聚丙烯粗合成纤维混凝土力学性能及其增强机理研究

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发布时间：2021-09-27

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聚丙烯粗合成纤维混凝土力学性能及其增强机理研究
邵运达。李建辉，郭鸿 ’
(1．中央广播电视大学，北京 100031；2．中国建筑科学研究院，北京 100013)
摘要：试验研究了聚丙烯粗合成纤维混凝土弯曲强度、弯曲韧性、弯曲冲击和疲劳特性，并与钢纤维混凝土进行了对比，分析了粗合
成纤维掺量对力学性能的影响规律，探讨了粗合成纤维混凝土的增强机理。结果表明：当纤维掺量为 9~13 keCm 时，聚丙烯粗合成纤维混
凝土相对剩余强度为 49％ 66％；冲击韧性、疲劳寿命相比基准混凝土分别提高了 1．25～6．76倍、100％~389％，表明聚丙烯粗合成纤维可显
著改善混凝土的力学性能。
关键词：粗合成纤维；聚丙烯；韧性；冲击；疲劳性能；混凝土
中图分类号： TU528．572 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)04—0052—03
Research 011 mechanical properties and strengthening mechanism of
polypropylene synthetic macro-fiber reinforced concrete
SI-LAO Yu．一daI LIJian-hui ．GUO Hong
(1．TheOpenUniversityofChina，Beijing10003 1，China；2．ChinaAcademyofBuildingResearch，Bering100013，China)
Abstract： Flexural strength，flexum l toughness，flexural impact and flexural fatigue behaviors ofpolypropylene synthetic macro—fiber reinforced
concrete are researched experimentally．Th e effects of fiber content on m echanical properties are analyzed，and the strengthening mechanism of
polypropylene syn thetic m acro—fiber is discussed．The results show that when fiber content is 9-13 kg／m3 relative residual strength ofpolypropylene
syn th etic macro—fiber reinforced concrete is 49％～66％．im pact toughness an d fatigu e lift ale 1．25-~6．76 tim es an d 1O0％ -389％ larger than that of
plain concrete respectively，which indicates that the polypropylene syn thetic m acro—fiber Can improve significantly the mechanical prope~ies．
Key w ords： syn thetic m acro—fiber；polypropylen e；toughnes s；impact；fatigue life；concrete
0 引言
粗合成纤维 (直径大于 0．1 Inm称为粗合成纤维【l】具有无腐
蚀、易分散、造价低、显著提高混凝土的韧性、抗冲击、抗疲劳和
抗拉性能等一系列优点，显著改善了钢纤维的缺点，因此，在工
程领域得到逐步广泛的应用【l-3]。
试验研究了聚丙烯粗合成纤维混凝土的弯曲强度、弯曲韧
性、弯曲冲击和弯曲疲劳性能，并与钢纤维混凝土进行了对比
分析，研究表明：聚丙烯粗合成纤维可以显著改善混凝土的力
学性能，其弯曲韧性、弯曲冲击和弯凸疲劳性能显著优于钢纤
维混凝土。
1 试验研究方法
1．1 纤维材性
聚丙烯粗合成纤维是聚丙烯与聚乙烯的复合体，表面为压
痕波浪形；钢纤维为两端带弯钩的哑铃型纤维。两种纤维均属于
粗纤维。纤维材性详见表 1。
表 1 纤维材性
收稿日期：2011-10-20
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1．2 混凝土配合比
混凝土配合比为：水 170kg／m3，水泥360kg／m3,砂 647kg／m ，
石灰岩人工碎石(粒径 5~20 mln)1 100 1w,／m3。水泥为 P·O 32．5
级水泥。
表 2中 C为基准混凝土、DC为聚丙烯粗合成纤维混凝土、
SC为钢纤维混凝土。纤维混凝土名称后面的数字指纤维的质
量掺量，如 DC9指聚丙烯粗合成纤维的掺量为 9 kg／m3。
表 2 纤维掺量及几何特征
1．3 试件
混凝土弯曲强度、疲劳性能采用 150 mmxl50 mmx550 mm
的试件，各种配合比至少完成 3个静载弯曲强度试件，每 1种应力
水平(疲劳荷载与静载弯曲强度的比值)完成2~3个疲劳试件。弯曲
韧性、弯曲冲击的试件采用 100mmxl00mmx400mm模具浇筑。
试件浇筑 24h后脱模，在标准养护室养护 28 d，试验前 7h
从养护室取出晾干。