混杂纤维混凝土高温性能研究
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混杂纤维混凝土力学性能研究
相 比， 具 有耐腐 蚀 性 、 易分 散 、 易 施 工 及 其 对 拌合 设
多方 面 尚有 待进 一步 系统地 探讨 ， 诸 如各 组分 性 质 、 掺量 、 混杂 比例 、 复合材 料各 组分 间 的关 系及其 对 混
凝土强 度 、 耐久性 、 工作 性 的影 响等 。
备无 损 伤等特 点 ； 同样 可改善 混凝 土抗 拉强 度低 、 性 脆、 极 限延伸 率低 等缺 陷 ， 并 能提高 混凝 土耐 火 性能 等 。特别 是在 腐 蚀 环境 条 件 下 ， 并 在 力 学 性 能 满足 设计 要 求时 ， 仿 钢 纤维 可完全 替代 钢纤 维 ， 且 能 提 高
裂性 大 、 弹性模 量 高 的纤 维材 料 组 合 而成 的 复合 材
互补 、 工艺互 补 、 经 济互 补 的协 同效 应 ， 以期 产 生性 能可靠 、 经 济和 社 会 效益 均 较 理 想 的 复合 材料 。一
般而言 ， 高 弹纤维 增强增 韧效 果虽 然很 好 ， 但 价格 相
料， 因其 可提 高基体 的抗 拉强 度 ， 阻止基 材 中原 有缺
混凝 土 的耐久 性 能 。
１ 试验原材料及配合 比
１ ． １ 普通 混凝 土试验原 材 料及配 合 比
（ １ ） 试 验原材 料 水泥 ： 焦 作 坚 固牌 Ｐ・ ０ ４ ２ ． ５级 普 通 硅 酸 盐 水 泥； 粗 集料 ： 碎石 ， 粒 径 为 ５～１ ６ ｍ ｍ； 细集 料 ： 中粗 河 砂， 细 度模 数 为 ２ ． ６ ５ ； 减水剂 ： 早强高效减水剂 ， 掺 量为水 泥 用 量 的 １ ． ２ ％； 纤维 ： 钢纤维、 仿 钢纤 维 与
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ － ０ ６ ＜ ） ４ 基金项 目：国家 自然科 学基金项 目 （ ４ １ １ ７ ２ ３ １ ７ ）；深部矿井建设省重点学科 开放实验室 开放基金 （ ２ ０ １ １ Ｋ Ｆ － ０ １ ） ；河南省教育厅 科技攻 关项 目 （ ２ ０ １ ０ Ａ ５ ６ ０ ０ １ ０） ；河南 理 工 大 学 研 究 生 创 新 基 金 （ ２ ０ １ １ － Ｍ－ ４ ７ ） 作者简介 ：李燕飞 （ １ ９ ８ ６ 一 ） ，女 ，硕士研究生 ，主要从事结构的安全性 、耐久性 、维修与加 固方面的研究。
多方 面 尚有 待进 一步 系统地 探讨 ， 诸 如各 组分 性 质 、 掺量 、 混杂 比例 、 复合材 料各 组分 间 的关 系及其 对 混
凝土强 度 、 耐久性 、 工作 性 的影 响等 。
备无 损 伤等特 点 ； 同样 可改善 混凝 土抗 拉强 度低 、 性 脆、 极 限延伸 率低 等缺 陷 ， 并 能提高 混凝 土耐 火 性能 等 。特别 是在 腐 蚀 环境 条 件 下 ， 并 在 力 学 性 能 满足 设计 要 求时 ， 仿 钢 纤维 可完全 替代 钢纤 维 ， 且 能 提 高
裂性 大 、 弹性模 量 高 的纤 维材 料 组 合 而成 的 复合 材
互补 、 工艺互 补 、 经 济互 补 的协 同效 应 ， 以期 产 生性 能可靠 、 经 济和 社 会 效益 均 较 理 想 的 复合 材料 。一
般而言 ， 高 弹纤维 增强增 韧效 果虽 然很 好 ， 但 价格 相
料， 因其 可提 高基体 的抗 拉强 度 ， 阻止基 材 中原 有缺
混凝 土 的耐久 性 能 。
１ 试验原材料及配合 比
１ ． １ 普通 混凝 土试验原 材 料及配 合 比
（ １ ） 试 验原材 料 水泥 ： 焦 作 坚 固牌 Ｐ・ ０ ４ ２ ． ５级 普 通 硅 酸 盐 水 泥； 粗 集料 ： 碎石 ， 粒 径 为 ５～１ ６ ｍ ｍ； 细集 料 ： 中粗 河 砂， 细 度模 数 为 ２ ． ６ ５ ； 减水剂 ： 早强高效减水剂 ， 掺 量为水 泥 用 量 的 １ ． ２ ％； 纤维 ： 钢纤维、 仿 钢纤 维 与
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ － ０ ６ ＜ ） ４ 基金项 目：国家 自然科 学基金项 目 （ ４ １ １ ７ ２ ３ １ ７ ）；深部矿井建设省重点学科 开放实验室 开放基金 （ ２ ０ １ １ Ｋ Ｆ － ０ １ ） ；河南省教育厅 科技攻 关项 目 （ ２ ０ １ ０ Ａ ５ ６ ０ ０ １ ０） ；河南 理 工 大 学 研 究 生 创 新 基 金 （ ２ ０ １ １ － Ｍ－ ４ ７ ） 作者简介 ：李燕飞 （ １ ９ ８ ６ 一 ） ，女 ，硕士研究生 ，主要从事结构的安全性 、耐久性 、维修与加 固方面的研究。
混杂纤维增强高性能混凝土(HFHPC)高温力学性能及微观分析
对于普通混凝土的高温力学性能和强度损失国内外许多学者已经进行了一定的研究156文献7介绍了国内外关于高强高性能混凝土高温性能的研究现状探讨了在火灾作用下高强高性能混凝高温爆裂的机理及抑制措施文献8分析了高性能混凝土在高温下的孔结构和微裂纹演化规律文献9对钢纤维混凝土高温损伤进行了研究并对其温度应力进行了模拟但上述讨论均未对混杂纤维高性能混凝土的高温力学性能进行系统的研究大多只研究了抗压强度且试验结果较离散
４０６０８０ ０ 、０ 、０ ℃高温后 的抗压 、 劈裂抗拉和抗折强度及试件烧失量 ， 采用 Ｓ Ｍ 观察高温后的混凝 土微观组织变化 。 Ｅ 结果表 明： 混杂纤维可 显著提高混凝土的常温及高温力学性能 。 在所试验温度下 的 Ｈ Ｈ Ｃ混凝土 的抗压 、 ＦＰ 劈裂抗拉和抗折强度均高于 Ｎ Ｃ混凝土 ， 且在 ４ ０℃ ０ 时， 达到最大值。 ０ ℃以后 ， Ｆ Ｐ ４０ Ｈ Ｈ Ｃ混凝土的力学性 能随着温度升高而降低 ， 但仍显著高于 同温度时 Ｎ Ｃ混凝土的强度值 ， 特别是劈 裂抗 拉强度 的提高尤为明显 ， ８０℃时 Ｈ Ｈ Ｃ混凝 土的抗压 、 至 ０ ＦＰ 劈裂抗拉 、 抗折强度分别为同温度时 Ｎ Ｃ混凝土 的 １ ４ ４ 和 １ １ 。 ． 、． ２ ５ ． 倍 ６
关键 词： 高性能混凝土 ；力学性能 ；高温 ；扫描 电镜 （Ｅ ；混杂纤维 Ｓ Ｍ） 中图分类号 ： Ｔ ２ ． ２ Ｕ５ ８ ７ ５ 文献标志码： Ａ 文章编号 ： １０ ～ ５ ０ ２ １ ） ０ ２ — ５ ０ ２ ３ ５ （ ０ ２ 叭一 ０ ４ ０
Ｈｉ ｅｍ ｐｅ ａ ｕ ｅ ｍ ｅ ａｎｃ ｏｐｅ ｔｅｓａ ｉ ｒ ｓ ｏｐｉ ａｌｓｓ ｏ ｇｈ ｔ ｒ ｔ ｒ ｃｈ ｉａｌ ｐｒ ｒｉ ｎｄ ｍ ｃ ｏ ｃ ｃａｎ ｙ ｉ ｆｈｙｂ ｉ ｆｂｅｒｒ ｉ ｏｒ ｅ ｒｄ ｉ ｅｎｆ ｃ ｄ
４０６０８０ ０ 、０ 、０ ℃高温后 的抗压 、 劈裂抗拉和抗折强度及试件烧失量 ， 采用 Ｓ Ｍ 观察高温后的混凝 土微观组织变化 。 Ｅ 结果表 明： 混杂纤维可 显著提高混凝土的常温及高温力学性能 。 在所试验温度下 的 Ｈ Ｈ Ｃ混凝土 的抗压 、 ＦＰ 劈裂抗拉和抗折强度均高于 Ｎ Ｃ混凝土 ， 且在 ４ ０℃ ０ 时， 达到最大值。 ０ ℃以后 ， Ｆ Ｐ ４０ Ｈ Ｈ Ｃ混凝土的力学性 能随着温度升高而降低 ， 但仍显著高于 同温度时 Ｎ Ｃ混凝土的强度值 ， 特别是劈 裂抗 拉强度 的提高尤为明显 ， ８０℃时 Ｈ Ｈ Ｃ混凝 土的抗压 、 至 ０ ＦＰ 劈裂抗拉 、 抗折强度分别为同温度时 Ｎ Ｃ混凝土 的 １ ４ ４ 和 １ １ 。 ． 、． ２ ５ ． 倍 ６
关键 词： 高性能混凝土 ；力学性能 ；高温 ；扫描 电镜 （Ｅ ；混杂纤维 Ｓ Ｍ） 中图分类号 ： Ｔ ２ ． ２ Ｕ５ ８ ７ ５ 文献标志码： Ａ 文章编号 ： １０ ～ ５ ０ ２ １ ） ０ ２ — ５ ０ ２ ３ ５ （ ０ ２ 叭一 ０ ４ ０
Ｈｉ ｅｍ ｐｅ ａ ｕ ｅ ｍ ｅ ａｎｃ ｏｐｅ ｔｅｓａ ｉ ｒ ｓ ｏｐｉ ａｌｓｓ ｏ ｇｈ ｔ ｒ ｔ ｒ ｃｈ ｉａｌ ｐｒ ｒｉ ｎｄ ｍ ｃ ｏ ｃ ｃａｎ ｙ ｉ ｆｈｙｂ ｉ ｆｂｅｒｒ ｉ ｏｒ ｅ ｒｄ ｉ ｅｎｆ ｃ ｄ
混杂纤维增强混凝土的研究和应用现状
描 杆视 具体情 况而 定 。 （ 鉴本场 地岩 土状 况和 地下 水 主要 为裂 隙水 性质 ， 【 ５ ） 参考 文献】
１ 顾 地 （ 二 中 Ｈ 大 开挖应 不会 引起 基坑 隆起 ， 不会 因 降水 而对 周 围建 （） 晓 鲁 等 《 基 及 基 础 》 第 ＝ 版 ） 国 建 筑 工 业 Ｌ 版 社 北 京 也
中 的混 合律法 则 ， 即认 为复 合材 料 的强度 和 弹性 模量 等 性 能符 合复合 体 内各组 分性 能 的弹性 叠加 。 该理 论 论述 了纤维 混凝土 的强 度和 纤维和 基 体 的粘 结 力 、 维 的 长 纤
２混杂纤维增强混凝土的工程应用
单 一 纤维增 强 混凝土 自 ２ ０世纪 ７ ０年代 以来 ， 到 得 径 比的关 系 ， 同时考 虑 了纤 维在 基 体 中的连 续 性 、 散 了许 多 国家 的高度 重视 ， 分 其理 论 研究 和 工程应 用 得到 了 均 匀性和 分布 方 向对增 强效 果 的影 响 ； 是 纤维 间距 理 迅 速 的发 展 。 维 混凝 土具有 比素混凝 土优 异 的力学 性 二 纤 论 。该 理论 是建立 在弹 性 断裂力 学 的基 础上 ， 认 为在 能 ， 它 若选 用 不 同性 能 以及 掺 量 的纤 维 混 杂 ， 则可 以制 成 混 凝土 的结构 形成 和受 力破 坏 的过程 中 ， 维 的加入 有 满 足 不同 设计 要求 和工程 需 要 的混杂 纤维混 凝 土 。 纤 效 地提 高 了基 体 阻止裂 缝 引发和 扩展 的能 力 ， 到纤 维 达 纤维 掺 入 混 凝 土 中可 以提 高混 凝 土 结构 的抗 裂 性 对 混凝 土 的增 强 目的 。理论 和实 验 证 明 ， 当纤维 的平 均 能 ， 进而 增 强 结构 的防 水抗渗 能 力 ， 内一些 大型 工程 ， 国
１ 顾 地 （ 二 中 Ｈ 大 开挖应 不会 引起 基坑 隆起 ， 不会 因 降水 而对 周 围建 （） 晓 鲁 等 《 基 及 基 础 》 第 ＝ 版 ） 国 建 筑 工 业 Ｌ 版 社 北 京 也
中 的混 合律法 则 ， 即认 为复 合材 料 的强度 和 弹性 模量 等 性 能符 合复合 体 内各组 分性 能 的弹性 叠加 。 该理 论 论述 了纤维 混凝土 的强 度和 纤维和 基 体 的粘 结 力 、 维 的 长 纤
２混杂纤维增强混凝土的工程应用
单 一 纤维增 强 混凝土 自 ２ ０世纪 ７ ０年代 以来 ， 到 得 径 比的关 系 ， 同时考 虑 了纤 维在 基 体 中的连 续 性 、 散 了许 多 国家 的高度 重视 ， 分 其理 论 研究 和 工程应 用 得到 了 均 匀性和 分布 方 向对增 强效 果 的影 响 ； 是 纤维 间距 理 迅 速 的发 展 。 维 混凝 土具有 比素混凝 土优 异 的力学 性 二 纤 论 。该 理论 是建立 在弹 性 断裂力 学 的基 础上 ， 认 为在 能 ， 它 若选 用 不 同性 能 以及 掺 量 的纤 维 混 杂 ， 则可 以制 成 混 凝土 的结构 形成 和受 力破 坏 的过程 中 ， 维 的加入 有 满 足 不同 设计 要求 和工程 需 要 的混杂 纤维混 凝 土 。 纤 效 地提 高 了基 体 阻止裂 缝 引发和 扩展 的能 力 ， 到纤 维 达 纤维 掺 入 混 凝 土 中可 以提 高混 凝 土 结构 的抗 裂 性 对 混凝 土 的增 强 目的 。理论 和实 验 证 明 ， 当纤维 的平 均 能 ， 进而 增 强 结构 的防 水抗渗 能 力 ， 内一些 大型 工程 ， 国
混凝土的高温性能研究
混凝土的高温性能研究随着高温环境下建筑结构遭受破坏的案例不断增加，研究混凝土的高温性能变得至关重要。
本文将探讨混凝土在高温下的性能和相关研究成果。
一、研究背景混凝土作为一种重要的建筑材料，其性能在高温环境下的表现关系到建筑结构的安全性和耐久性。
由于高温条件下混凝土内部水分蒸发、材料结构发生变异等因素的作用，混凝土的力学性能以及耐火性能都会发生明显变化。
二、混凝土的高温行为1. 力学性能高温会对混凝土的抗压强度、抗拉强度和弯曲强度产生不同程度的影响。
研究发现，在高温作用下，混凝土的强度可能出现下降，部分原因是因为水分蒸发导致材料内部空洞增大。
此外，高温还可能引起混凝土内部的微观裂缝形成，从而降低其力学性能。
2. 耐火性能混凝土的耐火性能是指材料在高温下能够保持其结构完整性和力学性能的能力。
随着高温的升高，混凝土可能会发生脱水、水化产物分解、孔隙增大等现象，从而导致结构破坏。
因此，提高混凝土的耐火性能成为研究的重点。
三、混凝土高温性能研究方法1. 实验方法通过在实验室中对混凝土进行高温暴露试验，可以研究其力学性能和耐火性能的变化规律。
实验中通常采用热失重法、超声波法、X射线衍射等技术手段对混凝土进行分析和检测。
2. 数值模拟方法数值模拟方法可以通过建立适当的模型和参数来预测混凝土在高温下的行为。
该方法可以提供相对快速和经济的手段，用于评估不同温度条件下混凝土的性能。
四、混凝土高温性能改善方法1. 材料改性通过添加一些改性剂或添加剂，可以显著改善混凝土的高温性能。
例如，添加纤维增强材料可以提高混凝土的抗裂性能和抗温梯度性能。
添加膨胀剂可以减少混凝土内部应力的积累。
2. 结构优化通过优化结构设计和构造方法，可以减少混凝土在高温条件下的受热面积，降低混凝土的高温暴露时间。
合理的结构构造可以提高混凝土在高温下的耐久性能。
五、混凝土高温性能研究进展近年来，国内外学者对混凝土的高温性能进行了广泛的研究。
研究成果表明，通过改变混凝土配比、添加适当的改性剂和添加剂，可以有效提高混凝土在高温下的力学性能和耐火性能。
混杂纤维混凝土研究进展
ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ， ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ， ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｗｅ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ — ｅ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ￣ ｅ ｎ ｄ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｈ ｙ ｂ ｒ ｉ ｄ ｉ ｆ ｂ ｅ ｒ ；ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ；ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ． ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ． ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ０ ０ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
２ ． Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｍｕ ｎ ｉ ｃ ｉ ｐ ａ ｌ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ Ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ０ ３ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
混凝 土材 料是 一种 多相 、 多层 次、 多结构 非 均质 结构的复合 材料 。理论 上 ， 如果 只是 掺 入单 一纤 维 ， 或许 能改 善某 一相 、 或某 一层 次 、 或某 一结 构上 的性
纤维混杂形式 。
（ １ ） 不同性能纤维 的混 杂。高弹性模 量纤维可 明显提高混凝土的初裂 及最 大荷载 ； 高延性纤 维则 可 显著 改善 混凝 土 的延性 和 韧性 。这两 种纤 维 以一定 比例混 杂可起到 明显 的增强 、 增韧效果 。 （ ２ ） 不同尺度纤维的混 杂。不 同尺 度纤维对混 凝 土不 同尺寸和结 构层次进 行改 性。短纤 维细度 好 ，
高温后PVA-玄武岩混杂纤维高性能混凝土力学性能试验研究
见表1。
纤维种类 PVA纤维 玄武岩纤维
径/"m 18 16
长度/mm 12 12
表1纤维的性能指标
密度/(g/cm3)
性模量/GPa
1.30 2.60~2.70
11.2 90.0~110.0
拉伸强度/MPa 1 520
3 000~3 500
断裂伸率/% 10.0 2.1
熔点/#
225~230 1 450~1 500
矿渣微粉 55.36 49.31 49.52 6.05
玄武岩纤维 50.87 45.14 45.74 5.73
400 PVA 纤维 46.71 44.99 47.13 2.13
矿渣微粉 44.99 46.70 50.05 5.05
玄武岩纤维 38.38 41.08 44.22 5.84
600 PVA 纤维 40.90 38.38 41.16 2.78
The results show that the compressive strength of the specimen increases at 200 !, but the flexural strength does not change significantly. After 200 !, the strength of the specimen decreases with the increase of temperature. The residual
高温炉 , 高温
炉的
率为10 $/min, 级升温
温度,
温2h,
温％
YAW-5000J 验机测试高温后试的方
液伺服压剪试 强度、裂拉
强度
强度%
2试验结果与分析
纤维种类 PVA纤维 玄武岩纤维
径/"m 18 16
长度/mm 12 12
表1纤维的性能指标
密度/(g/cm3)
性模量/GPa
1.30 2.60~2.70
11.2 90.0~110.0
拉伸强度/MPa 1 520
3 000~3 500
断裂伸率/% 10.0 2.1
熔点/#
225~230 1 450~1 500
矿渣微粉 55.36 49.31 49.52 6.05
玄武岩纤维 50.87 45.14 45.74 5.73
400 PVA 纤维 46.71 44.99 47.13 2.13
矿渣微粉 44.99 46.70 50.05 5.05
玄武岩纤维 38.38 41.08 44.22 5.84
600 PVA 纤维 40.90 38.38 41.16 2.78
The results show that the compressive strength of the specimen increases at 200 !, but the flexural strength does not change significantly. After 200 !, the strength of the specimen decreases with the increase of temperature. The residual
高温炉 , 高温
炉的
率为10 $/min, 级升温
温度,
温2h,
温％
YAW-5000J 验机测试高温后试的方
液伺服压剪试 强度、裂拉
强度
强度%
2试验结果与分析
混杂纤维对混凝土性能的影响试验研究
性能。
关键 词 ： 混 杂纤 维 ； 工作 性 ； 力 学 性能 ； 抗渗 性
中图分 类号 ： Ｔ Ｕ５ ２ ８ 文献 标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ２ — ３ ５ ５ ０ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ ７ ９ — ０ ４
Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｈ ｙ ｂｒ ｉ ｄ ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ｓ ｏｎ ｐ ｒ ｏｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ
２ ０ １ ３年 第 １ Ｏ 期 （总 第 ２ ８ ８期 ）
Ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ １ ０ ｉ ｎ ２ ０１ ３（ Ｔｏ ｔ ａ ｌ Ｎｏ ． ２ ８ ８）
混
凝
Ｃｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ
土
原材料及辅助物料
Ｍ ＡＴＥＲＩ ＡＬ Ａ ＮＤ ＡＤＭ Ｉ ＮＩ ＣＬＥ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２ — ３ ５ ５ ０ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ ２ ０
０ 引言
混凝 土本身是一种多相 、 多组分 、 非 均质的脆性复 合 材料 。 在混凝 土结 构形成 过程 中因失水等原 因引起 收缩 ， 导致其内部 出现孑 Ｌ 隙、 微裂纹等缺陷。 在受力过程中这些缺 陷都是裂缝源 ， 易产 生应 力集 中， 裂缝扩展 以致基体发生
破坏。 通 过 在 混凝 土 体 系 中掺 人 纤 维 ， 可 阻 止裂 缝 引 发 ， 减
混 杂纤维对混凝 土性能 的影响试 验研 究
万惠文 ，韦鹏亮 ，陈 超 ，吴有武 ，高志飞
（ 武汉 理工 大学 硅 酸盐 建筑 材料 国家 重 点实 验室 ，湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ ０ ）
关键 词 ： 混 杂纤 维 ； 工作 性 ； 力 学 性能 ； 抗渗 性
中图分 类号 ： Ｔ Ｕ５ ２ ８ 文献 标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ２ — ３ ５ ５ ０ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ ７ ９ — ０ ４
Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｈ ｙ ｂｒ ｉ ｄ ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ｓ ｏｎ ｐ ｒ ｏｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ
２ ０ １ ３年 第 １ Ｏ 期 （总 第 ２ ８ ８期 ）
Ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ １ ０ ｉ ｎ ２ ０１ ３（ Ｔｏ ｔ ａ ｌ Ｎｏ ． ２ ８ ８）
混
凝
Ｃｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ
土
原材料及辅助物料
Ｍ ＡＴＥＲＩ ＡＬ Ａ ＮＤ ＡＤＭ Ｉ ＮＩ ＣＬＥ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２ — ３ ５ ５ ０ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ ２ ０
０ 引言
混凝 土本身是一种多相 、 多组分 、 非 均质的脆性复 合 材料 。 在混凝 土结 构形成 过程 中因失水等原 因引起 收缩 ， 导致其内部 出现孑 Ｌ 隙、 微裂纹等缺陷。 在受力过程中这些缺 陷都是裂缝源 ， 易产 生应 力集 中， 裂缝扩展 以致基体发生
破坏。 通 过 在 混凝 土 体 系 中掺 人 纤 维 ， 可 阻 止裂 缝 引 发 ， 减
混 杂纤维对混凝 土性能 的影响试 验研 究
万惠文 ，韦鹏亮 ，陈 超 ，吴有武 ，高志飞
（ 武汉 理工 大学 硅 酸盐 建筑 材料 国家 重 点实 验室 ，湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ ０ ）
混杂纤维混凝土性能的试验研究
值 出现在 Ｇ ２为 ６． Ｐ ， Ｆ ， ３２Ｍ ａ基体混凝 土强度 为 ７． Ｐ ， ２５Ｍ ａ
这与肖琦＿ 的研究结论比较一致． ６
２ ２ 室外蒸 发率 ．
图 １ 抗 压 强度 试 验 结 果 对 比
Ｆｉ ． ｇ１ Ｒｅ ｕ ｔｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｏ ｏ ｒ ｓ ｉｅ ｔ ｓ ｓ ｌ ｏ ａ ｉｏ ｆｃ ｍｐ ｅ ｓｖ ｅ ｔ
认 为 这是 由于混凝 土 表 面水 分 的过量 蒸发 造成 的．
２ ３ 扩展 度 ．
ｍ ｍ ｍ ｍ ｍ Ｏ
各种试 件 扩展度 的试 验结 果对 比见 图 ３ 由图 ３可 ． 见， 纤维 的掺加 对混 凝 土扩 展度 有 显 著影 响 ， 维 掺量 纤 越 大｝凝 土 的 扩 展度 越 小 ， 中掺 加 混 杂纤 维情 况 的 Ｆｇ３ 昆 其 ｉ
．
“ 。 ’
。
，
。
。
．
．
．
Ｒ
。
ｄ 。 。 ｇ。
混 凝土 扩展 度 减小 较 大 ． 验 中还 发 现 了 较严 重 的 离 试
析 现象 ．
２ ４ 阻裂效 果 ．
各 种掺 杂纤维 的混 凝土试 件 在浇筑 完毕 ６２ 、０ｈ的裂缝 面 积 比较 见 图 ４ 由图 ４可见 ： ． 单掺 纤维 混凝 土 裂 缝 面积 比基体 混凝 土裂缝 面积 大 ， 加钢 纤维 混凝 土裂缝 面积 明显低 于单 掺玻 璃纤 维混凝 土 ， 掺 而混 杂纤
６ｈ裂 缝长 度增 速放 缓 ， ６ｈ后裂 缝长 度及 宽度基 本无 发展 ， 建议从 纤 维混凝 土 的用途 出发来 选择 纤维 的 混杂 种类 及掺 和量 ． 参 考文 献 ：
［ ］赵军 ， １ 高丹盈． 纤维混凝 土研究与应用 的探讨 ［ ］ 混凝土 ，０ ６ １ ：２８ ． Ｊ． ２ ０ （ ） ８ —５ ［ ］覃维祖 ， ２ 杨文科． 于纤 维混凝土应用 的讨论 ［ ］ 混凝土 ，０ ４ １ ） １ ，２ 关 Ｊ． ２ ０ （２ ：５４ ．
这与肖琦＿ 的研究结论比较一致． ６
２ ２ 室外蒸 发率 ．
图 １ 抗 压 强度 试 验 结 果 对 比
Ｆｉ ． ｇ１ Ｒｅ ｕ ｔｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｏ ｏ ｒ ｓ ｉｅ ｔ ｓ ｓ ｌ ｏ ａ ｉｏ ｆｃ ｍｐ ｅ ｓｖ ｅ ｔ
认 为 这是 由于混凝 土 表 面水 分 的过量 蒸发 造成 的．
２ ３ 扩展 度 ．
ｍ ｍ ｍ ｍ ｍ Ｏ
各种试 件 扩展度 的试 验结 果对 比见 图 ３ 由图 ３可 ． 见， 纤维 的掺加 对混 凝 土扩 展度 有 显 著影 响 ， 维 掺量 纤 越 大｝凝 土 的 扩 展度 越 小 ， 中掺 加 混 杂纤 维情 况 的 Ｆｇ３ 昆 其 ｉ
．
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混 凝土 扩展 度 减小 较 大 ． 验 中还 发 现 了 较严 重 的 离 试
析 现象 ．
２ ４ 阻裂效 果 ．
各 种掺 杂纤维 的混 凝土试 件 在浇筑 完毕 ６２ 、０ｈ的裂缝 面 积 比较 见 图 ４ 由图 ４可见 ： ． 单掺 纤维 混凝 土 裂 缝 面积 比基体 混凝 土裂缝 面积 大 ， 加钢 纤维 混凝 土裂缝 面积 明显低 于单 掺玻 璃纤 维混凝 土 ， 掺 而混 杂纤
６ｈ裂 缝长 度增 速放 缓 ， ６ｈ后裂 缝长 度及 宽度基 本无 发展 ， 建议从 纤 维混凝 土 的用途 出发来 选择 纤维 的 混杂 种类 及掺 和量 ． 参 考文 献 ：
［ ］赵军 ， １ 高丹盈． 纤维混凝 土研究与应用 的探讨 ［ ］ 混凝土 ，０ ６ １ ：２８ ． Ｊ． ２ ０ （ ） ８ —５ ［ ］覃维祖 ， ２ 杨文科． 于纤 维混凝土应用 的讨论 ［ ］ 混凝土 ，０ ４ １ ） １ ，２ 关 Ｊ． ２ ０ （２ ：５４ ．
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裂 的危险性更 大 ， 且受 热 温度 越 高 ， 凝 土 强度 等 并 混
１ 纤 维对 混 凝 土高 温性 能 的影 响
１ １ 纤维 混凝土抗 爆裂机理 ． 为了解 决混凝土 高温爆裂 的问题 ， 键是 在混凝 关
关键 词 ：聚丙 烯 纤 维 ； 纤 维 ； 杂纤 维 混 凝 土 ； 温 爆 裂 ； 钢 混 高 力学 性 能 ； 火 性 能 耐
中 图分 类 号 ： ９ ； Ｕ Ｏ ； Ｕ ２． ７ Ｘ ３ Ｔ ５２ Ｔ ５ ８ ５２
பைடு நூலகம்
文 献标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：６ １１５ （０ ００－ １９０ １７—８６ ２ １） ２０ １—４
温爆裂 风险又 能 减缓 其高 温下 强度 降 低的 途 径。而 采用低 熔点 的合成 纤维 （ 聚丙烯 ） 与高熔 点纤维 （ 钢纤 维） 混杂 的方法能在 一定程度上解 决高温下 混凝 土材 料强度低 、 耐火性 能差的问题 。
脆性 和密度 更大 、 透性 更低 的高 强混 凝 土 ， 生爆 渗 产
ｍ ｅ ｈ ｎｉａ ｒ ｐ ｒｙ；ｉｅ ｒ ｓｓａ ｅ ｃ ａ ｃ ｌｐ ｏ ｅ ｔ ｆ ｅ ｉｔｎｃ ｒ
意义 。
０ 引 言
火灾事故 中民众 的人 身安全是 民用建 筑 、 公共 建 筑及 工业建 筑设计 所 必须 考虑 的 问题 。与 木 材 和塑 料相 比， 凝 土是不 燃物 ， 昆 即使 在 高 温条 件 下 也不 会 释放 有 毒 烟 雾 ； 钢 材 相 比， 凝 土 即 使 在 ７ ０ 与 混 ０ ～ ８０ ０ ℃高温下 ， 仍然 能在一 定时 间 内保 持足够 的强度 ， 从而 降低 了结 构倒 塌的风险 ， 使人 们可 以赢 得安 全撤 离的时间殂 。然 而 ， ］ 混凝 土结构在 高温 下极 有 可能发 生毁 坏性爆 裂 ， 现为 突 然 、 烈 的脆 性 破 坏 。对 于 表 猛
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｏ ｅ ｔｅ ｆ Ｈｙ ｒｄ Ｆ ｂ ｒ Ｒｅ ｎ ｏ ｃ ｄ ｔ ｄ ｎ Ｐｒ ｐ ｒ ｉｓ ｏ ｂ ｉ ｉ ｅ ｉ ｆ ｒ ｅ
Ｃ ｎ ｒｔ ｕ ｊｃｅ ｒａ ａ ｏ ｃｅｅＳ ｂｅｔｄｔ Ｇ ｅｔ ｏ Ｈｅｔ
Ｗ ＡＮ Ｇ Ｄａ －ａ ｎ ｆｎｇ， ＳＨ ＩＹ ａ ｇ ｈ ｎ ｎ －ａ ｇ
（ ｉｉ Ｅｎ ｉｅｒｎ ｏｌｇ ，Ｈｕ ｑａ ｉｅｓｔ Ｑｕ ｎ ｈ ｕ ３ ２ ２ ， ｈ ｎ ） Ｃ ｖｌ ｇ ｎ ｅｉｇ Ｃ ｌ ｅ ｅ ａ ｉｏＵｎｖ ｒｉ ｙ， ａ ｚ ｏ ６ ０ １ Ｃ ｉａ
Ａｂ ｔ ｃ：Ｂ ｓｄ ｏ ｈ ｅｅ ｔｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｓｕ ｉｓ ｔｅ ｅｆｃ ｆｆ ｅ ｓｏ ｈ ｒ ｐ ｒｉｓｏ ｏ ｃｅｅ ｓ ｂｅｔｄ ｔ ｓ ａ ｔ ａ ｅ ｎｔ ｅｒｃ ｎ ｘ ｅ ｒ ｉ ｎ ａ ｔ ｄｅ ，ｈ ｆｅｔｏ ｉ ｒ ｎ ｔ ｅｐ ｏ ｅｔ ｆｃ ｎ ｒｔ ｕ ｊｃｅ Ｏ ｂ ｅ
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Ｋｅ ｒ ｓ ｏ ｙ ｒ ｐ ｌｎ ｉ ｒ ｓｅ ｌｆ ｒ ｈ ｂｒｄ ｆｂ ｒｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｏ ｒ ｔ ｅ ｐ ｏ ｉｅ ｓ ａｌｎ Ｏ ｈｉｈ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ； ｙ ｗｏ ｄ ：ｐ ｌ ｐ ｏ ｙｅ ｅ ｆ ｂｅ ￣ ｔｅ ｉ ； ｙ ｉ ｉ ｅ ｅｎ ｏ ｃ ｄ ｃ ｎｃ ｅｅ； ｘ ｌ ｓｖ ｐ ｌｉ ｇ ｔ ｇ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｂｅ
在混凝 土 中掺 加一 定量 的 有机纤 维 特别 是 聚丙
烯纤维 ， 许多学 者 认 为是 防止 混凝 土 （ 其 是高 强 被 尤
混凝 土） 生 高温 爆裂 最 有效 的措 施 之一 。但是 ， 发 在
一
定 的掺量下 聚丙烯 纤 维对 混凝 土 的强 度有 负面 影
响［ ， ２ 故许 多研 究人员致 力于寻求 既能 降低 混凝 土高 ］
第 １ ７卷 第 ２ 期
２０１０年
安 全 与 环 境 工 程
Ｓａ ｅｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉｏ ｍ ｅ ｔ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｆ ｔ ｎ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖｏ１ ７ ＮＯ． ．１ ２
Ｍａ． ｒ ２０１ ０
３月
混杂纤维混凝土高温性能研究
ｂ ｔ ｄ ｐｎｇ ａ ｅ ｉ ｅ ｔ ａ ｅ ．Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒａｍ ｓｔ ｌｙ ａ ｇ ｉ ｉ ｇ ｒ ｌ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｒ ｐ ｒｉｓ ｏ ｙ ｒｄ ｆｂ ｒ ｅ ｏ ｉ ｒ ｎｖ ｓｉ ｔ ｄ ｇ ｉ ａ ｅ ｉ Ｏ ｐ ａ ｕ ｄ ｎ ｏ ｅｉ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈｅｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆｈ ｂ ｉ ｉ ｅ
王丹芳， 施养杭
（ 华侨 大学土木 工程 学院 ， 福建 泉 州 ３ ２ ２ ） ６ ０ １
摘 要 ：根据 近年 来对 纤 维 混 凝 土 高温 性 能 的试 验 研 究 ， 析 了纤 维 对 混 凝 土 高温 性 能 的 影 响 ， 讨 了 纤 维 混 凝 土 分 探
在高 温 下 的力 学性 能 及 合理 的纤 维 掺 量 ， 以期 为 今 后混 杂 纤 维 混凝 土 的高 温 性 能研 究 及 其 应 用起 到 指 导 作 用 。
１ 纤 维对 混 凝 土高 温性 能 的影 响
１ １ 纤维 混凝土抗 爆裂机理 ． 为了解 决混凝土 高温爆裂 的问题 ， 键是 在混凝 关
关键 词 ：聚丙 烯 纤 维 ； 纤 维 ； 杂纤 维 混 凝 土 ； 温 爆 裂 ； 钢 混 高 力学 性 能 ； 火 性 能 耐
中 图分 类 号 ： ９ ； Ｕ Ｏ ； Ｕ ２． ７ Ｘ ３ Ｔ ５２ Ｔ ５ ８ ５２
பைடு நூலகம்
文 献标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：６ １１５ （０ ００－ １９０ １７—８６ ２ １） ２０ １—４
温爆裂 风险又 能 减缓 其高 温下 强度 降 低的 途 径。而 采用低 熔点 的合成 纤维 （ 聚丙烯 ） 与高熔 点纤维 （ 钢纤 维） 混杂 的方法能在 一定程度上解 决高温下 混凝 土材 料强度低 、 耐火性 能差的问题 。
脆性 和密度 更大 、 透性 更低 的高 强混 凝 土 ， 生爆 渗 产
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０ 引 言
火灾事故 中民众 的人 身安全是 民用建 筑 、 公共 建 筑及 工业建 筑设计 所 必须 考虑 的 问题 。与 木 材 和塑 料相 比， 凝 土是不 燃物 ， 昆 即使 在 高 温条 件 下 也不 会 释放 有 毒 烟 雾 ； 钢 材 相 比， 凝 土 即 使 在 ７ ０ 与 混 ０ ～ ８０ ０ ℃高温下 ， 仍然 能在一 定时 间 内保 持足够 的强度 ， 从而 降低 了结 构倒 塌的风险 ， 使人 们可 以赢 得安 全撤 离的时间殂 。然 而 ， ］ 混凝 土结构在 高温 下极 有 可能发 生毁 坏性爆 裂 ， 现为 突 然 、 烈 的脆 性 破 坏 。对 于 表 猛
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在混凝 土 中掺 加一 定量 的 有机纤 维 特别 是 聚丙
烯纤维 ， 许多学 者 认 为是 防止 混凝 土 （ 其 是高 强 被 尤
混凝 土） 生 高温 爆裂 最 有效 的措 施 之一 。但是 ， 发 在
一
定 的掺量下 聚丙烯 纤 维对 混凝 土 的强 度有 负面 影
响［ ， ２ 故许 多研 究人员致 力于寻求 既能 降低 混凝 土高 ］
第 １ ７卷 第 ２ 期
２０１０年
安 全 与 环 境 工 程
Ｓａ ｅｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉｏ ｍ ｅ ｔ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｆ ｔ ｎ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖｏ１ ７ ＮＯ． ．１ ２
Ｍａ． ｒ ２０１ ０
３月
混杂纤维混凝土高温性能研究
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王丹芳， 施养杭
（ 华侨 大学土木 工程 学院 ， 福建 泉 州 ３ ２ ２ ） ６ ０ １
摘 要 ：根据 近年 来对 纤 维 混 凝 土 高温 性 能 的试 验 研 究 ， 析 了纤 维 对 混 凝 土 高温 性 能 的 影 响 ， 讨 了 纤 维 混 凝 土 分 探
在高 温 下 的力 学性 能 及 合理 的纤 维 掺 量 ， 以期 为 今 后混 杂 纤 维 混凝 土 的高 温 性 能研 究 及 其 应 用起 到 指 导 作 用 。