混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料斷裂性能研究.pdf

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1、2016年第5期混凝土與水泥制品2016No.55月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSMay混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料斷裂性能研究黃慶康,孫巍巍,董浩林,付金鑫,馮志豪（南京理工大學(xué)土木工程系，210094）摘要：為了研究纖維對(duì)混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱：混雜FRCC)斷裂性能的影響,進(jìn)行了缺口梁的三點(diǎn)彎曲對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,纖維的摻入可大幅度提升水泥基材的斷裂能和斷裂韌度；纖維比例對(duì)混雜FRCC的斷裂能與斷裂韌度有顯著影響；在2.0%纖維總體積率條件下,SE-FRCC的斷裂性能優(yōu)于混雜FRCC；對(duì)混雜FRCC斷裂性能的提升：PVA纖維

2、纖維。關(guān)鍵詞：混雜FRCC；纖維比例；纖維類型；斷裂性能Abstract:Inordertostudytheinfluenceoffiberonthefracturepropertiesofhybridfiberreinforcedcementitiouscompositematerials,theexperimentofthreepointbendingtestfordapped-endbeamwasconduct.Theresultsindicatethat,thefractureenergyandfracturetoughnessofcementitiousmaterialscan

3、beremarkablyimprovedbyaddingfiber;fiberproportionhasasignificanteffectsonthefractureenergyandfracturetoughnessofhybrid-FRCC;underthecondi-tionof2%fibervolumeratio,thefracturepropertiesofSE-FRCCissuperiortothoseofHybrid-FRCC;thatofFRCCisimproved:PVAfiber約PPfiber約SEfiber.Keywords:Hybrid-FRCC;Fiberp

4、roportion;Fibertypes;Fractureproperties中圖分類號(hào)：TU528.572文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4637(2016)05-49-040前言能的影響，可為以后混雜FRCC斷裂性能的研究提纖維混凝土由于具有較高的強(qiáng)度、力學(xué)性能穩(wěn)供一定的理論依據(jù)。[1-3]定等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于市政、橋梁、海洋、地下、1試驗(yàn)概況道路、水利及軍事防護(hù)等工程，在我國(guó)城市化建設(shè)1.1原材料進(jìn)程中發(fā)揮了不可替代的重要作用。然而，我國(guó)大水泥：P?O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，其性能符[11]規(guī)模的基礎(chǔ)工程建設(shè)為其發(fā)展帶來機(jī)遇的同時(shí)也合GB175―2007《通用硅酸鹽水泥》要求

5、。帶來了挑戰(zhàn)：一方面，目前針對(duì)FRCC的研究方式較粉煤灰：南京某電廠生產(chǎn)的玉級(jí)粉煤灰，其性[4-7]單一，對(duì)混雜FRCC斷裂性能的研究較少；另一方能符合GB/T1596―2005《用于水泥和混凝土中的[12]面，隨著我國(guó)大規(guī)模工程建設(shè)的不斷推進(jìn)，超高層、粉煤灰》要求。超大體積以及超大跨徑等新型混凝土結(jié)構(gòu)不斷出石英砂：中粗石英砂，細(xì)度模數(shù)為2.8，粒徑為現(xiàn)，對(duì)水泥基材料的性能和功能提出了新的、更高0.3~1.0mm。[8-9]的要求。此外，基于斷裂力學(xué)，材料的斷裂能和斷減水劑：采用DC-WR2聚羧酸高性能減水劑。裂韌度是衡量材料斷裂性能的重要指標(biāo)，是描述材纖維：SE纖維采用超細(xì)、高強(qiáng)SE纖

6、維，見圖1料對(duì)裂紋擴(kuò)展阻力大小的參數(shù)，它們的大小標(biāo)志著（a）；合成纖維采用聚丙烯纖維（PP），見圖1（b）和聚[10]材料裂紋擴(kuò)展的難易程度。因此，本文通過缺口梁乙烯醇抗裂纖維（PVA），見圖1（c）。三種纖維的物的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，研究了纖維對(duì)混雜FRCC斷裂性理力學(xué)參數(shù)見表1。表1纖維的物理力學(xué)性能參數(shù)纖維類型長(zhǎng)度/mm直徑/滋m密度/（g/cm3）抗拉強(qiáng)度/MPa彈性模量/GPa斷裂伸長(zhǎng)率/%SE纖維12~142207.8528502003.5~4.0PP纖維1915~450.9127034.0~9.0PVA纖維1215~401.3010008臆401.2試驗(yàn)配合比基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科

7、學(xué)基金（51308297、51578289）；南京理工大學(xué)本科生科研訓(xùn)練立項(xiàng)資助。根據(jù)混雜FRCC斷裂性能對(duì)比試驗(yàn)要求，依據(jù)-49-2016年第5期混凝土與水泥制品總第241期表2缺口梁三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)配合比SE纖維PP纖維PVA纖系列編號(hào)數(shù)量體積率體積率維體積/%/%率/%PC3---S2.032.00--玉P2.03-2.00-（a）SE纖維（b）PP纖維（c）PVA纖維A2.03--2.00圖1三種纖維的外觀形貌S0.5P1.53