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钢——聚丙烯腈纤维混凝土低温性能研究

文档作者：吴文伟董雪花姜曼骁杨菲菲文档来源：南京理工大学土木工程系		更新日期： 2026年04月04日	点击数：
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6 低温建筑技术 2011年第9期(总第159期)
钢一聚丙烯腈纤维混凝土低温性能研究
吴文伟， 董雪花， 姜曼骁， 杨菲菲
(南京理工大学土木工程系。 南京210094)
【摘要】 采用试验的方法，研究了低温环境下素混凝土、聚丙烯腈纤维混凝土和钢纤维一聚丙烯腈纤维混
凝土的抗压、抗弯以及断裂能量等力学性能，还研究了不同掺量的钢纤维一聚丙烯腈纤维混凝土的力学性能，找
出了比较优化的纤维掺量。为工程材料的使用提供了一些有价值的参考。
【关键词】 钢纤维；聚丙烯腈纤维；低温；力学性能；试验研究
【中图分类号】TU528．572 【文献标识码】B 【文章编号l 1001—6864(2011)09—0006—02
为了降低}昆凝土材料在路用时的脆性，提高混凝土的
韧性，可以采用在普通混凝土材料中掺入短纤维制成复合
材料的方法。一般而言，低弹性模量纤维增强效果较差，但
增韧效果较好；高弹性模量纤维的增强、增韧效果较好” 】。
目前关于这两种纤维在混凝土中混合使用的报道还不是很
多，所以开展这方面的试验研究显得十分有意义 J。
本文通过一系列的力学性能对比试验，研究了素混凝
土、聚丙烯腈纤维混凝土和钢纤维一聚丙烯腈纤维混凝土
在低温下的力学性能及不同含量的钢纤维一聚丙烯腈纤维
的混合应用对混凝土的抗压、抗弯力学性能的影响。
1 试验的具体内容
1．1 试验方案
方案一：进行素混凝土，聚丙烯腈纤维混凝土，钢纤
维一聚丙烯腈纤维混凝土的力学性能的对比试验，其中聚
丙烯腈混凝土中的纤维含量为1．0％ ，钢纤维一聚丙烯腈纤
维混凝土中的钢纤维和聚丙烯腈纤维掺量均为1．0％ 。试
件是在O~C下经过14d养护后测试的。
方案二：进行不同掺量的钢纤维一聚丙烯腈纤维混凝
土的力学性能的对比试验，其中二种纤维选取掺量均为
0．5％ 、1．0％ 、1．5％ 、2．0％这四种情况。从中得出比较优化
的纤维掺量。试件是在O℃下经过14d养护后测试的。
1．2 原材料
(1) 水泥：P·0 32．5海螺牌普通硅酸盐水泥。
(2) 钢纤维：武汉东洲钢纤维有限公司生产的剪切型
钢纤维，其主要参数详见表1；聚丙烯腈纤维：南京市润方建
筑技术工程公司生产的纤维，其主要参数详见表2。
(3) 采用南京黄河建材制造中心生产的BC一2早强
防冻剂，掺量为水泥用量的3％ ；粗集料粒径为5—20ram的
碎石，连续级配，表观密度为2700kg／m ，堆积密度为
1410kg／m ；细集料细度模数为2．6的中砂，级配良好；外加
剂为无引气功能萘系高效减水剂，减水率为15％ ～20％。
1．3 试验方法
为了对各种纤维混凝土进行力学性能对比，上述各项
试验分别对素混凝、聚丙烯腈纤维混凝土和钢纤维～ 聚丙
烯腈纤维混凝土进行。抗压试件采用70．9ram X 70．9mm X
70．9ram的立方体试件 ，采取均匀加压的方式。抗弯拉试
件采用40ram x 40mm X 160mm的梁式试件，采取三点弯的
加载方式，两支点的距离为140ram。试样按标号C30强度
混凝土配制，试验的配合比如下，水泥：石子：砂子：水为
203：495：536：1 140。试件的制作及养护过程严格参照CECS
13：89《钢纤维混凝土试验方法》 。
表l 钢纤维主要参数
2 力学试验结果与分析
2．1 方案一结果分析
以下试验的纤维的含量均为1．O％ ，在0~C环境下进行
14d养护，然后进行抗压和抗弯力学试验力学试验。结果见
表3。就各种混凝土抗压情况而言，从表3中结果可见：随
着纤维的加入，弹性模量变化不大，纤维在一定程度上提高
了混凝土的抗压强度。聚丙烯腈纤维混凝土比索混凝土强
度提高了11．9％ ，钢纤维一聚丙烯腈纤维混凝土强度比素
混凝土提高了18．0％ 。随着纤维种类由1存到3#的变化，最
大压缩力在逐渐递增。从破坏形态来看：素混凝土在破坏
时，试件裂缝数量少而裂缝很宽，一旦出现开裂就迅速断为
许多碎块，表现为典型的脆断。而聚丙烯腈纤维混凝土和
钢纤维一聚丙烯腈纤维混凝土抗压试件裂缝细密，开裂后
裂缝有一个开展过程，压坏后大部分还是凝聚成一个整体，
表现出较好的延性。
在抗弯试验中，2#与3#N种纤维混凝土的优点表现更
为突出。从表3可以看出：随着混凝土种类由1#到3{}的变
化，弯曲弹性模量和最大弯曲力都在逐渐递增。与素混凝
土相比，聚丙烯睛纤维}昆凝土抗弯强度提高了27．2％ ，钢纤
维一聚丙烯腈纤维混凝土提高了44．7％ 。在弯曲断裂能量
吴文仆等：钢一聚丙烯腑纤维混凝土低温性能研究 7
方面，纤维混凝土与素混凝土相比，提高的幅度非常明显。
从破坏过程来看，素混凝土一旦开裂就迅速脆断，而两种纤
维混凝土的破坏具有明显的延性，其中钢纤维一聚丙烯腈
纤维混凝土的变形能力最大。
表3 各类纤维混凝土力学性能结果
类
注：1#为素混凝土；2功聚丙烯腈纤维混凝土；3劝钢一聚丙烯腈纤维混凝士
2．2 方案二结果分析
通过方案一的分析可发现，钢纤维一聚丙烯腈纤维混
凝土的力学性能比较优越。为进～步研究不同纤维掺量对
其力学性能的影响状况，设计了四种不同纤维掺量混凝土
的力学性能试验，进行对比和研究，从中得出较合适的掺量
以便工程应用。在此，设计了钢纤维和聚丙烯腈纤维体积
率分别均为0．5％ 、1．O％ 、1．5％ 、2．O％的四种掺量，试验的
配合比同上，也是在0℃进行14d养护后进行抗压和抗弯力
学试验，结果如表4所示。
从表4及图1可以发现，在纤维掺量从0％ 到1．5％ 的
增加过程中，混凝土的抗压强度、最大压缩力均随着纤维体
积率的增大而有一定的提高，但是提高幅度不大，纤维对基
体混凝土的增强作用并不十分显著。其中含量为1．5％ 的
钢纤维一聚丙烯腈纤维混凝土抗压强度最大。
表4 不同体积率的钢纤维一聚丙烯腈
纤维混凝土力学性能结果
纤维掺率 抗压强度抗压弹性最大压缩抗弯强度弯曲弹性最大弯曲弯曲断裂
／％ ／MPa 模量／MPa ；b／kN ／MPs 模量／MP丑力／kN 能量／J
从表4及图2可以发现，纤维的掺量对抗弯强度和抗弯
延性的影响比较明显，在纤维掺量从O％ 到1．5％ 的增加过
程中，纤维含量较高的混凝土的曲线的峰值更高，在峰值处
曲线比较平滑。下降段则更加平缓，可见在弯曲断裂中消
耗的能量比较多。在纤维掺量从O％ 到1．5％ 的增加过程
中，混凝土的抗弯强度、弯曲弹性模量、最大弯曲力和弯曲
断裂能量都在逐渐递增，当1．5％纤维含量时，混凝土的抗
弯性能最好，在1．5％ 纤维掺量之后，曲线的峰值又出现一
定程度的下降，混凝土的延性也有所降低。
3 结语
(1) 钢纤维一聚丙烯腈纤维混凝土内部空隙较少，其
Z
0 4．25 12．5 18．75 23
位移／ram
图1 各种掺量的钢纤维一聚丙烯腈纤维混凝土抗压曲线
3
2·75
Z
妄I．5
0．75
0
一 ⋯ 一萎2-0 ．5％纤维掺量
O 1．5 3 4．5 6
位移／ram
图2 各种掺量的钢纤维一聚丙烯腈纤维混凝土抗弯曲线
在破坏时塑性裂缝数量较少、宽度明显较小。其对混凝土
的增强作用得到了优势叠加，材料性能得到了优势互补。
(2) 通过方案一的试验，得出低温情况下钢纤维一聚
丙烯腈纤维混凝土与素混凝土及聚丙烯腈纤维混凝土相
比，其抗压延性、抗弯拉强度和弯曲韧性均有明显提高。
(3) 通过方案二的试验得出在1．5％ 的纤维掺量下，
钢纤维一聚丙烯腈纤维混凝土的各项力学性能比较优越，
在道路、桥梁、隧道工程等工程中有比较好的应用前景。
参考文献
[I] 沈荣熹，王璋水，崔玉忠．纤维增强水泥与纤维增强混凝土
[M]．北京：化学工业出版社，2006：169—205．
[2] 章文刚，程铁生．钢纤维混凝土的主要力学性能及工艺[J]．
混凝土与加筋混凝土，1984，14(4)：1—8．
[3 J 姚武，李杰，赵碧华．混凝土劈拉破坏机理研究f J】．岩石力
学与工程学报，2001，2O(增刊2)：1333—1336．
[4] 姚武，马一平，吴科如，聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学
性能研究(Ⅱ)一力学性能[J]．建筑材料学报，2000，3(3)．
[5] CECS l 3：89，钢纤维混凝土实验方法[s]．
[收稿日期] 2011一O5—10
[作者简介] 吴文伟(1987一)，男，江苏扬州人，硕：t：研究生，
研究方向：结构工程、混凝土材料。
O 5 5 5 0
9 4

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