用其他纤维取代RPC中钢纤维的研究综述.docx

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1、用其他纤维取代RPC中钢纤维的研究综述1.钢纤维对RPC的作用机理1.1.钢纤维掺量的影响1.对抗压强度的影响：在一定范围内(如1.75%2%),随着钢纤维掺量的增加，抗压强度川和峰值应变都会有所增加。当钢纤维掺量小于1%时，对RPC强度的影响有限，在配制RPC时钢纤维的掺量不能小于1%;当钢纤维大于3%时，纤维的增加对RPC强度增长的影响放缓，在考虑经济成本的情况下，钢纤维的掺量一般地说不要超过去3%小久其中，钢纤维掺量对RPC的影响效果还受水胶比的影响：在水胶比较低时，钢纤维对RPC抗压强度的增强效果随钢纤维掺量的增大而增大；在水胶比较高时，钢纤维的掺量变化对RPC抗压强度几乎无增强作用。

2、(1)抗压强度增强机理：掺入钢纤维后,如单轴压缩情况下，随着钢纤维掺量的增加，试件的破坏模式由沿45倾斜面剪切破坏的脆性方式逐渐转化到横向肿胀破坏的韧性方式，即横向拉伸破坏。这种破坏机制的变化是由钢纤维的拔出破坏机理和对裂缝的闭合作用所决定的,由Mohr-Coulumb强度理论可知材料的剪切强度为汇=C+btan。式中C为材料内聚力，9为材料的摩阻角，二者均为材料参数。纤维RPC中，由于钢纤维闭合裂缝的作用，其结果相当于增加内聚力。，而分布于滑移面上的钢纤维，又起到插销作用增大了摩阻角夕。因此随钢纤维掺量的增大，纤维RPC的抗剪强度必然逐步增大，从而阻止了试件的剪切破坏，而使其横向胀裂。(2)

3、水胶比影响机理：钢纤维混凝土中，钢纤维与水泥基体之间存在一个界面层，界面层有比基体高的水灰比和孔隙率，有比基体松散的结构，因此，这是个薄弱区，钢纤维受力后破坏由此开始，在钢纤维表面形状和长径比一定的条件下，粘接强度由界面层决定，界面层随水胶比的增大而变弱，这样，水胶比增加到一特定值时，当RPC基体中剪切面一形成，跨越剪切面的钢纤维因粘接强度不够，不足以承担剪切面的拉应力而立刻被拉脱破坏，不足以对抗压强度增强网。(3)钢纤维掺量不能太少的原因：钢纤维的掺量越大，在剪切面上起约束作用的钢纤维越多，对RPC抗压强度增强就越明显.当钢纤维的参量减少到一特定值时，当RPC基体中剪切面一形成，跨越剪切面的

4、钢纤维因数量不够，不足以承担剪切面的拉应力而立刻被拉脱破坏，不足以对抗压强度增强。(4)钢纤维掺量不能过多的原因：钢纤维的掺入，生成了钢纤维RPC界面，钢纤维对RPC抗压强度的影响程度关键在于界面特性,RPC中掺入的硅灰强化了钢纤维与基体间的界面层直至界面层消失和再次强化，因此掺入一定量的钢纤维后不会引起界面区破坏，对提高RPC抗压强度是有益的。但是随着钢纤维掺量的继续增大，钢纤维一一RPC界面破坏会越来越明显，在界面上产生很多微小的原生裂缝，从而增大了内部缺陷，产生新的破坏因素。另外钢纤维的加入会一定程度上降低RPC的和易性，浆体的流动性不够，不能充分填充界面上的微空隙，这也会增多材料内部缺

5、陷，导致整体强度的下降.当钢纤维掺量继续增大，由于内部钢纤维的插销、混杂作用形成一钢纤维网，受压破坏时形成大量的微裂缝，因此也降低了RPC的抗压强度91叫2 .对抗折强度影响：对于同种钢纤维，RPC的抗折强度在保证混合料和易性的前提下,随纤维体积率的提高呈线性增长UKML3 .对剪切性能的影响：钢纤维掺入对RPC抗剪强度和剪切变形能力的提高具有显著效应，但对剪切开裂强度和剪切模量的影响很小，RPC的剪切模量可取值为32GPauL4 .对流动性的影响：随着钢纤维掺量增加而显著减小，钢纤维与水泥浆成为整体，钢纤维的比表面积较大，需要浆体包裹，所以钢纤维掺量增大，RPC的流动度减小.当钢纤维增大到一

6、定的比例时，RPC的和易性（流动度）己经非常小，再增大钢纤维的用量，则对RPC和易性（流动度）影响不大亿网。5 .对疲劳性能的影响：随钢纤维掺量的增加，RPC的疲劳寿命和疲劳强度相应提高1网。1.2.钢纤维种类的影响综合混凝土的流动性、抗压强度、抗折强度、冲击性能等因素，可以发现端钩形钢纤维比铳削、方直形和波纹形纤维更优越。但在提高RPC的抗裂性能方面，平直型、端勾型和波浪型微细钢纤维的RPC开裂面积依次递减，说明随着钢纤维曲折度的增加，RPC的开裂面积逐步减少高强、大长径比、易分散的纤维具有更优异的增强和增韧效果WL在长径比基本相同的情况下应选择直径细的纤维，这样纤维在混凝七中的分散度更高，

7、更能提高构件的抗折强度4.14）,同时能提高抗折强度和抗弯强度1。不同种类钢纤维级配掺入基体混凝土中，钢纤维具有协同作用，使钢纤维RPC在高强的同时还具有较好的韧性，且具有较好的经济性1。2.用其他纤维取代钢纤维的研究低弹性模量的聚丙烯纤维和中等弹性模量的耐碱玻璃纤维对两种RPC的力学性能也有所改善，但是改善效果不明显。尤其是在矿渣RPC中选择适当的掺量还是可以作为钢纤维的替代品。这是因为低弹性模量的聚丙烯纤维、中等弹性模量的耐碱玻璃纤维由于其刚度较小，所以相比钢纤维而言，它在活性粉末混凝土中的空间作用并不很强，不能形成有效的空间骨架，所以对RPC的力学性能改善不明显凤。有学者对掺入聚丙烯纤维

8、的RPC进行了力学性能分析，发现其抗压强度具有较大幅度的提高，冲击韧性也显著增强；聚丙烯纤维可极大提高RPC的疲劳寿命12久但有人认为聚丙烯纤维的掺入使得RPC7d和28d抗压强度都降低，但能提高7d抗折强度，最大可提高13%。而混杂纤维主要能提高RPC的7d抗折强度，且最大可提高82%川。经过较高温度作用后，PPF熔化后的孔洞为蒸汽溢出提供了通道，缓解了混杂纤维RPC的高温损伤，从而改善了高温性能12L掺入碳纤维对RPC抗压强度的增强作用是明显的31，且有显著的增韧和阻止微裂缝开展的作用【23】。3.结语对于取代RPC中钢纤维的研究，目前主要是使用3种纤维进行取代，分别为聚丙烯纤维、玻璃纤维

9、和碳纤维。单独使用3种纤维或者使用混杂对RPC都有一定的增强作用，但是效果均不如钢纤维。除此之外，玻璃纤维还要考虑其是否耐碱的问题，聚丙烯纤维要考虑其熔点低的问题。吴教授提供的信息：法国Davidovits教授采用玻璃纤维、碳纤维、碳化纤维增强型地质聚合物,抗弯强度已经分别达到了140MPa,175MPa,210MPa。是要直接使用这种材料取代RPC?还是分别代替RPC中的钢纤维与水泥？4.参考文献1 钟世云，王亚妹，高汉青.纤维对自密实活性粉末混凝土强度的影响UL建筑材料学报,2(X)8,11(5):522-527.2 安明茄，宋子辉，李宇，张宇.不同钢纤维含量RPC材料受压力学性能研究J.

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