钢-聚丙烯混杂纤维混凝土基本力学性能综述.pdf

《钢-聚丙烯混杂纤维混凝土基本力学性能综述.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、钢一聚丙烯混杂纤维混凝土基本力学性能综述郭靳时，云佳琪(吉林建筑大学土木工程学院，吉林长春130118)摘要：钢一聚丙烯混杂纤维混凝土(SPFRC)以其在提高强度、抗裂、抗劈裂和提高韧性方面的优异的力学性能而被大家了解。近年来，由于人4J'1对建筑多样化的要求，对于SPFRC的研究也越来越多地被开展起来。而其中大多数也是关于基本力学性能的研究。已有的研究结果显示，SPFRC的力学性能在某些程度上会随着纤维体积率的增加而增加。对于该混凝土的破坏方式和抗劈裂方面也有研究，但现阶段对于该混凝土的各方面研究仍处于不系统、不完善的阶段。对于多种因素

2、作用下的SPFRC的耐久性模型还需要更进一步探讨和研究。关键词：钢一聚丙烯混杂纤维；混凝土；混杂效应；力学性能；立方体抗压强度；劈裂强度中图分类号：TU528文献标志码：A文章编号：1672—4011(2016)04—0001—02DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2016．04．00l0前言自硅酸盐水泥的发明(1824年)开始，人类运用混凝土距今约有190多年的历史。在这190多年的发展和运用的过程中，混凝土对于人类文明的发展与建设起到了功不可没的作用。时至今日，混凝土以它的施工与成型方便、耐久性高等优点，成为当

3、今建筑行业使用最为普遍且应用率最高的建筑材料。但同时，混凝土也存在抗拉强度低、自重大、易产生裂缝、延性和抗渗性差等缺点。为了满足当今建筑结构的多样化和功能化需求，人们对于建筑材料的力学性能和耐久性能也提出了更高的要求。然而，混凝土是一种非均质、多向的材料，定向地加入一种纤维，只能优化它的一方面性能。研究人员开始把眼光放在了两种或多种混杂纤维混凝土上，因而混杂纤维混凝土(HFRC)便应运而生了。HFRC是指将两种或两种以上的纤维均匀地掺入到混凝土中，使其在混凝土中不仅能发挥多种纤维的优点，而且又能协同工作，以便于达到提高混凝土的多种力学性能

4、的一种新型复合建筑材料。依据复合材料理论⋯，HFRC在很大程度上填补了单一混凝土的不足，在混凝土的各种结构层次和各种性能层次上，发生“超叠加效应”，使得纤维的尺寸效应和机能效应充分发挥、协同工作和互相增补。一方面弥补了金属纤维造价高、自重大的缺点，另一方面使各纤维与混凝土之间协同工作，充分发挥各自的作用，以达到提高混凝土各方面性能的目的。而目前在实际工程中应用最多的混杂纤维混凝土就是钢一聚丙烯混杂纤维混凝土。钢纤维的弹性模量较高，能够有效且直接地提高混凝土的强度。聚丙烯纤维是无机纤维，它的弹性模量较低，能够有效地使混凝土的开裂程度降低和提

5、高韧度。有研究表明，钢一聚丙烯混杂纤维混凝土具有优良的耐久性能、强度和抗裂性能悼。4J。而SPFRC在力学性能和耐久性能上作者简介：郭靳时(1963一)，女，吉林长春人，教授，硕士，主要研究方向：混凝土结构与抗震性能研究。的突出优点，使得它在路桥、大跨度结构、大型隧道、机场跑道等重大工程中有着广泛的应用前景。本文对于国内外SPFRC的基本力学性能进行了系统地综述，同时进行了进一步地展望。1SPFRC的研究近况国外关于HFRC的研究开始于20世纪70年代，Walton等¨1在1975年开展有机纤维和无机纤维配合共同提高机体的抗拉性和抗冲击性

6、能的研究。1982年，Kobayashi等∞1通过探究SPFRC的弯曲性能，并在文中首次提出了“混杂”的英文名称“Hybrid”一词。他的试验结果表明：HFRC较普通钢纤维混凝土在峰值后性能改善更为明显。我国对于HFRC的研究开始较晚，直至21世纪初，对于HFRC的研究的开展才渐渐地多了起来。事实上，目前国内外对于HFRC的研究仍然较少，我国最新版本的CECS38：2004(纤维混凝土结构技术规程》虽然补充了合成纤维混凝土施工和检测的内容，但对于HFRC的内容并未涉及。2HFRC增强机理研究目前，国内外关于解释HFRC的增强机理的理论模型

7、共有两种。2．1复合材料力学理论该理论是创立在复合材料力学中的混合律法则基础之上的，该理论认为混合复合材料的弹性模量以及各种力学性能是该材料内部各组分之间的性能的弹性叠加。该理论详细论述了混合复合材料可能会出现的“混杂效应”。论述了纤维对于纤维混凝土的增强效果与纤维的连续性、分布方向与是否分布均匀之间的联系。按照复合材料力学基本原理可知，混杂复合材料有可能出现混杂效应(HybriaEffects)，如果几种材料通过复合出现单一材料从未出现过的性能，并且对材料自身性能的提高有益，那么就称此效应为正混杂效应，反之出现之前材料并未出现过的缺陷，

8、则成为负混杂效应。华渊。71也对HFRC的混杂效应进行了研究和探讨。通过定义混杂系数以及对抗压、抗弯和抗拉强度混杂系数的计算来分析纤维正、负混杂效应与纤维的体积率和体积分数之间的定量关系。该混