为纤维增强材料可以增加混凝土的刚度和强度，从而提高混凝土的弹性模量。
有机化学纤维混凝土在煤矿支护中的应用研究
１ ｇ ． ｋ／ ． ｋ／ 、１ ｇ ）。通过 现场研 究 聚丙 烯腈 纤维 的掺量 不 同对 ２ ｍ ４ ｍ 混 凝 土性 能的 影响 。 ５３ 喷射 聚 丙烯腈 纤维 混凝 土在 煤矿 支护 中的 应用 ． 在 某矿 一 锚 喷 巷 道 支 护 中进 行 现 场 实 验 ，该 巷 道 净 断 面 为 １ 底板 岩 性均 为砂 泥 岩互 层 ，根据 原矿 压 资料 分析 ，该 巷 ５ｍ ，顶 道 施 工完成 第 一个 月 内 ，顶 板下 沉量 为８ 一 ０ ｍ，两帮变 形 ０ｍｍ １０ｍ 两约为１０ｍ 一 ０ ｍ。该 实验放在本巷道中非常具有针对性。 ５ ｍ ２０ ｍ 锚 喷 支护 时 ，喷浆 厚 度 １０ｍｍ，喷浆 紧跟 迎 头施 工 。混凝 土 ２ 配 比为 ： 泥 ： ： 子： ： 凝剂 ：１ ：０５ ． ，允许偏 差 ：水 水 黄沙 石 水 速 ：２ ．０ ４ ２ ： ：０ 泥 和速 凝 剂 应 为 ４２ ，黄 沙 、石 子为 ４３ ，水 灰 比０５ ：，喷 －％ － ％ ．７１ 浆 时严 格按 配 比单 拌 料 ；喷浆 后 必须 坚持 洒 水 养护 。喷射 后七 天 内应 进 行 三班 洒水 养 护 ，保 证 喷 后不 出现 龟 裂 现象 ，提高 喷层 强
３４ 施 工简单 灵 活 ．
们 习惯 于 套 用 地 面 结 构 的 概 念 ，认 为 围 岩仅 为 载 荷 ，支 护 结 构 只 是被 动 地 承 受 来 自围 岩 方 面 的 荷 载 ，而不 能 改 变 围 岩 对 它 的
作用。 其 实 ，井下 支 护结 构 与 地 面结 构所 处 的环 境 大 不一 样 。井 下 支护 结 构位 于 埋 深较 大 的地 下 围岩 之 中 ，而 围岩 本 身可 以 承受 一
纤维混凝土支护性能测试研究
纤维混凝土支护性能测试研究作者：陈涛来源：《科技创新与应用》2016年第12期摘要：为了提高混凝土的抗拉强度和抗剪强度，增加混凝土的护表能力，依据实用、经济的原则，试验选取钢纤维以及改性聚丙烯纤维作为选材添加到普通混凝土中，计划在南任铁矿回采进路实施联合喷射钢纤维混凝土以及聚丙烯纤维混凝土以此来加强支护的效果，在一定程度上可以防止冒顶的发生。
关键词：抗拉强度；抗剪强度；钢纤维；改性聚丙纤维南任铁矿进路回采过程中掘进工作面在素混凝土支护条件下经常发生冒顶、片帮现象，为了提高混凝土的抗拉强度和抗剪强度增加混凝土的护表能力，依据实用、经济的原则，试验选取钢纤维以及改性聚丙烯纤维作为选材添加到普通混凝土中，计划在南任铁矿回采进路实施联合喷射钢纤维混凝土以及聚丙烯纤维混凝土以此来加强支护的效果，在一定程度上可以防止冒顶的发生。
为了对比素混凝土和三种纤维混凝土的强度指标，在华北理工大学力学实验室进行了配比制样，通过四组不同材料的对比试验，分析得出钢纤维和改性聚丙烯纤维对混凝土性能具有加大其强度、提高其韧性的作用。
第一组为普通素混凝土，第二组为含有改性聚丙烯纤维的混凝土，第三组为含有钢纤维增强混凝土，第四组为含有钢纤维以及改性聚丙烯纤维的混杂纤维混凝土。
1 原材料（1）聚丙烯纤维。
作为一种新型的高分子材料，聚丙烯纤维是将改性母料添加到聚丙烯切片中进行切断、纺丝、拉伸、共混进而调制成功的用于混凝土以及砂浆抗裂、防渗的工程纤维。
文章试验纤维的物理力学性能如下：规格为19mm；比重为0.91g/cm3；抗酸碱性较强；安全性较好无毒副作用；吸水性较差，几乎不吸水，实验掺入量大约为0.9kg/m3。
（2）钢纤维。
选择长度为30mm，形状为波浪型或者端钩型的钢纤维，钢纤维的长径比大约设置在为50左右，钢纤维的平均最大抗拉强度一般都大于800MPa，实验掺量为40kg/m3。
（3）水泥。
根据设计的要求选择喷射混凝土的水泥标号以及水泥种类。
玄武岩纤维混凝土与聚丙烯及其它纤维混凝土性能测试研究报告
玄武岩纤维混凝土与聚丙烯纤维混凝土、聚丙烯腈纤维混凝土性能测试研究报告1. 前言水泥混凝土由于具有抗压强度高，成本低廉，原材料丰富等特点，是目前结构工程中广泛应用的建筑材料。
但普通混凝土自身存在一些缺陷，如容易收缩开裂、抗拉抗折强度低、韧性差、脆性大、抗冲击性能较低等，限制了混凝土在工程中的广泛应用。
为此，人们在水泥基材料中掺入其他组分以改善混凝土性能的研究。
纤维混凝土是国际上近年来发展很快的新型水泥基复合材料，以其优良的抗拉抗弯强度、阻裂限缩能力、耐冲击及优良的抗渗、抗冻性能而成功地应用于军事、水利、建筑、机场、公路等领域，目前他已成为研究较多、应用较广的水泥基复合材料之一。
在混凝土基材中掺入纤维是提高混凝土韧性、抗冲击性能和抑制砂浆塑性收缩开裂的一条有效途径。
用于纤维混凝土复合材料的纤维，其阻裂、增强和增韧作用主要取决于纤维本身的力学性能、纤维与基体的粘结性能以及纤维的数量和在基体中的分布情况。
纤维根据弹性模量的大小可分为两大类，纤维弹性模量小于基体弹性模量的有：纤维素纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维等；纤维弹性模量高于基体弹性模量的有：石棉纤维、玻璃纤维、钢纤维、碳纤维、芳纶纤维等。
连续玄武岩纤维是近几年来时有报道的新纤维。
连续玄武岩纤维（Continuous Basalt Fibre 简称CBF或BF）是一种无机纤维材料。
它用纯天然火山喷出岩为原料，经1450—1500`C的高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色。
玄武岩纤维具有耐高温、耐烧蚀、耐酸碱性能好、耐化学性能好和热稳定性优越等优点。
作为基础工业的增强复合材料有很好的发展前景，特别是玄武岩纤维在建筑工程中，与碳纤维有性价比优势。
受横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司的委托，国家水泥混凝土制品质量监督检验中心对该公司生产的短切玄武岩纤维掺入混凝土的性能进行了测试，已研究玄武岩纤维掺入后对混凝土性能的影响；并结合以往聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维掺入混凝土后性能的改善测试的情况进行对比分析。
纤维混凝土应用研究现状初探
纤维混凝土应用研究现状初探进入到新世纪以来，随着我国的国民经济水平飞速的发展，我国的公路交通行业的发展也是十分迅速的，其中各类的路面路基处理技术也取得了非常大的进步，而所谓的纤维混凝土指的就是一类在混凝土基体中加入了高性能短切纤维后所形成的新型建筑材料，而正是由于加了纤维，这种新型的建筑材料就有效的克服了混凝土抗疲劳性能差、抗拉强度低并且容易开裂的缺点。
其中高性能的芳纶纤维是一种低密度、高强度、高模量并且耐磨性能十分优异的高科技纤维，其全称为芳香族聚酰胺纤维，从其研发问世至今，在我国的各类工程项目中都得到了大量的生产和使用。
标签：纤维混凝土；研究现状；芳纶纤维混凝土的最主要优点就是高抗压强度，但是同时混凝土也是存在着明显的缺点，如抗疲劳性能差、抗拉强度低、构建本体的自重大、抗冲击碎裂性能差、容易产生裂纹以及易于塑性干缩开裂等等，因此混凝土在工程中的应用范围就有很大的局限性。
在混凝土强度不断提升的情况下，这些确定也就越来越突出了，近些年来，国内外的专家学者都在大力的探索和研究提高混凝土性能的方法和措施，特别是提高它的耐久性能和抗拉强度，正是在这种背景下，提出了一类以传统混凝土为基体的新型复合材料-纤维混凝土。
在混凝土的内部纤维能够以很多的数量广泛的分布其中，这样在形成微裂缝的过程中，就会受到数量众多的纤维的阻挡，降低其能量，从而起到抗裂的作用。
1 纤维混凝土的发展和现状1.1 纤维混凝土的概述通常情况下，所谓纤维混凝土都是以砂浆、水泥净浆或是混凝土作为基体材料的，在配以无机纤维、金属纤维或是有机纤维等增强材料所组成的水泥基复合材料就是纤维混凝土了。
它是一种将抗拉强度高、抗碱性能良好、极限延伸率大并且细而短的纤维广泛的分布在混凝土基体中的新型建筑材料，混凝土早期产生裂缝或是受到外力时，纤维是有着重要的预防作用的。
在纤维混凝土最初的受力阶段，混凝土是与纤维共同受力的，并且混凝土应是外力的主要承担者，当外力持续作用一段时间后或是外力不断提高的过程中，裂缝也会随之扩展到一定的程度，混凝土就不会再承担外力，此时纤维就成了外力的主要承担者，而纤维也就成为了阻止裂缝继续扩展的最重要的因素。
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纤维混凝土支护性能测试研究
为了提高混凝土的抗拉强度和抗剪强度，增加混凝土的护表能力，依据实用、经济的原则，试验选取钢纤维以及改性聚丙烯纤维作为选材添加到普通混凝土中，计划在南任铁矿回采进路实施联合喷射钢纤维混凝土以及聚丙烯纤维混凝土以此来加强支护的效果，在一定程度上可以防止冒顶的发生。
标签：抗拉强度；抗剪强度；钢纤维；改性聚丙纤维
南任铁矿进路回采过程中掘进工作面在素混凝土支护条件下经常发生冒顶、片帮现象，为了提高混凝土的抗拉强度和抗剪强度增加混凝土的护表能力，依据实用、经济的原则，试验选取钢纤维以及改性聚丙烯纤维作为选材添加到普通混凝土中，计划在南任铁矿回采进路实施联合喷射钢纤维混凝土以及聚丙烯纤维混凝土以此来加强支护的效果，在一定程度上可以防止冒顶的发生。
为了对比素混凝土和三种纤维混凝土的强度指标，在华北理工大学力学实验室进行了配比制样，通过四组不同材料的对比试验，分析得出钢纤维和改性聚丙烯纤维对混凝土性能具有加大其强度、提高其韧性的作用。
第一组为普通素混凝土，第二组为含有改性聚丙烯纤维的混凝土，第三组为含有钢纤维增强混凝土，第四组为含有钢纤维以及改性聚丙烯纤维的混杂纤维混凝土。
1 原材料
（1）聚丙烯纤维。
作为一种新型的高分子材料，聚丙烯纖维是将改性母料添加到聚丙烯切片中进行切断、纺丝、拉伸、共混进而调制成功的用于混凝土以及砂浆抗裂、防渗的工程纤维。
文章试验纤维的物理力学性能如下：规格为19mm；比重为0.91g/cm3；抗酸碱性较强；安全性较好无毒副作用；吸水性较差，几乎不吸水，实验掺入量大约为0.9kg/m3。
（2）钢纤维。
选择长度为30mm，形状为波浪型或者端钩型的钢纤维，钢纤维的长径比大约设置在为50左右，钢纤维的平均最大抗拉强度一般都大于800MPa，实验掺量为40kg/m3。
（3）水泥。
根据设计的要求选择喷射混凝土的水泥标号以及水泥种类。
喷射混凝土所用水泥一般要有较好的粘结性、早起强度高、凝结硬化快、收缩变形小，可以快速高效的适应速凝剂。
因此，一般选用标号大于或者等于42.5号的新鲜的普通的硅酸盐水泥作为喷射水泥原材料。
本实验选用42.5普通硅酸盐水泥。
（4）砂子。
喷射混凝土所用的砂子通常为0.35～0.5mm的中砂。
不宜选用细沙。
本实验选用中粗砂，其细度模数大于2.5，具有耐久、坚硬的特性，在所选的中粗砂中颗粒粒度大于0.075mm的不应少于80%。
（5）碎石。
一般选用坚硬的卵石或碎石。
本实验选用碎石的最大粒径不大于15mm，碎石的泥土含量不应该超过10%。
（6）水。
与普通混凝土用水要求一样，喷射混凝土用水为生活用自来水。
2 试件制作
（1）把纤维、碎石、水泥以及砂子混合在一起，无水搅拌2分钟左右，然后加水搅拌大约3分钟，让纤维足够的分散。
将混凝土搅拌均匀后，马上放入制
取试块的模具中成型。
（2）试件浇注。
本次试验均采用70.7mm×70.7mm×70.7mm 钢制模具。
为了方便以后拆模，一定要使用前对模具进行清理、擦拭，而且要用毛刷在模具内表面上刷一层润滑油，然后再将混凝土加入到模具中。
为了去除混凝土中的空气使成型后的试块没有空心区，将混凝土混合物填到模具容积的四分之三左右，把试块模具放置于振动台上，开启振动台，使之工作几分钟后，再次把模具填满，开启振动台，待到模具上部出现泛浆现象，关闭振动台，把模具四周富余的混凝土混合物用小铲子顺着模具四边刮除，随后马上拿泥抹子把表面抹平。
（3）试件养护。
为了避免水分的流失，应该拿湿布或者塑料将成型后的混凝土试块遮住，而且要在20±5℃的条件下静置一天一夜，随后对试块进行拆模编号。
编号后的试块马上放在20±2℃，湿度为90%左右的条件下进行养护。
3 试验内容
3.1 抗压强度试验
（1）从养护地点把试块拿出后，应该马上组织开展试验，要保持试块表面以及上下承压面的清洁、干净。
（2）把试块放置实验仪器上、下压板的中心处，试块的承压面一定要和成型时试块的上表面保持垂直。
试块上、下表面的中轴线一定要和实验仪器上、下压板的中心线平齐或者重合，开启实验仪器，当仪器的上压板将要接触试块时，马上对球座进行位置微调，让试块和上压板均匀接触。
（3）在对试块进行加载的试验中，为了对试块匀速加载，应该适当调节实验仪器的油门，加载速度一般不要超过在0.5～0.8MPa。
（4）当试块发生剧烈形变时，试块很快就会被破坏，此时应该结束停止试验机的油门，一直到试块破坏为止。
然后记录破坏荷载。
（5）成果整理和计算。
按式（1）来进行岩石单轴抗压强度的计算。
3.2 剪切试验步骤
（1）在试样上划出剪切线并计算剪切面的面积。
（2）调整夹具角度，把试样放入抗剪夹具中，然后电液伺服材料试验机以0.5～1.0MPa/s的加荷速度加载直至试样剪断，记录破坏时的荷载；（3）按45°、55°和65°不同夹具角度，分别逐个进行试验，每个角度做3个，共计9个。
3.3 抗拉试验步骤
（1）从养护地点把试块拿出后，应该马上组织开展试验，要保持试块表面以及上下承压面的清洁、干净；（2）把试块放置实验仪器上、下压板的中心处，劈裂面以及劈裂承压面一定要和成型时试块的上表面保持垂直；将圆弧形垫条以及垫块垫在试块和上、下压板中间，垫条以及垫块一定要和试块上、下表面的中轴线平齐，而且一定要和成型时试块的上表面保持垂直，应该将试块以及垫条放置于固定台上。
3.4 实验数据分析
由实验数据可以看出，相同天数的聚丙烯纤维混凝土的抗压强度比素混凝土稍有增加；同一类型的混凝土随着天数的变大，抗压强度明显增强；相同天数的聚丙烯纤维混凝土的抗拉强度比素混凝土稍有增加；同一类型的混凝土随着天数的变大，抗拉强度明显增强；相同天数的聚丙烯纤维混凝土的抗剪强度比普通混凝土稍有增加；同一类型的混凝土随着天数的变大，抗剪强度明显增强。
3.5 试验结果对比
通过含有聚丙烯纤维的混凝土与普通混凝土的对比试验，可以得出含有聚丙烯纤维的混凝土有如下几个优点：（1）含有聚丙烯纤维的混凝土与普通混凝土相比，当两者抗压强度一样时，普通混凝土的应变值比含有聚丙烯纤维的混凝土的应变值要小，含有聚丙烯纤维的混凝土能够非常有效地增加混凝土的拉伸强度，拉伸强度能够增加1.5～2倍；（2）可以提高混凝土的韧性。
当遭遇弯折或者拉伸破坏时，普通混凝土出现的断裂是脆性的，当普通混凝土出现裂缝之后，其承载结构遭到破坏，大体上就已经丧失了承载能力，但含有钢纤维以及聚丙烯纤维的混凝土在出现初裂缝的较短时间内仍然具备很大的承载能力。
试验表明，含有钢纤维以及聚丙烯纤维的混凝土与普通混凝土相比，韧度指数也能够增加15～17%。
4 实验研究结论
研究证明含有钢纤维以及聚丙烯纤维的混凝土的抗破碎性变强，当受压破坏之后，普通混凝土形状大部分呈现出断裂状，但聚丙烯混凝土仍然具备一定的整体结构，具有很大的承载能力。
参考文献
[1]尹正刚，王坚.聚丙烯纤维增强水泥基材料性能技术应用及研究的现状[J].建筑材料，2013（10）：43-44.
[2]王乾，倪嵩陟，戴瑞.喷射钢-聚丙烯复合纤维混凝土剪切性能试验研究[J].理论与算法，2015（18）：46-47.
[3]桑普天，庞建勇，闾沛.喷射聚丙烯纤维混凝土在矿业工程中的应用[J].混凝土与水泥制品，2011（8）：38-41.。