混杂纤维活性粉末混凝土的断裂性能.pdf

弟19巷 弟1别 2 0 1 6年 2月 遐巩例 种千佩 J OURNAL OF BUI L DI NG MATERI AL S VO1 1 ， O1 Fe b ， 2 O1 6 文章编号 ： 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 6 ) 0 1 0 0 1 4 0 8 混杂纤维活性粉末混凝 土的断裂性 能 邓 宗才 ， 冯 琦 ( 北京工业大学 城市与重大工程安全减灾省部共建重点实验室 ， 北京 1 0 0 1 2 4 ) 摘要 ：通过三点弯曲断裂试验 ， 研究 了钢纤维、 钢 纤维一 粗聚烯 烃纤维、 钢 纤维一 聚 乙烯醇纤维以及 钢纤维一 粗聚烯烃纤维一 聚 乙烯醇纤维对活性粉末混凝土( R P C ) 断裂韧性的改善效果 结果表 明： 与 单掺钢纤维的 R P C试件相比， 钢纤维与粗聚烯烃或聚 乙烯醇纤维混掺增 强 RP C试件的预制裂缝 尖端出现数条细小的微裂缝 ， 其荷载一 挠度曲线和荷栽一 裂缝 口张开位移 ( C MOD) 曲线均表现 出明 显 的“ 二 次硬 化” 现 象 ； 当钢 纤维体 积分 数 为 1 5 ， 聚 乙烯 醇或 粗聚 烯烃 纤 维掺 量 为 9 k g m。时 的 混 杂 纤维 R P C试 件 与单掺 钢 纤 维 R P C试件 相 比， 其 峰 值荷 载分 别 提 高 了 5 4 4 和 8 5 4 ， 断 裂 能分别提高 了1 3 8 4 和 8 8 5 ， 断裂韧度 分别提 高 了 1 1 1 9 和 5 O 8 ； 当钢纤维体积分数 为 1 0 ， 粗 聚烯 烃 纤维 和聚 乙烯 醇 纤 维掺 量 均 为 3 0 k g m。 或 4 5 k g m。时 ， 钢 纤 维 、 粗 聚 烯 烃 和 聚 乙烯 醇纤 维混掺 表 现 出 良好 的 混 杂效 应 ； 钢 纤维体 积 分数 为 1 0 1 5 ， 合 成 纤 维 总掺 量 为 9 k g m。 时 ， 对 R P C断裂性 能 的改善 效 果最 理想 关键 词 ：活性粉 末 混凝 土 ；混 杂纤 维 ；断裂 能 ；断 裂韧度 ；混 杂效应 中图分 类号 ： T U5 2 8 5 7 2 文献标 志 码 ： A d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 6 0 1 0 0 3 Fr a c t u r e Pr o p e r t i e s o f Hy b r i d Fi b e r s Re i nf o r c e d Re a c t i v e Po wd e r Co n c r e t e DENG Zo n g c a i， FENG Qi ( Ke y La b o r a t o r y o f Ur b a n S e c u r i t y a n d Di s a s t e r En g i n e e r i n g，M i n i s t r y o f E d u c a t i o n， Be ij i n g Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y ，B e i j i n g 1 0 0 1 2 4，Ch i n a ) Abs t r a c t：Fr a c t u r e p r o pe r t i e s o f r e a c t i ve p o wde r c on c r e t e ( RPC) whi c h wa s r e i n f o r c e d i n s t e e l f i be r s， s t e e l m a c r o p o l y o l e f i n hy b r i d f i be r s a n d s t e e l - p ol yv i n yl a l c oh ol hy b r i d f i be r s we r e s t u d i e d b y t h r e e p o i n t be nd i ng f r a c t ur e t e s t t o i nv e s t i g a t e t he e f f e c t o f h yb r i d f i b e r s o n t he t o ug hn e s s o f RPCI t i s f o un d t h a t c o m p a r e d t o RP C s p e c i me n s r e i n f o r c e d o n l y b y s t e e l f i b e r s ，t h e c r a c k t i p o f RP C s p e c i me n s r e i n f o r c e d b y h y b r i d f i b e r s s h o ws s o me mi c r o c r a c k s 。 t h e i r 1 o a d _ d e f l e c t i o n c u r v e s a n d l o a d - CMOD c u r v e s s h o w a n o b v i o u s s e c o n d a r y h a r d e ni ng p he no me n o n；c omp a r e d t o RPC s pe c i m e ns r e i nf o r c e d o nl y by s t e e l f i be r s ， t he pe a k l o a d o f s t e e l - ma c r o p o l y o l e f i n h y b r i d f i b e r s RP C s p e c i me n s a n d s t e e l - p o l y v i n y l a l c o h o l h y b r i d f i b e r s RP C s p e c i me n s i n c r e a - s e s b y 5 4 4 a n d 8 5 4 ，a n d f r a c t u r e e n e r g y i n c r e a s e s b y 1 3 8 4 oA a n d 8 8 5 ，a n d f r a c t u r e t o u g h n e s s i m p r o ve s b y 1 1 1 9 a n d 5 0 8 r e s p e c t i v e l y，wh e n s t e e l f i b e r s v o l ume f r a c t i o n i s 1 5 a nd c o n t e n t o f m a c r o p o l y o l e f i n f i b e r o r p o l y v i n y l a l c o h o l f i b e r s i s 9 k g m。 ；s p e c i me n s r e i n f o r c e d b y t h r e e k i n d s o f f i b e r s s h o w a p e r f e c t h y b r i d e f f e c t wh e n t h e s t e e l f i b e r s v o l u me f r a c t i o n i s 1 0 ，wh i l e ma c r o p o l y o l e f i n f i b e r a n d p o l y v i n y l a l c o h o l f i b e r s c o n t e n t i s 3 0 k g m。 o r 4 5 k g m。 s e p a r a t e l y ；f r a c t u r e p r o p e r t i e s o f R P C s h o w a s i g n i f i c a n t i m p r o v e me n t wh e n s t e e l f i b e r s v o l u me f r a c t i o n i s 1 0 一1 5 a n d s y n t h e t i c f i b e r s c o n t e n t i s 9 k g m。 Ke y wo r d s ：r e a c t i v e p o wd e r c o n c r e t e ( RP C) ；h y b r i d f i b e r ；f r a c t u r e e n e r g y ；f r a c t u r e t o u g h n e s s ；h y b r i d e f f e c t 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 8 1 8 ；修订 日期 ： 2 0 1 4 1 0 0 4 基金项 目： 国 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 5 1 3 7 8 0 3 2 ) ； 北 京 市 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 8 1 4 2 0 0 5 ) ； 教 育 部 博 士 点 基 金 资 助 项 目 ( 2 O l 3 1 1 0 3 1 1 0 0 1 7 ) 第一作者 ： 邓 宗才 ( 1 9 6 1 一 ) ， 男 ， 陕西扶 风人 ， 北京工业大学教授 。 博士 生导 师， 博 士 E - ma i l ： d e n g z c b j u t e d u c n 第 1 期 邓宗才 ， 等 ： 混杂纤维 活性粉末混凝土 的断裂性 能 活 性 粉 末 混 凝 土 ( r e a c t i v e p o wd e r c o n c r e t e ， R P C ) 在防爆工程 、 核工程、 桥梁工程 以及超高层建 筑工程等领域具有广阔的应用前景口 R P C的组分 和微观结构与普通混凝土有很大差别 ， 其强度和断 裂性能均显著优于普通 混凝土 但 因 RP C脆性 大 ， 其性能无法充分发挥 如何降低 R P C的脆性 ， 提高 其韧 性 ， 已成 为需 要解 决 的重要 问题 之 一 ， 也 成 为 推 广应用技术中的关键课题 目前通常采用掺加钢 纤维来改善 R P C的韧性 ， 但效果有限 5 本文基于断裂力学 ， 将钢纤维与高性能合 成纤 维混掺 ， 通过一 系列试验研 究 ， 探讨 了纤维混 杂方 式、 纤维掺量对 RP C断裂性能 的影 响规律 ， 以期为 R P C工程应用提供参考 1 试 验 1 1 原 材料 及 配合 比 普通水泥为钻牌 P O 4 2 5 普通硅酸盐水泥， 比 表面积 3 5 0 m。 k g ； 超细水泥为 5 2 5级膨胀型超细水 泥， 比表面积 6 5 0 m。 k g ； 矿渣为粒化高炉矿渣， 比表 面积 4 0 8 m k g ； 石英砂粒径为 0 2 O 4 ram； 减水剂 为 B a s f 牌高效聚羧酸类减水剂 ； 消泡剂为液态 P R S - 6 复合消泡剂 ； 钢纤维( S F ) 由上海贝卡尔特纤维公司提 供； 粗聚烯烃纤维 由上海罗洋科技公 司提供； 聚乙烯 醇纤维( P V A) 由日本尤尼吉可公司提供 R P C配合 比 见表 1 ， 3种纤维的几何与物理参数见表 2 1 2 试 件 制备 先将 称 量好 的胶 凝材 料 ( 普通 水泥 、 超 细水 泥 和 矿渣) 和石英砂快速搅拌 1 rai n ， 然后再继续慢速搅 表 1 R P C配 合 比 Ta b l e 1 M i x p r o p o r t i o n o f RPC 表 2纤维的几何与物理参数 Ta b l e 2 Ge o me t r i c a l a n d p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f f i b e r s Fi b e r t y p e m o d u l u c s L e n g t h GPa mm 【 ) i a m e t e r T e d n s i l _ e ( De n s i t y 一 s t r engt n g。 ) m MP a t m。) 拌 1 mi n并在前 3 0 S内倒入提前称量好的水和外加 剂 ， 接着快速搅拌 3 rai n后再慢速搅拌 2 rai n ， 在此 期 间加入纤维 ， 为保证纤 维均匀分 散于 R P C基体 中， 继 续 搅 拌 2 rai n 将 搅 拌 均 匀 的拌 和 物 倒 人 4 0 mm4 0 mm1 6 0 mm 的标准试模 中， 在振动台 上振动密实 试件成型后在养护室静置养 护 2 d ， 待 试件脱模后放人( 9 0 1 )的混凝土加速养护箱 中 蒸汽养护 3 d后 ， 取出 自然养护 2 3 d待用 所有试件均于加载试验前 1 d用锯在试件跨中 处切割 1个预制切 口， 切 口深度 a 。为 1 2 mm， 刀 口 厚度 h 。 为( 3 1 )mm， 切 口深度 口 。与试件高度 h 之 比 n 。 h一0 3 试 件 编 号 和 纤维 混 杂 方 式 见 表 3 ， 表中试件编号 中的数字从左往右分别表示钢纤维体 积分数、 粗聚烯烃纤维质量分数和聚乙烯醇纤维质 量分 数 表 3 试件编 号及 纤维混杂方式 Ta b l e 3 S p e c i me n l a b e l a n d h y b r i d mo d e o f fib e r s ； F i b e r c o n t e n t ( k gm一 A 。 t， F ib e r c o n t e n t ( k g 1 。m一 。 ) A t 一 一 r l a b e 1 S t e e l Po l y o l e f i n PVA p i e c e l a be 1 S t e e l Po l y o l e f i n PVA p i e c f i b e r f i b e r f i b e r f i b e r f i b e r f i b e r 0 - 0 - 0 0 0 0 6 1 - 0 9 7 8 0 9 0 5 0 5 - 0 0 39 0 0 4 1 0 1 1 7 8 0 1 1 0 4 1 - 0 0 7 8 0 0 6 l 5 - 6 0 1 1 7 6 0 0 3 1 5 - 0 0 1 1 7 0 0 6 1 5 - 9 0 1 1 7 9 0 0 5 2 - 0 - 0 1 56 0 0 6 1 5 - 1 1 0 1 1 7 1 1 0 0 6 0 5 - 6 0 3 9 6 0 0 3 1 5 - 0 6 1 1 7 0 6 0 3 0 5 - 9 - 0 39 9 0 0 5 1 5 - O 一 9 1 1 7 0 9 0 5 0 5 - 1 1 - 0 39 1 1 0 0 4 1 5 - 0 1 1 1 l 7 0 1 1 0 4 0 5 - 0 6 39 0 6 0 6 0 5 - 3 3 3 9 3 0 3 0 6 0 5 - 0 9 3 9 0 9 0 5 0 5 - 4 5 - 4 5 3 9 4 5 4 5 5 0 5 - 0 - 1 1 3 9 O 1 1 0 4 卜 3 3 78 3 0 3 0 6 1 6 0 7 8 6 0 0 5 1 4 5 4 5 7 8 4 5 4 5 5 1 - 9 0 78 9 0 0 4 1 5 - 3 - 3 1 1 7 3 0 3 0 4 1 1 1 - 0 7 8 1 1 0 0 5 1 5 4 5 - 4 5 1 1 7 4 5 4 5 6 1 - 0 6 78 0 6 0 6 第 1期 邓宗 才， 等 ： 混杂纤维活性粉末混凝 土的断裂性能 1 7 0 2 4 6 8 1 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 d ram CM OD mm ( a ) L o a d - d e fl e c t i o n c u r v e s( b ) L o a d C MO D c u r v e s 图 3 单掺 钢纤 维 R P C试件的荷载一 挠度 曲线 和荷载一C MOD曲线 Fi g 3 L o a d d e f l e c t i o n c u r v e s a n d l o a d CM OD c u r v e s o f RP C s p e c i m e n s r e i n f o r c e d b y s t e e l f i b e r s 4 5 喜 1 O 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 6 ram ( a ) O ( s t e e l fi b e r ) = 1 O ： 喜 ： 2 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 6 ， 1n m ( b ) 9 ( s t e e l fi b e r ) = 1 5 图 4 钢纤维一 粗聚烯烃纤 维混杂 R P C试件 的荷载一 挠度 曲线 F i g 4 Lo a d - d e f l e c t i o n c u r v e s o f RPC s p e c i m e n s r e i n f o r c e d b y s t e e l f i b e r s a n d ma c r o p o l y o l e f i n f i b e r s 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 CM 0D n u n ( a ) 9 ( s t e e l fi b e r ) = 1 0 ： 藿 2 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 CM OD r a m ( b ) o ( s t e e l fi b e O = 1 5 图 5 钢纤维一 粗聚烯烃纤维混 杂 R P C试 件的荷载一 C MOD曲线 Fi g 5 Lo a d CMOD c u r v e s o f RP C s p e c i me n s r e i n f o r c e d b y s t e e l f i b e r s a n d ma c r o p o l y o l e fi n f i b e r s O 0 2 4 6 8 1 0 6 ram ( a ) o ( s t e e l fi b e r ) =1 O 1 2 0 2 4 6 8 1 0 d mm ( b ) 9 ( s t e e l fi b e r ) = 1 5 图 6 钢纤维一 P VA纤维混杂 R P C试件 的荷 载一 挠 度曲线 F i g 6 Lo a d d e f l e c t i o n c u r v e s o f RP C s p e c i me n s r e i n f o r c e d b y s t e e l f i b e r s a n d PVA f i b e r s 0 5 1 0 1 5 20 CM oD mm ( a ) 9 ( s t e e l fi b e 0 = 1 O 2 5 0 0 5 1 0 1 5 2 O 2 5 3 0 3 5 CM OD mm ( b ) 9 ( s t e e l fi b e r ) = 1 5 图 7 钢纤维一 P VA纤 维混杂 R P C试件 的荷载一C MO D 曲线 Fi g 7 Lo a d CM OD c u r v e s o f RPC s p e c i me ns r e i nf or c e d by s t e e l f i be r s a n d PVA f i be r s 蚕l d I 王 蚕l d d Z 垄 彦 建筑材料学报 第 1 9卷 ； ： 耄 2 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 6 mm 6 mm ( a ) 9 ( s t e e l fi b e r ) = 1 0 ( b ) 9 ( s t e e l fi b e r ) = 1 5 图 8 钢纤维一 粗 聚烯烃纤维一 P VA纤 维混杂 R P C试件 的荷载一 挠度 曲线 F i g 8 Lo a d - d e f l e c t i o n c u r v e s o f RPC s p e c i m e n s r e i n f o r c e d b y s t e e l f i b e r s ，ma c r o p o l y o l e f i n f i b e r s a n d PVA f i b e r s l 一 0 9 ： Z 1 0 8 6 4 2 0 5 1 0 1 5 2 O 2 5 3 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 CM OD ram CM OD mm ( a ) p ( s t e e l fi b e r ) = 1 O ( b ) o ( s t e e l fi b e r ) = 1 5 图 9 钢纤维一 粗聚烯烃纤维一 P V A 纤维混杂 RP C试件 的荷载一C MO D曲线 F i g 9 Lo a d - CM OD c u r v e s o f RP C s p e c i me n s r e i n f o r c e d b y s t e e l f i b e r s ，m a c r o p o l y o l e f i n f i b e r s a n d P VA f i b e r s 积逐渐增大 ； 当钢纤维体积分数超过 1 0 时， 试件 的峰值荷载和峰值变形显著增大 由图 4 ， 5 可见 ： 钢纤维一 粗聚烯烃纤维混掺试件 与单掺钢纤维试件的荷载一 变形曲线相 比， 其峰值荷 载后下 降 段较 为 平 缓 ， 有 些 试 件 明 显 表 现 出荷 载 下 降后又继续上升的“ 二次硬化” 现象 ； 钢纤维体积分 数一定时 ， 粗聚烯烃纤维掺人后 ， 试件的抗弯荷载有 所增加 ； 荷载一 挠度曲线和荷载一C MOD曲线更加饱 满 ， 特别是粗聚烯烃纤维掺量大于 9 k g m。 时 ， 试件 的断裂韧性有显著改善 由图 6 ， 7可 见 ： 当 P VA 纤 维 掺 量 为 6 k g m。 时 ， 其增韧效果已经十分显著； 当 P VA纤维掺量再 增加时 ， 对试件的峰值荷载和变形影 响较小 小变形 以及中等变 形时 P vA 增韧效果较显 著， 但 当裂 缝 扩展较大时， 由于大部分纤维 被拔 出， 其增韧效 果 下 降 由图 8 ， 9 可 见 ， 钢 纤 维一P VA 纤 维 混 掺 与 钢 纤 维一 粗聚烯烃纤维混掺相比 ， 前者峰值荷载更高， 但 峰值后 的 变 形 性 能 较 差 ； 当钢 纤 维 体 积 分 数 为 1 0 时 ， 钢 纤维 一 粗 聚烯烃纤 维一P VA 纤维混 杂 RP C试件 比钢纤维一 粗聚烯烃纤维 混掺 R P C试件 或钢纤维一P VA纤维混掺 R P C试件的荷载一 挠度 曲 线和荷载一C MOD 曲线下 降段更 加平 缓 ； 试件 1 4 5 4 5在 C MOD达 到 2 mm 时 ， 仍 能 继 续 承 担 约 8 O 的峰值荷载 ， 峰值荷载和峰值变形也表现 出了 一 定 的正 混 杂效应 ； 当钢 纤 维体 积 分 数 为 1 5 时 ， 受到纤维分散不均的影 响， 钢纤维一 粗 聚烯烃纤维一 P VA 纤维 混杂 增韧 效果 不理 想 由此 可见 ， 钢纤 维对 RP C试件荷 载 的影 响较 显 著 ； 钢纤维 与 P VA 纤 维 混 掺 对 荷 载 有 一 定 提 高 作 用 ， 但 主要 在 小裂缝 时起 增韧 作用 ； 钢 纤维 与粗 聚 烯 烃纤维混掺对荷载影响较小， 主要 在较 大裂缝时发 挥增 韧作 用 2 3 断裂参 数 的定义 及计 算方 法 2 3 1 断裂 能 断裂能 G 是裂 缝 扩展单 位 面 积所 需 的 能量 采 用 RI L E M 1 9 8 5 T C S 0 一 F MC 标 准 测 试 方 法 l 7 ， 断 裂 能表 达式 见式 ( 1 ) ： G f I I P ( ) d 8 +ra g 8 0 l A g 一 ( W o 4 - rag 8 o ) AI g ( 1 ) 式 中： w。为断裂 功 ； m 为试 件在 2个支座 问 的质 量 ； g为重 力 加 速 度 ， 取 为 9 8 m s ； A- i 为 韧 带 面 积， A 一( ma 。 ) 6 ， 其中 b为试件宽度 2 3 2 断裂 韧度 断裂韧度 K 可采用简化计算方法_ g 。 o 得到 从 实测荷载一C MOD曲线的初始直线段得到初始柔度 C 后 ， 由式 ( 2 ) 计算试件的弹性模量 E： E 一 3 70 + 3 2 6 0 ta n z ( ) 式 中 ： Ci C MOD i P ； n 一 ( n 。 +h o ) ( +h o ) 据线性渐进叠加假定 ， 临界裂缝长度 n 的计算 式 见式 ( 3 ) ： 第 1期 邓宗才 ， 等 ： 混杂纤维活性粉末 混凝土的断裂性能 口 一 2 - ( h十 。 )x 丁 c 式中 ： P 为峰值荷载； C MOD 为峰值荷载对应的 裂缝 口张开位移 ； 裂缝亚临界扩展量 n 。 一口 一日 。 断裂韧度 K 。 用式( 4 ) 进行计算 ： KIc =坠 ( 4 ) F 2 ( a )一 一 ( 1一 口 ) T( 1+ 3 a ) P c) + 4 P 4 ( 一 P ) ) (5 ) 其 中 P。 。 ( d 。 )一 1 9 9+ o 8 3 a 。一 0 3 1 a + 0 1 4 a 。 ( 6 ) P 4 ( a )一 1 9+ 0 4 1 a + 0 5 1 a c 2 0 1 7 a 。 。( 7 ) 式中 ： a 。 一 ； s为试件 跨度 ； 为跨 高 比， 本 文取 ， 0 为 2 5 2 4 断裂参数的计算结果与分析 据上述公式计算出各试件断裂参数 ， 列于表 4 由表 4可见 ： ( 1 ) 单掺钢 纤维 R P C试件随着钢 纤维体积分数 的增加 ， 其峰值荷载和断裂能显著增 加 ， 当钢纤维体积分数为 2 0 时 ， 试件峰值荷载和 断裂 能 比 素 R P C分 别 提 高 2 7 5倍 和 8 8 9倍 ( 2 ) 对于钢纤维一 粗聚烯烃纤维混杂 R P C试件 ， 当钢 表 4 R P C试件的断裂力学参数 Ta b l e 4 F r a c t u r e p a r a me t e r s o f v a r i o u s RPC s p e c i me n s S p e c i me n P一 G C MOD ， Kk S p e c i me n P一 G C MOD Kk l a b e 1 k N ( Jm一 ) mm口“mm( MPaml ) l a be 1 k N ( Jm一。 ) mm 。 ( MPam1 。 ) 0 0 0 1 9 5 1 8 9 1 2 0 0 1 4 5 8 6 1 3 2 1 - 0 9 5 7 3 1 7 2 4 8 4 0 0 2 2 0 1 7 1 4 1 1 9 8 0 5 - 0 0 2 3 6 2 7 0 4 2 5 0 0 2 3 6 6 9 1 7 0 1 - 0 1 1 5 9 7 1 8 2 9 7 6 8 0 2 9 9 1 7 4 2 1 3 0 1 1 - 0 0 3 1 4 7 0 2 5 4 3 0 5 5 4 2 0 0 9 1 0 7 0 1 5 - 6 0 5 85 1 4 4 9 5 7 2 0 3 9 5 1 6 8 5 1 2 2 5 1 5 - 0 0 4 7 8 1 0 9 6 0 4 2 0 3 1 1 1 6 3 8 8 9 9 1 5 - 9 0 7 3 8 2 6 1 2 8 4 5 0 6 3 6 1 8 5 2 1 9 0 5 2 0 0 7 3 2 1 6 9 9 9 0 6 0 3 5 2 1 2 9 1 9 1 4 l _ 5 1 1 0 8 09 2 4 0 8 6 0 8 0 6 9 7 1 9 4 6 2 4 5 3 0 5 - 6 0 2 0 2 5 5 6 8 3 0 0 0 2 0 6 8 2 I 4 7 1 5 - 0 6 7 6 6 1 7 5 3 2 4 0 0 3 1 9 1 4 5 2 1 1 6 5 0 5 - 9 0 2 1 5 1 1 5 5 7 1 8 0 0 1 8 5 0 5 1 3 7 1 5 - 0 9 8 86 2 0 6 5 8 4 8 0 3 4 6 1 4 7 3 1 3 5 6 0 5 - 1 卜0 3 1 6 1 4 3 1 0 8 4 0 1 7 5 1 5 4 4 5 2 7 1 5 - 0 1 1 9 5 0 1 6 9 2 2 3 7 0 4 2 6 1 6 4 8 1 8 1 3 0 5 - 0 6 2 9 8 3 9 8 5 7 7 0 2 0 4 1 4 0 8 4 2 3 0 5 - 3 3 3 3 8 1 6 0 1 8 9 8 0 2 1 8 1 6 2 5 6 2 5 0 5 - 0 9 4 O 0 4 7 0 3 0 9 0 1 7 5 1 1 5 5 4 3 7 0 5 4 5 4 5 4 0 1 9 4 0 6 7 9 0 2 4 2 1 4 9 7 6 3 1 0 5 - 0 1 1 4 7 5 1 0 2 0 7 9 5 0 2 4 4 1 6 1 2 8 6 4 1 3 3 5 5 3 1 7 5 0 6 0 6 0 2 6 6 1 4 3 7 7 5 1 卜 6 0 3 4 2 8 6 8 6 2 8 0 1 8 2 1 5 1 3 5 4 9 1 4 5 4 5 6 5 5 2 0 2 4 4 3 9 0 5 0 2 1 7 9 9 1 5 5 6 1 9 0 4 1 3 1 9 0 5 3 O 9 0 4 9 7 2 0 3 O 1 4 6 7 】 _ 5 3 3 5 5 2 1 81 9 6 9 1 0 3 0 5 1 5 1 5 8 8 8 1 1 1 0 4 7 3 1 6 5 8 9 7 5 1 9 4 3 2 Z 2 8 2 6 5 1 1 5 4 5 4 5 6 5 9 1 8 4 7 0 2 0 0 4 8 7 1 7 8 4 1 5 2 8 1 - 0 6 4 9 7 1 1 8 5 5 1 8 0 2 0 5 1 6 4 3 6 4 8 纤维体积分数小于 1 0 且粗聚烯烃纤维掺量小于 1 1 k g m。 时 ， 其峰值荷载 比相 同钢纤维体积分数的 单掺钢纤维 R P C试件略有降低 ， 但随着粗聚烯烃纤 维掺量的增加 ， 试件的断裂能随之增加 钢纤维体积 分数不低于 1 0 时 ， 随着粗 聚烯烃纤维掺量 的增 加 ， 试件的峰值荷载略有增长但不明显 ， 断裂韧度显 著增 加 当 粗 聚 烯 烃 纤 维 掺 量 由 6 k g m。提 高 到 9 k g m。 时， 试 件的断裂能逐渐增加 ； 当粗聚烯烃纤 维掺量由 9 k g m。 提高到 1 1 k g m。 时 ， 试件的断裂 能有所下降 当钢纤维体积分数为 1 5 且粗聚烯烃 纤维掺量分别为 6 ， 9 ， 1 1 k g m。 时 ， 与单掺 1 5 钢 纤维试件相 比， 钢纤维一 粗聚烯烃纤维混杂 R P C试 件 的 峰 值 荷 载 分 别 提 高 了 2 2 4 ，5 4 4 和 6 9 2 ， 断 裂 能 分 别 提 高 了 3 2 3 ， 1 3 8 4 和 1 1 9 8 ， 断裂韧 度分别提高 了 3 6 3 ， 1 1 1 9 和 1 7 2 9 ( 3 ) 钢纤 维 一P VA 纤 维 混 掺 RP C试 件 ， 与 相 同钢纤维体积分数的单 掺钢纤维试件相 比， 其峰 值荷载 、 断 裂 能 和断 裂 韧 度 均 有 显 著 提 高 随着 P vA纤维掺量的增加 ， 试件的峰值荷载和断裂韧度 均逐渐增大 在钢纤维体积分数小 于 1 5 时 ， 随着 P vA纤维掺量 的增加 ， 试 件的断裂能逐渐增大 ； 当 钢纤 维 体 积 分 数 为 1 5 ， 且 P VA 纤 维 掺 量 由 9 k g m。 提 高到 1 1 k g m。时， 由于纤维分 散不 均 匀 ， 试件的断裂能有所降低 因此 ， 为了确保 P VA纤 维均匀分散 ， 钢纤维体积分数为 1 5 时 ， P VA 纤 维掺量 不 宜 大 于 9 k g m。 当钢 纤 维体 积 分数 为 1 5 ， P VA纤维掺量为 6 ， 9 ， l 1 k g m。时， 与单掺 1 5 钢纤维试件相 比， 试件的峰值荷载分别提高了 2 0 建筑材料学报 第 1 9 卷 6 0 3 ， 8 5 4 和 9 8 7 ， 断 裂 能 分 别 提 高 了 5 9 9 ， 8 8 5 和 5 4 4 ， 断裂 韧 度 分 别 提 高 了 2 9 6 ， 5 0 8 和 1 0 1 7 图 1 0为合成纤维总掺量相 同( 粗聚烯烃纤维掺 量 M。 +P VA纤维掺量 M 一9 k g m。 ) 时 ， 钢纤 维 与合成纤维混掺方式对 断裂性能指标的影响规律 混 掺方 式包 括 ： ( 1 ) 钢 纤维 与 9 k g m。 粗 聚烯烃 纤 维 混掺 ； ( 2 ) 钢纤维 与 9 k g m。 P VA 纤维混掺 ； ( 3 ) 钢 纤 维 与 4 5 k g m。粗 聚 烯 烃 纤 维 、 4 5 k g m。 P VA 纤维同时混掺 由图 1 O可见 ， 在合成纤维掺量相同 的条件下 ， 钢纤维一P VA纤维混掺 RP C试件 比钢纤 维一 粗聚烯烃纤维混掺 R P C试件的峰值荷载更高 ， 这说明 P VA 纤维对 提升 R P C试件荷载有 一定贡 献 在合成纤维掺量相同的条件下 ， 钢纤维一 粗聚烯 烃纤维混 掺 R P C试件 的断裂 能 明显 大于钢纤 维一 P vA纤维混掺 R P C试件 ， 这说 明粗聚烯烃纤维对 R P C试件断裂能的提高有显著 贡献 当钢纤维体积 体积分数为 0 5 时 ， 在合 成纤维掺量相 同的条件 下 ， 钢纤 维一 粗 聚 烯 烃 纤 维 混 掺 R P C试 件 的 断裂 韧 度明显小于钢纤维一P V A 纤维混掺 RP C试件和钢 纤维一 粗聚烯烃纤维一P VA纤维混掺 R P C试件 ， 而 S t e e l + S t eel +P VA S t e e l + po l y o l e fi n po l y o l e fi n Fi b e r hy bi r d mo d e + PVA ( a ) P e a kl o a d 1 5 晕 一 莹1 0 0 钢纤维一 粗聚烯烃纤维一P vA纤维混掺 RP C试件与 钢纤维一P VA纤维混掺 RP C试件的断裂韧度相近 ； 当钢纤维体积分数为 1 0 和 1 5 时， 钢纤维一 粗 聚烯烃纤维混掺 R P C试件的断裂韧度 明显大于钢 纤维一P VA纤维混混掺 R P C试件 当钢纤维体积分 数 由 0 5 提 高 到 1 5 时 ， 钢 纤 维 一 粗 聚烯 烃 纤 维 混掺试件断裂韧度显 著提高 钢纤维掺率 为 1 5 时， 钢纤维一 粗 聚烯烃纤维一 P VA纤 维混掺 R P C试 件 的断裂韧 度 比钢纤 维一 粗 聚烯 烃 纤维 混 杂 R P C试 件 小 ， 比钢 纤 维一P VA 纤 维 混 掺 RP C试