纤维混凝土力学性能试验研究

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纤维混凝土是将一定掺量、一定长度的纤维加入到混凝土中而形成的多功能新型复合材料。纤维主要起着阻裂、增强和增韧的作用,能够缓解混凝土中的拉伸应力,阻止裂缝的出现,提高基体的变形能力。但有时单一纤维的增强增韧作用有限,为获得需要的纤维混凝土特性或者控制成本的需要,可将两种或两种以上纤维混合使用。基于现有纤维混凝土的研究成果,本文在理论分析的基础上进行了试验研究,在C30和C40普通混凝土中分别加入有机合成纤维和无机纤维配制纤维混凝土。并进行了基本力学性能方面的试验研究。有机合成纤维采用聚丙纤维(Polypropylene fibre,以下简称PF),无机纤维采用碳纤维(Carbon fiber,以下简称CF)。在单一纤维混凝土试验基础上,对聚丙烯纤维和碳纤维混杂纤维混凝土的力学性能进行试验。本文的主要内容有:
  (1)通过单一聚丙烯纤维混凝土试块的抗压试验、劈裂抗拉强度试验、弯曲试验,研究聚丙烯纤维长度、掺量对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的作用规律。
  (2)通过单一碳纤维混凝土试块的抗压试验、劈裂抗拉强度试验、弯曲试验,研究碳纤维长度、体积率对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的作用规律。
  (3)对混杂纤维混凝土的抗压性能、劈拉性能、弯曲性能进行了试验研究,研究表明,混杂纤维混凝土的抗压强度基本同普通混凝土的抗压强度;混杂纤维混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度优于单一聚丙烯纤维混凝土、碳纤维混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度,表现出正混杂效应。
  (4)综合考虑各试验结果,长度9mm、掺量0.9kg/m3聚丙烯纤维与长度10mm、体积率0.2%碳纤维的混杂方式具有相对较好的力学性能,可以代替体积率为0.4%的碳纤维,从而降低纤维混凝土的成本。
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