摘要：通過理論分析和試驗研究，認為聚丙烯纖維通過以下四種效應對混凝土的性能產生影響，增稠效應、阻裂效應、界麵效應、荷截傳遞效應。增稠效應能減少混凝土的離析、泌mi水shui，但dan增zeng加jia密mi實shi的de難nan度du。阻zu裂lie效xiao應ying能neng有you效xiao阻zu止zhi混hun凝ning土tu發fa生sheng塑su性xing開kai裂lie，提ti高gao硬ying化hua後hou混hun凝ning土tu介jie質zhi的de連lian續xu性xing，增zeng強qiang了le混hun凝ning土tu的de抗kang動dong載zai能neng力li。界jie麵mian效xiao應ying對dui混hun凝ning土tu的de抗kang折zhe強qiang度du不bu利li，但dan可ke通tong過guo摻chan入ru粉fen煤mei灰hui等deng活huo性xing混hun合he材cai料liao加jia以yi改gai善shan。荷he載zai傳chuan遞di效xiao應ying能neng提ti高gao混hun凝ning土tu裂lie後hou的de韌ren性xing。
關鍵詞：聚丙烯纖維 混凝土 效應分析力學特性
一、前言
聚丙烯纖維是一種新型的混凝土防裂纖維，也被稱為“次要增強筋”，主要功能是抑製混凝土的塑性裂縫的產生，目前市場上常見的幾種聚丙烯纖維的物理性能指標見表1。
品名 密度(kg/m3) 長度(mm) 類型 抗酸堿性 抗拉強度(Mpa) 直徑μm 伸長率 彈模(Gpa)
A 0.91 12 束狀單絲 強 － 20 28％ 3.5
B 0.91 19 束狀單絲 強 276 40 15％ 3.8
C 0.91 19 束狀單絲 強 560－770 100 － 3.5
根據複合材料理論分析和試驗結果均證實，聚丙烯纖維較低的彈性模量（3.5Gpa）左右，僅為普通混凝土彈性模量的1/10，和在混凝土中較小的摻量（體積率為0.05-02%）bingbunengshiyinghuahunningtudeqiangduyoumingxiantigao，qiezaipohuaiguochengzhongyebunengxianshichuzuoweixianweizengqiangxingfuhecailiaoyingjubeidepohuaitezheng，yinciyouguangongchengjishurenyuanrendingjubingxixianweijinnengtigaohunningtuzaoqidekangliexing，eryihouqideshiyongxingnengwuxianzhuyingxiang。benwentongguolilunfenxiheshiyanyanjiuhourenwei，suiranjubingxixianweidechanliangjiaodi，danyouyuxianweidexidugao（平均纖維直徑為20μm－100μm），以常用的每立方米混凝土0.9kg的纖維摻量就可獲得700－3000萬根的纖維根數。如此高的纖維數量除了在混凝土中具有顯著的阻裂效應，其增稠效應、界jie麵mian效xiao應ying和he荷he載zai傳chuan遞di效xiao應ying也ye將jiang對dui混hun凝ning土tu的de性xing能neng產chan生sheng不bu可ke忽hu視shi的de影ying響xiang。本ben文wen將jiang從cong聚ju丙bing烯xi纖xian維wei在zai混hun凝ning土tu中zhong的de上shang述shu幾ji點dian效xiao應ying入ru手shou，分fen析xi聚ju丙bing烯xi纖xian維wei混hun凝ning土tu的de性xing能neng。
二、聚丙烯纖維的增稠效應
稠度是指新拌混凝土軟硬稀程度，是混凝土一項重要的工作性指標。增大新拌混凝土的稠度才能減少混凝土離析、泌mi水shui，但dan也ye增zeng大da了le混hun凝ning土tu振zhen排pai氣qi密mi實shi的de難nan度du，需xu加jia強qiang振zhen動dong才cai能neng保bao證zheng混hun凝ning土tu密mi實shi。本ben文wen測ce試shi了le聚ju丙bing烯xi纖xian維wei摻chan入ru後hou對dui新xin拌ban混hun凝ning土tu維wei勃bo稠chou度du的de影ying響xiang，試shi驗yan結jie果guo見jian表biao2。
纖維品種 基準 C品牌 C品牌 A品牌
纖維摻量(kg/m3) 0 0.9 1.8 0.7
體積率(Vf) 0 0.1% 0.2% 0.077%
維勃稠度 5.8 9.1 11.5 9.6
由表2可見：摻入聚丙烯纖維後，新拌混凝土的維勃稠度（經振動達到表麵液化所需時間）提高，並隨纖維摻量增大而顯著。由於聚丙纖維的增稠效應使混凝土振動密實的難度增大，應對硬化後混凝土的強度有所影響。表3為不同成型振動時間下聚丙烯纖維混凝土標準養護28天齡期抗折強度的測試結果。（試件尺寸100×100×400m）。
試驗編號 纖維品種 纖維摻量(kg/m3) 纖維體積率(%) 振動時間(s) 抗折強度(Mpa)
Con.-1 - 0 0 20 8.32
Con.-2 - 0 0 40 8.50
FM1-1 C品牌 0.9 0.1 20 7.76
FM1-2 C品牌 0.9 0.1 40 8.31
FM2－1 C品牌 1.8 0.2 20 7.73
FM2-2 C品牌 1.8 0.2 40 7.73
FM2-3 C品牌 1.8 0.2 60 8.36
CF1-1 A品牌 0.7 0.077 20 7.70
CF1-2 A品牌 0.7 0.077 40 8.26
由表3可見：同樣在成型時振動20s，聚丙烯纖維摻入會使混凝土的強度有所下降。當延長振動時間至40s時，基準混凝土強度有所提高，但不明顯(2%)，纖維摻量相對較低的FM1和CF1係列的抗折強度增長明顯，增幅達7%。強度和基準混凝土的強度值接近，而M2係列強度仍未增長。繼續延長振動時間至60s，FM2的強度有明顯提高，增長率也為7%左右，強度值和基準混凝土的接近。
shangshushiyanjieguoheweibochoududeceshijieguojuyoujiaohaodexiangguanxing，biaomingjubingxixianweidezengchouxiaoyingshicunzaide，bingqiebuliyuhunningtudezhendongmishi，bingzuizhongtigaohunningtudeqiangdu。weixiaochuzengchouxiaoyingduihunningtuqiangdudebuliyingxiang，yingsuixianweichanliangdezengdashidangyanchangxinbanhunningtudezhendongshijian。
三、聚丙烯纖維的阻裂效應
聚丙烯纖維的阻裂效應是指對混凝土早期塑性開裂的抑製作用，也是聚丙烯纖維最為主要的效應。纖維阻止混凝土發生不規則、無wu取qu向xiang性xing的de塑su性xing開kai裂lie的de能neng力li和he中zhong纖xian維wei的de間jian距ju有you關guan，對dui於yu不bu同tong品pin種zhong的de纖xian維wei這zhe種zhong能neng力li則ze體ti現xian在zai纖xian維wei的de細xi度du上shang。宏hong觀guan上shang理li解jie聚ju丙bing烯xi纖xian維wei的de阻zu裂lie效xiao應ying，可ke以yi將jiang其qi看kan成cheng是shi纖xian維wei對dui塑su性xing期qi混hun凝ning土tu的de增zeng強qiang作zuo用yong，這zhe種zhong增zeng強qiang作zuo用yong的de有you效xiao性xing主zhu要yao和he纖xian維wei在zai混hun凝ning土tu中zhong的de分fen散san程cheng度du有you關guan，即ji纖xian維wei越yue細xi，纖xian維wei間jian距ju越yue小xiao，增zeng強qiang作zuo用yong越yue有you效xiao，百bai由you於yu塑su性xing期qi混hun凝ning土tu自zi身shen尚shang無wu強qiang度du，常chang用yong的de纖xian維wei抗kang拉la強qiang度du、長徑比、彈性模量等性能參數均不和纖維在混凝土中阻裂效應的強弱有關。
試驗編號 Con. FM1 FM2 CF1 DF1 SF1
纖維品種 － C品牌 C品牌 A品牌 B品牌 鋼纖維
纖維摻量(kg/m3) 0 0.9 1.8 0.9 0.9 50
塑性裂縫寬度 1.084 |