纖維增強(qiáng)混凝土力學(xué)性能及界面狀態(tài)研究.pdf

1、混凝土是當(dāng)今世界建筑領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛、最重要的材料。纖維增強(qiáng)混凝土由于其各方面優(yōu)異的性能成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。混凝土作為傳統(tǒng)的建筑工程材料也屬于復(fù)合材料的事實(shí)經(jīng)常受到忽略。本文從復(fù)合材料的角度對纖維增強(qiáng)混凝土的增強(qiáng)機(jī)理和界面問題進(jìn)行了研究和探討。 本文以聚丙烯纖維和碳纖維為摻入纖維，研究了聚丙烯纖維混凝土和碳纖維混凝土的力學(xué)性能，并從復(fù)合材料的角度對纖維的增強(qiáng)作用機(jī)理以及纖維對混凝土力學(xué)性能影響進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)表明，聚丙烯纖維的摻入

2、會造成混凝土抗壓強(qiáng)度下降和抗折強(qiáng)度的升高。碳纖維的摻入對混凝土的抗壓強(qiáng)度提高有積極作用。由于攪拌設(shè)備的限制，碳纖維摻量對混凝土力學(xué)性能的影響有待進(jìn)一步研究。 本文研究了不同長度的聚丙烯纖維和碳纖維-聚丙烯纖維混雜增強(qiáng)混凝土的力學(xué)性能，并應(yīng)用復(fù)合材料理論對該混雜纖維在混凝土中產(chǎn)生的混雜效應(yīng)及機(jī)理進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，6 mm和12 mm的聚丙烯纖維混雜得到正的混雜效應(yīng)，混雜之后抗壓性能最大提高14.1％，抗折性能提高18％；碳

3、纖維和聚丙烯纖維混雜發(fā)生了負(fù)混雜效應(yīng)，混雜后力學(xué)性能略有降低。不同纖維的基本性能及其作用機(jī)制的匹配會對混雜結(jié)果產(chǎn)生重要的影響，碳纖維和聚丙烯纖維之間不匹配，混雜反而不利于復(fù)合材料性能的提高。 本文通過對纖維、纖維與基體界面的SEM分析，結(jié)合纖維拔出實(shí)驗(yàn)和纖維混凝土力學(xué)性能測試，探討了纖維-基體界面結(jié)合性能對纖維增強(qiáng)混凝土復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性聚丙烯纖維與水泥基體間的結(jié)合性能最好，其次為空氣氧化處理碳纖維、濃硝