聚乙烯纤维对超高性能混凝土性能的影响

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1、聚乙烯纤维对超高性能混凝土性能的影响／黄政宇等·111·聚乙烯纤维对超高性能混凝土性能的影响黄政宇，李操旺。，刘永强(1湖南大学土木工程学院，长沙410082；2中国人民解放军总参某部，北京100094)摘要高强高模量聚乙烯纤维(PE纤维)是一种被广泛研究应用的新型合成纤维增强材料。系统地研究了不同掺量、不同长径比的PE纤维对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响。结果表明PE纤维能显著提高混凝土的抗折强度和抗压强度，在纤维体积掺量为2的情况下，抗折强度为28MPa，抗压强度为157MPa，较素UHPC分别提高了47．3和28。l。PE纤维的掺入大大提高了混凝土的韧性，改变了混凝土脆性破坏的

2、形态，表现为多缝开裂，荷载一挠度全曲线表现为位移硬化。关键词聚乙烯纤维超高性能混凝土强度流动性韧性中图分类号：TU528文献标识码：ADOI：10．11896／j．issn．1005—023X．2014．20．027TheEffectsofPolyethyleneFiberonthePropertiesofUHPCHUANGZhengyu，LICaowang，LIUYongqiang(1CollegeofCivilEngineering，HunanUniversity，Changsha410082；2DepartmentofGeneralStaffHeadquartersofthePIA，

3、Beijing100094)AbstractPolyethylenefiberisanewsyntheticfiber，whichiswidelystudiedandapplied．PEfiberhashighstrengthandelasticmodulus．TheinfluenceofdifferentcontentsandaspectratioofPEfiberonultra-highperformanceconcrete(UHPC)wasstudied．TheresultsshowedthatPEfibercansignificantlyimprovetheflexuralandc

4、ompressivestrengthofUHPC．Inthevolumecontentof2，theflexuralstrengthis28MPaandcompressivestrengthis157MPa，increasedby47．3and28．1comparedwithnoPEfiber．PEfibercangreatlyimprovethetoughnessofUH—PC，changingtheformofbrittlefractureandemergingmultiplecrackings．Theload-deflectioncurvesshowsthestrainhardeni

5、ng．Keywordspolyethylenefiber，ultra-highperformanceconcrete，strength，fluidity，toughness题，整体上表现为掺入纤维混凝土韧性有一定程度的增加，0引言极限抗压强度和抗折强度提高较少，纤维掺量对抗折强度和超高性能混凝土(Ultrahighperformanceconcrete，UH—抗压强度影响不明显等_8。本实验采用剔除粗骨料的超PC)具有超高强度和优异耐久性l1]，目前已经成为水泥基复高性能混凝土作为基体，通过降低水胶比、掺入矿物掺合料合材料发展的重要方向。超高性能混凝土是通过提高组分等对基体进行改善，并径9

6、0℃热水养护，增强纤维和基体的的活性与细度，去除普通混凝土中的粗骨料，仅保留粒径小粘结，从而显著地改善了混凝土的韧性，大幅度地提高了混于1mm的细骨料，减少材料内部缺陷，优化界面及微观结凝土的极限抗折强度和抗压强度。构，同时采用热水养护、蒸汽养护等养护制度促进体系内的1实验化学反应，以获得高强度、高耐久性[2]。但UHPC仍然是一种脆性材料，在UHPC中掺人纤维，可以显著提高混凝土的1．1原材料韧性和延性¨3]。近年来，具有高强度、高韧性、良好工作性能水泥：“南方牌”P．O42．5普通硅酸盐水泥；硅灰：山西忻和自然条件成型的超高性能纤维增强混凝土得到了广泛的州铁合金有限公司生产，灰白色粉末

7、，平均粒径为88nm，比应用[4]。目前，国外对各种新型纤维增强UHPC研究较多，表面积为18500m／g；粉煤灰：长沙德比粉煤灰工程有限公其性能与纤维的掺量、弹性模量、断裂强度等力学性能及纤司生产，灰色粉末；石英粉：长沙环宇石英砂有限公司生产，维表面特性有直接关系[5；国内对聚丙烯纤维、玻璃纤维、325目，平均粒径为50p．m，密度为2．626g／cm。；超活性矿渣玄武岩纤维在普通混凝土中的应用有一定的研究，但因普通粉