混杂纤维混凝土力学性能的试验研究

摘要

混杂纤维混凝土（简称HFRC）是将两种或两种以上的纤维同时掺入混凝土中组成的多相复合材料，利用不同纤维的特性针对性的改善混凝土的性能。相比单掺纤维混凝土，混杂纤维利用了不同纤维的性能，使其在各个受荷阶段发挥作用来改善混凝土的性能，发挥不同纤维在混凝土中互补作用。纤维混杂还可以在改善混凝土性能的情况下，减少纤维用量，降低工程造价。纤维混杂有时也会降低混凝土的某些力学强度，即“负混杂效应”。全面系统地对混杂纤维混凝土的力学性能进行试验研究，显得尤为必要。
　　本文选用几种常见弹性模量较大的纤维（钢纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维）和低弹性模量纤维（聚丙烯纤维和网状聚丙烯纤维）混杂掺入混凝土中，对其立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量、泊松比、抗折强度、劈裂抗拉强度和抗剪强度进行试验研究，得出：
　　1、混杂钢纤维-网状聚丙烯纤维混凝土力学性能表现较优，立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和抗剪强度分别比素混凝土提高了2.8％、3.9%、26.5%、27.7%、24.7%。
　　2、单掺5.3kg/m3（体积掺配率0.2%）玄武岩纤维或玄武岩纤维与聚丙烯纤维（单丝或网状）混杂对混凝土力学性能影响不大。
　　3、聚乙烯醇纤维与聚丙烯纤维混杂表现出负混杂效应，劈裂抗拉强度和抗折强度分别较单掺聚乙烯醇纤维混凝土降低了17.8%、12.9%。混杂聚乙烯醇纤维-网状聚丙烯纤维混凝土力学性能则均有不同程度的提高，立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和抗剪强度分别比素混凝土提高了3.2%、3.3%、5.9%、6.1%、0.3%。
　　4、纤维单掺和纤维混杂都会改善混凝土破坏时的整体性，并且钢纤维和网状聚丙烯纤维往往被拔出，聚丙烯纤维大都横跨混凝土破坏面。
　　5、聚丙烯纤维和网状聚丙烯纤维分别与高模量纤维混杂对混凝土力学性能的影响并不一致。如钢纤维与聚丙烯纤维混杂后，混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度分别提高了6.4%、3.7%，而钢纤维与网状聚丙烯纤维混杂后，混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度分别提高了2.8%、26.5%。
　　6、混杂纤维和单掺纤维对混凝土弹性模量和泊松比的影响较小。不同纤维掺入后，弹性模量和泊松比的最大变化量分别为3.6%和4.9%。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 纤维混凝土的研究概况

1.3 混杂纤维混凝土的研究现状

1.4 本文的主要研究内容

2 纤维增强混凝土理论

2.1 纤维的应力分布

2.2 纤维复合理论

2.3 纤维间距理论

3 试验概况

3.1 试验原材料

3.2 试验配合比设计

3.3 纤维混凝土拌合物和易性

3.4 试件制作及养护

4 混杂纤维混凝土的基本力学性能

4.1 立方体抗压强度

4.2 轴心抗压强度

4.3 静力受压弹性模量、泊松比试验

4.4 劈裂抗拉强度

4.5 抗折强度

4.6 抗剪强度

4.7 小结

5 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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