改性聚丙烯纤维对混凝土力学性质的影响

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发布时间：2021-09-12

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改性聚丙烯纤维对混凝土力学性质的影响
侍亮
(永贵能源有限公司五凤煤业，贵州毕节55 17~)
摘要：采用实验室测试的方法研究改性聚丙烯纤维对混凝土力学性质的影响。主要得到以
下结论：① 改性聚丙烯(粗)纤维随着纤维掺量(0．4％～0．8％)的增加，混凝土的强度和韧性
都得到提高，但是当掺量超过0．8％后，抗折强度反而出现负增长。② 改性聚丙烯(粗)纤维的
掺量达到0．8％时，纤维混凝土抗折强度是素混凝土的1．304倍；改性聚丙烯(粗)纤维直径比
普通聚丙烯单丝增大了1O倍以上，弹性模量提高了70％，试验证明纤维在混凝土中起到了微
筋材的作用产生有效的增强效果，但纤维掺量不宜过大，过大反而会使强度降低。③ 混凝土
韧性随着纤维掺量(0．4％～1．0％)的增大而增加，当体积掺量达到1．0％时，弯曲韧度指数田
达到最大，是素混凝土的9．9倍。
关键词：混凝土；改性聚丙烯纤维；抗压强度；弯曲韧性；弹性模量
中图分类号：TU528 文献标志码：B
随着新纤维和混凝土材料的不断出现，同时为
了满足工程界对混凝土的力学性能和耐久性的要
求，纤维混凝土在近30 a有了突飞猛进的发展，纤维
混凝土理论和应用技术得到了充分的发展n 。世界
各先进国家都十分重视高强混凝土的研究开发，并
已经取得重大进展。在实验室中，混凝土抗压强度
已可超150 MPat 。]。文献[8一l01提出钢纤维用于
增强混凝土结构，不仅仅可以阻裂和增韧，在许多场
合下钢纤维参与结构受力，而且在钢筋高强混凝土
和预应力混凝土中采用钢纤维增强和局部增强将是
很有效的；钢纤维与钢丝网混合使用，用于增强梁板
结构，会形成高强、耐冲击、耐疲劳和高延性的结构。
改性聚丙烯纤维(粗)是在聚丙烯中添加改性材
料，经过一定的工序处理后，增添纤维与混凝土之间
的亲和力和握裹力。直径为0．5～1．0 mm，弹性模
量达到7．3 GPa以上。加人粗纤维的目的是加强纤
维的微筋材作用，在增韧阻裂的同时提高混凝土的
韧性。通过对试件破坏过程进行分析，混凝土破坏
时大量粗集料剪断或拉断，呈现混凝土的脆性破坏
特征。在混凝土中加人低模量(粗)纤维，不仅可以
提高混凝土的强度，而且可以提高其韧性。
1 抗压强度和抗折强度测试
改性聚丙烯纤维物理力学性能指标如表1所
列。通过对试验结果进行分析可知，聚丙烯(粗)纤
维添加到混凝土后，混凝土抗压和抗折强度均得到
改善。当改性聚丙烯(粗)纤维体积比从0．4％增大
到1．O％，混凝土的抗压强度随着纤维含量的增加
而增大；但是当体积比为1．5％时，抗压强度反而减
少3．1％。
表1 改性聚丙烯纤维物理力学性能指标
繁伸篡弹量，
soo 。 3~6．0 s
改性聚丙烯(粗)纤维掺量分别为0．4％、0．8％、
1．0％和1．5％时，混凝土抗折强度分别提高22．3％、
30．4％、一3．6％和一9．33％；当改性聚丙烯(粗)纤维
掺量为1．0％时，混凝土抗压强度达到最大，比素混
凝土提高8．6％。
纤维的阻裂功能可起到增强和增韧效果。在混
凝土中掺入一定比例的纤维后，由于纤维的阻裂性
能可以减少混凝土中的干缩、温度裂缝及塑性收缩
应力裂缝，混凝土强度得到显著提高。
改性聚丙烯(粗)纤维因表面进行了凸凹螺纹处
理，使其与混凝土基材的握裹力增加，增加了纤维被
拔出的能量的消耗，起到增强微筋材的作用。当混