玻璃纤维与聚丙烯纤维混凝土性能的对比试验.pdf

第 卷第 期水 利 水 电 科 技 进 展 年 月 0 作者简介 丁一宁 A 男 江苏南京人 教授 博士 从事纤维混凝土与喷射混凝土研究 BCD 2 7 2 6E 52D0 1 T0 0 S0 8 D0 S 0 0 O 50 0RS0 2D0 1 T1 T2 5 50 12D2 0 6 5 T0 0 D2R0 T2 5 50 D 0 0 10 8C 8 D 0 0 0 3UVWU 50 1 D0 01S0 2 0 7 450 01 1 2 2 0 5 1 2DS 0 12 0 1 0 6 5 50 1S 2 2 6 0 12 0 1 0 6 5 D 0 0 T52 0 50 0880 21 1 S0 2 5 50 0 21 2 0 2880 0 0 0 T00 50 2 8 0 01 1 0112 0 1 0 6 5 8 00 15 2 I 60 50 0 7 60 2 0 8 2 0 0112 S 82 0 02 8 0 0 0 8 0R 0 12 0 1 0 6 5 1S 2 2 6 0 12 0 1 0 6 5 0112 0 1 0 6 5 8 00 15 2 I 60 由于加大了玻璃纤维 6 11 82 0 简称 P 中 X Y 的含量 既保证了 P 高抗拉 高弹性模量等特 性 又明显改善了 P 的抗碱性 使 P 具有良好的耐 久性 P 还具有优良的抗裂 耐温度湿度变化 耐 火 抗冻 等性 能 因此玻璃纤 维 混 凝 土 6 11 82 0 02 8 0 0 0 简称 P 在高温熔化 形成供给水汽由混凝土内部逸出的 通道 可以避免聚丙烯纤维混凝土 S 02 8 0 0 0 简称 WW 的性能优势 混凝土在凝结和养护过程中 其水泥胶膜内和混 凝土骨架空隙内水分不断蒸发减少 造成混凝土体积 收缩 在没有任何约束的情况下混凝土发生自由收 缩 实际工程中混凝土结构由于基础 钢筋或者相邻 部分的牵制而处于不同程度的约束状态 混凝土收缩 因受到约束会引起拉应力 况且混凝土抗拉强度不 高 因而混凝土收缩容易引起混凝土开裂 从而引起 一系列危害 K 研究减少混凝土自由收缩的方法和 措施 例如掺加纤维 对减少约束状态下混凝土收缩 引起的破坏具有一定的现实意义 因此本文设计试 验 对比了两种纤维对高性能自密实混凝土 10 8 8 D 0 0 0 简称 3UVWU 早龄 期自由收缩的影响 得到了一些有益的结论 试验概况 原材料和配合比 普通混凝土试验中采用等级为 W K GH 的普 F 水利水电科技进展 0 H MK MAKKH4 E 2 1 A B B CC 2 1 万方数据 通硅酸盐水泥 优质河砂 细度模数为 碎石 粒 径为 49 弹性模量 749 断裂伸长率 0 燃 点约 049 纤维类型抗折强度劈拉强度 A2 强度 强度 4 强度 抗压强度 其中聚丙烯纤维可提高砂浆的韧性 由玻璃纤维和聚丙烯纤维组合使用的混杂纤维砂浆劈拉强度及韧性优于玻璃纤维和聚丙烯纤维 表现出显著的正混杂效应 3 学位论文 秦路 混杂纤维混凝土性能的研究 2006 普通混凝土具有很高的抗压强度和较大的刚度 但存在凝结与硬化过程中收缩大 抗拉强度低以及在浇注初期会产生塑性收缩裂缝等缺点 其抗拉 强度仅为抗压强度的1 10 受拉极限延伸率只有0 005 0 05 随着混凝土抗压强度的大幅度提高 裂缝 干缩与脆性问题也显得更为突出 为克服 上述缺点 最有效的方法是掺加纤维 钢纤维 合成纤维等 通过纤维增强改进混凝土的性能达到应用的目的 由于钢纤维混凝土在国内外具有一定的研究成果 并且在 纤维混凝土结构规程CECS38 2004 中进行了很全面地规定与讲解 因此本文主要是通 过在混凝土中同时掺加两种纤维 即高模量的耐碱玻璃纤维 GF 和低模量的聚丙烯纤维 PP 的试验 对合成纤维在减小混凝土早期的塑性收缩裂缝 及 后期减少收缩以及提高混凝土的抗拉性能进行研究 本文采用了进行混凝土配合比设计 并掺加大量粉煤灰达到减少耐碱玻璃纤维腐蚀的目的 在此基础上 通过试验确定了两种纤维混杂时的较佳掺 量 并探讨了三种掺加方法 先掺 后掺 水掺 的优劣性 然后研究了混杂纤维对混凝土强度的混杂系数 以确定混杂效果的好坏 最后通过平板试验 比较了混杂纤维混凝土和单掺纤维混凝土及普通混凝土的早期抗开裂效果 以及通过试验测定它们的干缩值 渗透系数 目的了解混杂纤维混凝土的耐 久性能 结果表明 采用最紧密堆积理论设计混凝土配合比粉煤灰掺量能达到35 以上 混杂纤维混凝土不仅在早期抗裂方面有较好的性能 而且还能 降低混凝土的收缩率并且提高混凝土的抗拉性 4 期刊论文 贾哲 姜波 程光旭 杨晓冰 JIA Zhe JIANG Bo CHENG Guang xu YANG Xiao bing 纤维增强水泥基复合 材料研究进展 混凝土2007 8 综述了国内外不同种纤维如钢纤维 碳纤维 玻璃纤维 聚丙烯纤维以及天然植物纤维对水泥基复合材料强度 韧性 抗裂等力学性能的增强效果 分析了纤维增强水泥基复合材料的增强机理及作用 对常用的增强纤维的性能作了对比 通过对剑麻纤维增强水泥基复合材料的研究 认为将剑麻纤维应 用于水泥基复合材料前景广泛 意义重大 5 期刊论文 刘奋醒 纤维水泥基复合材料及其性能特征 新型建筑材料2003 8 介绍玻璃纤维 维纶纤维 聚丙烯纤维的特性及其在水泥基复合材料中的不同作用效果 在水泥基材料中掺入纤维 可以提高复合材料的抗冲击强度 及抗开裂能力 减少裂纹的数量及长度 并能在减少长度的情况下 使裂纹宽度变得更细 6 期刊论文 周栋梁 潘志华 纤维混杂添加对水泥基材料的增强作用 广东建材2009 25 10 本文研究了添加不同种纤维后对水泥混凝土材料产生的混杂增强效应 结果表明 不同弹性模量的纤维在水泥材料中会发生互补效应 说明混杂纤维是 实现高性能水泥基复合材料的有效途径 7 期刊论文 刘君杰 王建坤 纤维增强混凝土的应用现状 天津纺织科技2003 41 4 本文论述了纤维增强混凝土对改善混凝土固有脆性等缺点的作用 原理 以及纤维增强混凝土所用材料的特点 优势 应用领域和影响其性能的各种 因素 主要讨论了炭纤维 玻璃纤维 聚丙烯纤维 再生地毯纤维等增强混凝土的应用和特点 8 期刊论文 董宏杰 程建霞 刘津明 纤维增强混凝土及施工注意事项 山西建筑2010 36 14 指出随着社会 经济的发展 建筑物的使用要求的不断提高 多种特种混凝土相继出现 介绍了几种纤维混凝土 以及在施工中的注意事项 以期对纤维 混凝土施工质量 施工中的安全起到作用 9 期刊论文 毕巧巍 杨兆鹏 汪辉 BI Qiao wei YANG Zhao peng WANG Hui 玻璃纤维与聚丙烯纤维混杂掺入活性粉 末混凝土的力学性能 低温建筑技术2009 31 5 为了改善活性粉末混凝土的力学性能 采用了在活性粉末混凝土中混合掺加两种纤维的方法 即中等模量的耐碱玻璃纤维和低模量的聚丙烯纤维 本文 通过两种纤维掺量的改变 研究二者混杂对活性粉末混凝土抗压强度 抗折强度力学性能的影响 从试验结果可以看出 两种纤维混杂后活性粉末混凝土的 力学性能能够得到一定程度的改善 10 学位论文 杨楠 玻璃纤维及混杂纤维高性能混凝土的试验研究 2005 本文主要参照国际试验标准 对高耐碱玻璃纤维和混杂纤维高性能混凝土进行了工作性能和力学性能的试验研究 首先 综述了高性能混凝土 尤 其是纤维高性能混凝土的性能优势及发展应用概况 并对国内外玻璃纤维混凝土 GRC 的研究应用进行了总结 为拓展玻璃纤维混凝土和混杂纤维混凝土 的应用空间 又鉴于国内外学者对纤维高性能混凝土工作性能的重视 设计了大量高耐碱玻璃纤维 ARGF H 钢纤维 SF 以及混杂纤维 SF ARGF H 的 高性能混凝土试验 对比了不同类型 不同掺量的纤维对高性能混凝土工作度 含气量以及抗压强度的影响 研究工作重点是 结合RILEM标准中的纤维 混凝土能量吸收值和等效抗弯强度评价纤维混凝土的韧性 计算断裂能以及拟和跨中位移与裂缝口扩展宽度的关系 即 和CMOD的关系 试验结果表明 纤维混杂能发挥钢纤维增韧和玻璃纤维抵抗收缩裂缝的性能优势 具有较好的混杂效应 并得出一个具有较高性价比的玻璃纤维掺 量 和CMOD线性关系良好 CMOD值与纤维类型和纤维掺量均无明显的相关性 论文还在纤维同等掺量 相近长度的条件下 对比了高耐碱玻璃纤维 和聚丙烯纤维对不同强度等级混凝土性能的影响 试验结果表明 两种纤维均能提高普通混凝土的抗压强度和劈拉强度 与聚丙烯纤维相比 玻璃纤维 对这两种强度的提高幅度更大 具有一定的性价比优势 试验结果还显示 两种纤维对高强高性能自密实混凝土 SCHPC 早龄期自由收缩的影响无明显的 区别 但均能明显改善高强混凝土的脆性破坏特征 最后 结合试验结果 分