文摘

素混凝土(PC)的缺点容易开裂,变形阻力低。在实际工程中,钢纤维或聚合物纤维通常是选择来提高混凝土的抗拉和抗裂性。在这项研究中,聚丙烯纤维(PPF)添加到具体内容的0,0.6,0.9,和1.5公斤/米3。个人电脑和PPF-reinforced混凝土的抗压和抗弯测试(PPFRC) 14日,28日和养护进行了60天。结果,当PPF的内容超过1.2公斤/米3,和易性变得更糟。PPFRC抗压和抗弯强度的增加与电脑。然而,强度的增加并不总是随着纤维含量的增加而增加。的单轴抗压强度PPFRC PPF的1.2公斤/ m3是最佳的年龄在14 - 28天,比电脑高20.56%和11.24%,分别。PPFRC PPF的0.9公斤/ m3在60天是最好的,这是比电脑高19.68%。的抗弯强度ppfrc - 0.9是最高的。此外,CFEC和CTI PPFRC都高于PC,表明它具有显著的抗裂性和韧性。

1。介绍

混凝土是使用最广泛的建筑材料,因为它的许多优点。然而,混凝土是一种脆性材料,容易裂缝(1- - - - - -3]。如今,聚合物和纤维广泛用于缓解裂纹增长和发展。纤维在土木工程的应用不仅提高了组件的机械性能,而且还提供了一个新的想法解决固体废物浪费纤维(4,5]。聚丙烯纤维(PPF)被认为是一个有效的方法来改善收缩开裂特性和韧性6]。随机分布的纤维可以作为内部钢筋增强混凝土的属性。纤维增强混凝土的内部结构如图1。这些纤维可以提高混凝土的韧性和抗拉强度,抑制裂缝的发展7- - - - - -12]。初始裂缝通常是混凝土的起源损坏或性能恶化。和PPF可以有效地抑制初始裂缝的发生和发展13- - - - - -17]。

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图1
纤维增强混凝土的内部结构。

纤维增强混凝土在实际工程应用具有一定的优势,因为它的高强度和韧性3,18- - - - - -20.]。PPF已广泛应用于工程项目,取得了良好的工程效益,例如,高124.4米的钢筋concrete-face-rockfill Baixi水库大坝在宁波,中国。第二阶段面对Baixi水库大坝位于水位波动的面积。在冬天,这个大坝常常受到环境因素的影响,如冷洋流和强风,工作条件相对较差。为了防止混凝土表面裂缝,提高抵抗变形的能力,使用PPFRC在小组项目的第二阶段,消费的11000米3,包括9.9吨的生产可能性边界。

抗压强度是混凝土结构设计中最基本的参数(21- - - - - -23]。这表明良好的相关性与其他机械和物理性质。学者发现,PPF可以提高抗拉强度、抗弯强度、抗弯韧性混凝土(24- - - - - -27]。一些学者认为,PPFRC抗压强度无显著影响,因为纤维含量很低(18,28]。许多学者甚至认为添加PPF可能导致轻微下降,混凝土的抗压强度13,28,29日]。原因是PPF低弹性模量,主要对PPFRC抗压强度略有降低。然而,其他学者认为,PPF可以提高混凝土的抗压强度25,30.]。纤维可以减少裂纹形成和发展,从而导致增加抗压强度(31日]。添加纤维混凝土的另一个优点是,它提高了混凝土耐久性、耐冻融、氯化不渗透性,贯入阻力(18,28,32- - - - - -36]。PPF也可以改善混凝土的抗冲击性和抗疲劳性37,38]。由于其小直径的PPF,混凝土的水泥砂浆矩阵覆盖着交叉纤维细丝。此外,纤维与水泥砂浆(有一种强烈的情结38]。因此,混凝土不会被摧毁后立即初始开裂和可以继续承受荷载。PPF增加债券的特点,水泥砂浆和混凝土表面的粗糙度修复,减少微裂纹的生成在混凝土硬化(38- - - - - -44]。

混凝土在早期年龄的性能是非常重要的工程质量和进度的控制。先前的研究主要集中在力学和耐久性PPFRC固化后,但也有一些研究力学性能的发展PPFRC在养护期间。在这项研究中,PPF内容的影响混凝土的工作性能。同时,进化和失效机理的力学性能对PPFRC不同的内容标准养护14后,28岁,而60天。此外,PPFRC单轴压缩的本构模型测试与优化不同年龄不同算法进行了研究。

2。实验程序

2.1。原材料

材料制备的PC和PPFRC标本包括水泥、粉煤灰、自来水,坟墓,沙子,减水剂,PPF,做些毫米大小的砾石。实验中使用的PPF丛生的单丝,如图2。PPF参数表中列出的实验中使用1。


图2
PPF的实验。
表1
PPF的物理性质。
2.2。混合设计和样品制备

混凝土设计强度测试中使用的是30 MPa。总共有五个混凝土混合准备。电脑混合和四个PPFRC混合包含PPF的0.6,0.9,1.2,和1.5公斤/米3被提供。大量的水泥、砂、粉煤灰和粗骨料混合保持不变。级配曲线如图3。值得注意的是,当PPF内容为1.2公斤/米3,用水量增加到145克。此外,减少水增加到12克。PPFRC和PC的混合设计如表所示2。


图3
级配曲线的水泥、粉煤灰和细和粗骨料。
表2
混合比例的PC和PPFRC混合物。

准备电脑标本,粗骨料时,沙子,水泥,粉煤灰是第一搅拌2分钟。之后,水涌入三个时期的混合物,混合物是搅拌3分钟。碎石、沙子、水泥、粉煤灰、和PPF搅拌2分钟,重复相同的过程时电脑标本准备PPFRC标本。测试电脑的衰退和PPFRC混合物之前把混合物倒进模具。之后,混合均匀的注入模具和挑动,和模具满心疏松的PC和PPFRC被放置在潮湿的空气为24小时。标本是脱模和编号和治愈14天,28天,60天在标准养护条件。PPFRC不同纤维含量的0.6,0.9,1.2和1.5公斤/米3ppfrc命名ppfrc - 0.6——0.9, ppfrc - 1.2,分别和ppfrc - 1.5。本研究中使用的测试项目和标本维度表中列出3。

表3
测试类型和样品尺寸。
2.3。标准稠度试验和密度

经济衰退测试进行新鲜混凝土混合物,和硬化混凝土的重量测量在同一时间。一个标准的几何坍落度筒图所示4,上部开口的直径,高度,和底部的直径是300年,100年和200毫米。区别的最大高度新鲜混凝土混合料和坍落度筒的高度测量的价值暴跌。混合物的流动性在喷射混凝土工程中,需要和纤维对喷射混凝土性能有显著的影响。此外,纤维的加入可以有效地提高韧性和能量吸收能力(45]。

(一)
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(b)
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图4
混凝土坍落度筒的混合物和几何图。

以PC为参考,PPFRC不同纤维的性能研究内容研究纤维除了在混凝土的影响。纤维的影响在减少混凝土的和易性和测量坍落试验。在混合的混合物,含量低PPF增厚影响混凝土混合物。界面效应降低了混凝土隔离,改善和易性。然而,如果PPF内容超过1.2公斤/米3,流动性差,混合是困难的,和外加剂和水消费都增加了。随着纤维含量的增加,混凝土混合物,PPFRC混合的加工性能逐渐下降(43]。衰退的值、水胶比、砂率和密度PC和PPFRC不同纤维含量如表所示4。PC的平均下降,ppfrc - 0.6, ppfrc - 0.9, ppfrc - 1.2,和ppfrc - 1.5是215,210,203,188,181毫米。ppfrc ppfrc的衰退——0.6——0.9,ppfrc - 1.2,和ppfrc - 1.5 2.33%, 5.58%, 12.56%, 15.81%低于电脑。随着纤维含量的增加,经济衰退降低了由于砾石和纤维之间的联锁。这种情况表明,PPF增厚影响混凝土混合。的表面积纤维需要消耗一部分水泥浆的混凝土,导致数量相对减少的水泥浆的表面积减少砾石和流动性的混凝土混合物。PC的平均重量,ppfrc - 0.6, ppfrc - 0.9, ppfrc - 1.2,和ppfrc - 1.5 2417, 2417, 2408, 2441,和2394公斤。不同重量的原因可能是,砾石或不同的数量或重量,PPF占用一定量的沙子空间,导致含砂量减少。

表4
ppfrc属性的PC, ppfrc - 0.6——0.9, ppfrc - 1.2, ppfrc - 1.5。

3所示。测试结果和分析

3.1。立方体抗压试验
3.1.1。测试现象和故障模式

测试是根据中国标准GB / t50081 - 2002。所有的评估数据测量3平行样品在相同条件下,平均值是用于讨论和分析。28天抗压测试作为一个例子。PC的宏观破坏,ppfrc - 0.6, ppfrc - 0.9, ppfrc - 1.2, ppfrc - 1.5最终卸货后表现出图5。PC标本的碎片散落,诚信很差。结构支撑能力也失去了。相反,一些小片段要掉下来还连着PPFRC标本的主体,因为遮蔽作用的纤维,在这个时候,标本仍然有能力承受负荷。大型纤维含量是指明显的失败后标本的完整性,表明PPF增加试样的变形和开裂后试件的承载力。在测试期间,添加纤维增加了混凝土的延性损伤,和标本保存加载失败。纤维减少原混凝土裂缝和抑制混凝土裂缝的发展。因此,纤维增强混凝土的开裂荷载比电脑。通过定性分析,当混凝土结构受损,PPFRC有能力延迟最后伤害的发生由于添加纤维。这种情况表明,PPF可以极大地提高混凝土的抗裂性和韧性。 The reason may be that PPF can prevent the development of the microcracks. During the test, when the specimens have been partially destroyed but not completely destroyed, the PPF exhibits a bridging effect and can still absorb a part of the energy.


图5
宏观初始裂纹的照片、原始和最终状态的PC和PPFRC养护28天。

PPF有巨大的比表面积和拥有强大的债券与水泥基材料。图5PPFRC (a)是一个片段,讨论均匀分散和混凝土内部形成了一个混沌系统。从图可以看到6(一),很明显,纤维位于形成裂缝的宽度就像一个桥梁连接。纤维的特点防止混凝土块开裂后的分离。可以看出,PPF的角色在PPFRC马镫。不考虑纤维碎片中包含的数量,发现测试20受损的碎片后,纤维PPFRC后仍然可以发挥遮蔽作用被压力摧毁。如图6 (b)通过粗略的测量,纤维可以承受的最大重量超过200克,将影响纤维的数量包含相邻片段,埋深的纤维,和其他相关参数,难以准确衡量。

(一)
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图6
(a)图形成连接桥由纤维和(b)的重量PPFRC片段。
3.1.2。扫描电镜结果

破坏后的内部微观标本扫描的扫描电子显微镜(SEM)。从微观的角度来看,很明显,纤维位于裂纹并创建的连接桥梁在图7,纤维防止开裂后混凝土块的分离。PC和PPFRC的SEM照片见图8。片段表面SEM的观察了在同一放大可以观察周围的水泥粘贴纤维更紧凑。随机叠加强化效应与大量的PPF分布在混凝土矩阵和骨料界面可能是一个重要的PPF来源来改善混凝土的微观结构。

(一)
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(b)
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图7
(一)纤维的扫描电镜图像嵌入混凝土混合物和(b)纤维桥接裂纹。
(一)个人电脑
(一)个人电脑
(b) PPFRC
(b) PPFRC
图8
SEM图像的PC和PPFRC混合物在60天的养护(放大10000)。
3.1.3。抗压性能

图9显示了加载时曲线PPFRC不同纤维含量在不同养护和PC时代。曲线的平均9相同的混合标本,PC的平均压缩加载时曲线和PPFRC 14岁,28岁和60天的养护提出了图9。图10在加载时显示了曲线在峰值负载曲线和曲线的趋势线。

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图9
加载时曲线的PC和PPFRC抗压测试:(a) 14天、28天(b)和(c) 60天。
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图10
压缩加载时曲线的下降部分:(一)14天,28天(b)和(c) 60天。

产生的峰值负载PPFRC混合物总是高于个人电脑。 ,第一个裂纹发生的负载,大约80%的峰值负载。PPF添加可能会限制通过桥接裂纹裂纹扩展。这些纤维提供了明显的抗应力裂缝出现后。这种能力可能会增加的原因 PPFRC的价值。从图可以看出9电脑失败脆弱的方式一旦出现的极限载荷,这意味着个人电脑的高脆性性质。PPFRC没有突然下降但在强度逐渐降低,趋于稳定达到峰值负载后,显示一定的破坏过程。这一现象表明,PPFRC失败之后仍然可以承担一定的负载,增加混凝土的延性压下失败。添加PPF之后,很明显,PPF的主要影响下行压缩加载时曲线的一部分。然而,无论纤维含量下降部分的曲线并没有太大的区别。图8还表明,增加PPF内容增加了这些曲线下总面积。这表明,添加PPF在PC可能降低其脆性结构,提高其延性压缩载荷作用下。

图11趋势线的斜率曲线在图吗9。不管PPF内容,PPFRC斜率并没有太大的区别,远低于电脑。最大负载后,纤维比例的一部分能量,抑制裂缝的形成和发展过程中混凝土抗压。换句话说,PPFRC有能力抑制混凝土的最终失败,可以延长时间的损害。


图11
山坡上的加载时曲线的下降趋势线阶段14岁,28岁,而60天的固化。

抗压强度(CS)计算从压缩加载时的最大负载曲线,和PC和CS PPFRC如表所示5。以下参数定义根据加载时曲线获得的抗压测试:(1)加载时曲线下的面积从原点到第一个裂纹的出现首先被定义为压裂纹能量吸收能力(CFEC)。(2)曲线下的面积从第一个峰值负载的裂纹是压缩了能量吸收能力(CCEC)。(3)曲线下的面积从起源到峰值负载的定义是有效的压缩能量吸收能力(ECEC)。(4)整个曲线下的面积是(CEC)压缩能量吸收能力。(5)曲线下的面积在峰值负载故障压缩能量吸收能力(FCEC)。(6)CEC / CFEC被定义为压韧性指数(CTI) (7,9,12]。根据上述参数的定义,CFEC的值,CCEC, ECEC, CEC, FCEC,和对ppfrc CTI - 0.6, ppfrc - 0.9, ppfrc - 1.2, ppfrc - 1.5计算,结果列在表中6。

表5
PC的抗压强度和PPFRC 14岁,28岁和60天的固化。
表6
CCEC, CFEC ECEC、CEC FCEC, PC和CTI值和PPFRC 14岁,28岁,而60天的固化。

PPFRC说明了不同的抗压强度影响PPF的复合材料。强度测量14后,28岁和60天的固化。而个人电脑(见图12),的CS PPFRC总是高于个人电脑。增加了混凝土的CS的原因可能是纤维会分散成一个三维的纤维网络的混凝土,混凝土的横向变形受到限制。ppfrc - 0.6的力量是最明显的改善。ppfrc - 0.6的28天强度提高约17.38%相比,14天强度和60天的强度比28天强度提高约15.42%。ppfrc的CS - 0.9是最大14岁和28天;然而,60天后,CS ppfrc - 0.6是终极的。ppfrc - 0.9的14天强度增加了15.58%的PC, ppfrc - 0.9的28天强度比电脑增加了17.75%。ppfrc - 0.6的60天的力量比个人电脑增加了19.05%。


图12
28岁的抗压强度14岁和60天的固化。

图13显示了PPF内容压缩韧性指数的影响。可以看到,PPFRC韧性指数明显高于电脑。韧性指数的增加先增加,然后降低PPF内容,最大值是ppfrc - 0.9在14和养护28天;然而,最大值是ppfrc - 0.6在60天。的28天CTI ppfrc 1.5 - 1.2和ppfrc略低于ppfrc - 0.9。ppfrc - 0.6的值略低于ppfrc - 1.5。PPF作为桥跨横向裂缝,缓解裂纹尖端的应力集中和裂纹扩展阻力的增加。这种能力可能会造成增加PPFRC的CTI。


图13
抗压韧性指数在14、28和60天的固化。

假设个人电脑是100,CFEC的比较,CCEC, ECEC, CEC, FCEC PC, ppfrc - 0.6, ppfrc - 0.9, ppfrc - 1.2, ppfrc - 1.5图所示13。此外,与PC相比,CFEC, CCEC, ECEC, CEC, FCEC PPFRC都高(图13),其中ppfrc - 0.9的值是最大14岁和28天。ppfrc - 1.2的值接近ppfrc - 1.5,和其他ppfrc - 0.6的值几乎是类似于电脑除了FCEC在14天的固化。PPFRC FCEC价值大于电脑。ppfrc - 1.5的28天FCEC价值超过ppfrc 1.2 - 0.6和ppfrc, FCEC ppfrc - 1.5的价值是最高后60天;然而,FCEC ppfrc - 0.6的价值低于ppfrc - 0.9, ppfrc - 1.2, ppfrc - 0.5。

在图(14日)ppfrc - 0.9显示值最高,其次是ppfrc - 1.2, ppfrc - 1.5, ppfrc - 0.6,其中的值ppfrc略高于ppfrc - 1.5 - 1.2。在图14 (b)CCEC, CFEC ECEC, ppfrc - 0.6和CEC值超过ppfrc - 1.5,并在图14 (c)、CFEC CCEC、ECEC ppfrc - 0.6和CEC值超过ppfrc成为最大的- 0.6。FCEC值有不同的变化在14,28岁,而60天。原因是有尾巴的长度差的下降部分加载时曲线。

(一)
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图14
比较电脑和PPFRC能量吸收:(一)14天,28天(b)和(c) 60天。
3.2。单轴压缩试验
3.2.1之上。测试现象和故障模式

单轴压缩试验的标本用于移动关节,表现出更明显的脆性比立方体抗压试验。单轴压缩试验如图15。在加载过程中测试的,PC标本出现剥落现象与大型和渗透裂缝和剪切破坏。标本分为两个部分,是突然的损害。PPFRC标本显示没有明显的剥落现象,但有些小的裂缝,具有良好的完整性和延性。这是因为PPF的遮蔽作用限制裂缝的生成和发展。从图可以看出16,PPF可以发挥良好作用开裂混凝土单轴压缩破坏过程中的阻力。随着纤维含量的增加,样品的完整性就更好了。这是密切相关矩阵之间的桥接功能纤维。


图15
单轴压缩试验。

图16
单轴压缩破坏形态的标本养护28天的年龄(示例1)。
3.2.2。实验结果分析

图17显示了单轴抗压强度的变化趋势在不同养护年龄PPFRC标本不同剂量。从图可以看出,纤维后混凝土的单轴抗压强度增加补充道,和PPFRC标本的单轴抗压强度先增加,然后随纤维用量的增加而减小。随着年龄的增加,PPF显著加强影响混凝土的后期强度,改善混凝土的连续性和完整性。单轴抗压强度和增长率的标本不同固化年龄和不同剂量的PPFRC表进行了总结7。然后治疗年龄是14天,剂量为1.2公斤/米3,PPFRC单轴抗压强度是最大的,比电脑高20.56%。当用量为0.9公斤/米3至少,PPFRC单轴抗压强度增加,比电脑高9.32%。然后治疗年龄是28天,剂量为1.2公斤/米3,PPFRC单轴抗压强度是最大的,比电脑高11.24%。当用量为0.9公斤/米3PPFRC单轴抗压强度是第二个,比电脑高4.85%。PPFRC的单轴抗压强度是最高的年龄是60天,剂量为0.9公斤/米3,比电脑高19.68%。一个全面的比较这三个年龄段的单轴抗压强度显示1.2公斤/米的纤维含量3有最好的影响混凝土的单轴抗压强度、单轴抗压强度的两个时期最显著增加。


图17
单轴抗压强度的PC和PPFRC在不同养护。
表7
单轴压缩强度的增长率PC和PPFRC在不同养护。
3.2.3。单轴压缩应力-应变本构模型

数据18- - - - - -20.显示电脑的单轴应力-应变曲线,ppfrc - 0.6, ppfrc - 0.9, ppfrc - 1.2,年龄和ppfrc - 1.5养护14天,28天,60天。可以看出PPFRC试样的应力-应变曲线是类似于电脑。它表明PPFRC棱镜的失败模式标本一样的电脑。标本失败后迅速达到极限荷载,所以只有曲线的下降部分的一部分。


图18
单轴压缩应力-应变曲线的PC和PPFRC 14天治疗时代。

图19
单轴压缩应力-应变曲线的PC和PPFRC 28天养护的年龄。

图20
单轴压缩应力-应变曲线的PC和PPFRC 60天的固化。

稳步上升阶段的曲线是直线部分,其斜率近似等于弹性模量的值。的线性部分的斜率计算单轴压缩应力-应变曲线(14岁和28天,曲线的斜率计算15 ~ 20 MPa的压力;在60天内,曲线的斜率在压力期间计算20 ~ 25 MPa)。这是发现PPFRC模数为1.2公斤/米3是在最高的14天、28天、60天, MPa和 MPa和 分别MPa。在14天、28天,电脑不到PPFRC的弹性模量,这是 MPa和 分别MPa。在60天,只有PPFRC斜率剂量为1.5公斤/米3小于电脑。

的公式, 应力-应变曲线的上升部分,一般 ; 是应力-应变曲线的下降部分的参数,通常采取什么 ,还有的情况下 。

基于混凝土的单轴压缩应力-应变曲线关系,的值 和 在方程(1可以派生)。推导过程可以根据测试数据和相应的曲线形式推导出的问题转化为一个优化问题。假设理想值(上升段系数 和下降段系数 )满足条件的镇海模型。因此,必须有一个剩余的非理想的价值 ,上涨的部分曲线:

曲线下降段

拟合参数值的过程 和 实际上是发现的过程的最小值 。由于镇海模型的模型是光滑连续,上述问题是通过多个采样点的简化模型曲线,即上升部分的曲线:

曲线下降段

考虑到之间的关系 和参数估计是非线性的,通常有许多搜索域的最小值。传统的优化算法可能不称职。因此,本文采用改进的微分进化算法提出的钱等。46]。对于这个优化问题,计算结果如表所示8。

表8
参数 和 改进算法后值。

可以看出规律的上升和下降部分PPFRC标本的单轴压缩应力-应变曲线基本上是相同的,在其中 约等于2 随着年龄降低,其单轴压缩应力-应变曲线方程可以表示如下:

为增加部分( ),

不断下滑的部分( ),

在上面的单轴压缩应力-应变本构模型中,除了抗压强度 ,峰值点的应变 是一个关键参数。建立单轴抗压强度之间的关系 PPFRC标本和峰值点压力 ,如图21。当电脑的统计数据和不同PPPRC标本在三个治疗年龄统计发现,有一个二次函数棱镜强度和峰值应变之间的关系。峰值应变 和轴是通过拟合实验数据。抗压强度之间的关系 显示。


图21
峰值点应变之间的关系 和单轴抗压强度 电脑和PPFRC。
3.3。弯曲测试
3.3.1。测试现象和故障模式

混凝土的抗弯强度是一个重要特征,显著影响混凝土的安全性和使用寿命。进行了三点弯曲试验来评估PPFRC标本的行为,和图22显示的原理图在这项研究中使用的三点弯曲试验。


图22
弯曲试验的原理图。

图23显示裂纹的形成在PC和极限载荷PPFRC在28天,和所有的标本大约只有一个裂缝,坐落在中间。它可以观察到,PPFRC标本在一起,因为纤维的约束效果。在极限荷载,裂缝开口宽度的标本PC, ppfrc - 0.6, ppfrc - 0.9, ppfrc - 1.2,和ppfrc - 1.5扩大到55毫米,13毫米,2毫米,5毫米,分别和13毫米。弯曲测试后,当在PC含量低PPF混合物大桥微裂隙,额外的能量消耗随着纤维被毁或退出,导致更高的破坏载荷和材料的韧性。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
(e)
(e)
图23
PC和PPFRC失败类型:(a)电脑(脆)和(b - e) PPFRC(韧性)。

在弯曲试验的情况下,为了更好地观察纤维的失败,PPFRC的光束是故意分为两个部分,如图24。可以看出纤维几乎均匀分布的退出和破碎支离破碎的表面的标本。通过目视检查PPFRC梁的断裂表面的随机分布和传播PPF被发现。矩阵裂缝后,纤维可以继续承担载荷。的完整性和连续性通过添加纤维可以提高混凝土。纤维可以防止断裂表面被桥接在裂缝裂缝出现和传播时,轴承负载直到他们退出了矩阵。

(一)
(一)
(b)
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图24
纤维桥接的部分。
3.3.2。抗弯强度

图25显示PPFRC的荷载位移曲线与不同纤维内容在14、28日,60天的固化抗弯强度测试。曲线的平均9相同的标本。与压缩试验曲线,PPF的影响下降弯曲荷载位移曲线的一部分,减少脆弱的PC和增加延性的PC。PPFRC的挠曲强度和百分比增加不同纤维含量在14、28日,60天的固化进行了总结表9。在图24,相对应的位移峰值负载包含PPF的标本更大,显示出更高的峰值负载和长postpeak曲线。抗弯强度曲线如图26,抗弯强度的增加趋势的PC和PPFRC三个年龄大约是相同的。可以看出,混凝土的力学性能的增加不会改善PPF的内容。少量的PPF泥浆可以发挥有效的桥梁作用。然而,当PPF的内容太大,纤维不易分散,很容易结在泥浆形成蛀牙或裂缝。这将削弱混凝土的强度在一定程度上单位面积(47]。混凝土的抗弯强度的计算方法是根据以下方程: 在哪里 最大负载(kN), 梁的跨度, 是3 h, 波束宽度, 梁高。

(一)
(一)
(b)
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(c)
(c)
图25
加载时的PC和PPFRC曲线弯曲测试:(一)14天,28天(b)和(c) 60天。
表9
PC的挠曲强度和PPFRC 14岁,28岁和60天的固化。

图26
28岁的挠曲强度曲线14岁和60天的固化。

4所示。结论

在这项研究中,进行了抗压和抗弯测试电脑,ppfrc - 0.6, ppfrc - 0.9, ppfrc - 1.2, ppfrc - 1.5在不同养护。在同一混合比,随纤维含量的增加,尤其是在1.2公斤/ m3混合物的流动性很低,导致混合物很难处理。下面的结论是通过抗压和抗弯测试。(1)抗压测试表明PPFRC的抗压强度与不同纤维含量都高于个人电脑,和PPFRC - 0.9的抗压强度是最高的14岁和28天。养护28天之后,与PC相比,ppfrc - 0.6的力量,ppfrc - 0.9, ppfrc - 1.2, ppfrc - 1.5增加了7.51%,17.75%,10.63%,和5.23%,分别。然而,经过60天的养护,ppfrc - 0.6的抗压强度超过ppfrc - 0.9成为最高的(2)加载时曲线获得的抗压测试。第一个裂纹能量吸收能力和韧性指数计算。发现的CFEC和CTI PPFRC都高于电脑。当PPF内容为0.9公斤/米3,CFEC和CTI公司最大的年龄在14 - 28天。如果一个标本中存在裂纹,桥接效果观察PPFRC和PPF吸收能量压裂缝。韧性行为是欠的增强纤维的裂纹桥接作用阻碍裂缝的发展(3)弯曲试验结果表明,PPF的加入能显著提高抗弯强度。例如,当增加0.9公斤/米3纤维PC, PPFRC标本显示最高的挠曲强度的值5.10 MPa, 5.90 MPa,和6.31 MPa在14天,28天,60天,40.50%,29.67%,和21.35%高于PC,分别(4)试验结果表明,含量低PPF能有效提高抗压强度,抗压头裂纹能量吸收能力,抗压混凝土混合料的韧性指数,抗弯强度。这是具有重要意义的PPF在混凝土中的应用。使用含量低(0.6 ~ 0.9公斤/米3)PPF不仅可以避免有害孔隙和裂缝的混凝土也获得更好的和易性,提高混凝土的性能

缩写

PC: 普通混凝土
生产可能性边界: 聚丙烯纤维
PPFRC: PPF-reinforced混凝土
扫描电镜: 扫描电子显微镜
CS: 抗压强度
CFEC: 压缩第一裂纹能量吸收能力
CCEC: 压裂缝的能量吸收能力
ECEC: 有效的压缩能量吸收能力
CEC: 压缩能量吸收能力
FCEC: 失败的压缩能量吸收能力
CTI: 抗压韧性指数。

数据可用性

使用的实验数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究是由中国国家自然科学基金资助(号。51722907,51679197,51579207)。