长春工程学院 于栋涛 蔡长铭 佟胜阳 于昕池 项婧 130000
摘要：混凝土作为当今土木工程使用最广泛，用量最大的建筑材料之一，具有抗压强度高，成本较低，施工简便的优点，但其缺点也一直被人们所重视。抗拉强度低，自重大，易发生脆性断裂等缺点则成为近些年人们主要研究的方面。
关键词：钢纤维，聚丙烯纤维，混杂纤维混凝土，轴心抗压强度
引言
纤维混凝土顾名思义,在混凝土中需要添加一种纤维材料,它是由纤维和其他水泥基料共同构成的一种复合材料。普通钢筋混凝土主要的优势和缺点之处在于:其抗拉能力弱,脆性较大；可以通过添加一些抗拉能力强度较高,极限扩张延长率大的聚酯纤维材料克服一般混凝土的弱点。早在1910年,美国 h . f . porter 提出了一种新型钢纤维增强混凝土的设计概念,发表了一份关于有关以钢筋为单体的短纤维为基础的增强混凝土设计技术的研究报告,并因此获得了专利。发表了有关以短纤维增强混凝土的研究报告,并获得专利。进入20世纪60年代前期,美国 s . goldfein 开始研究和探索如何利用合成纤维-聚丙烯纤维材料作为钢筋和水泥混凝土中的一种掺加材料,在70年代初期,英国将这种聚丙烯纤维材料掺加到水泥和混凝土中后制作出钢管件等塑料制品,并在整个建筑工程行业中都制定了与其相关的标准。本文作者通过混凝土立方体轴心抗压试验来研究钢——聚丙烯纤维混凝土的抗压承载力。
1.混杂纤维增强混凝土机理
在混凝土中添加纤维材料常用于增强基体的韧性与塑性，但往往掺杂单一纤维并不能达到理想效果。举钢材短纤维用于混凝土结构为子举例,钢纤维是在混凝土中乱向内部分布的大型短纤维主要作用功能之一是用于阻碍纤维混凝土内部微小宏观裂缝的大量扩展和从而阻滞内部宏观微小裂缝的大量产生和持续发展。在水泥混凝土未承受到拉,弯曲等外力的初期,水泥基基础材料与水泥纤维共同需要承受这些外力,当含有水泥纤维混凝土初始开裂后,横跨整个裂缝的水泥纤维就已经成为主要外力承受者。所以说碳钢纤维钢筋混凝土和普通轻质钢筋混凝土的化学结构特性相比,具有了一系列的优越化学物理性和稳定力学性的特点。但同时因碳钢纤维钢筋混凝土在连续搅拌施工过程中仍然存在着强度和易性差,泵送困难,难以同时进行连续施工而易直接受到雨水腐蚀等不良特点。在基体混凝土中应当掺杂了少量聚丙烯聚酯纤维后,钢-铝型钢-铝或钢-铝型钢所掺聚丙烯聚酯纤维的基体混凝土结构相比单体所掺基体混凝土的防水抗裂耐蚀性能要好地多,基体基层混凝土内壁收缩力的变化大大减小,提高了基体混凝土的防水抗渗性。基体混凝土的收缩减小,提高了混凝土的抗渗性
2.试验概况
所用试验原材料
试验性水泥材料采用42.5普通二氧化碳硅酸盐水泥,实测 28d 强度等级为 48mpa ,密度 ρc 为3.0；骨料一般选择粒径10- 20 的碎石；砂选择细度模量系数为3.2-2.3相同规格的中砂。混凝土拌和所需用的水一般采取自来水。聚丙烯纤维与钢纤维规格如下：
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实验数据分析及结论
通过折线图可以得出，较普通试块，掺杂钢纤维的混凝土试块在轴心抗压强度方面有着显著提高，提高强度约在15%。由于其中所需要掺杂加入的大量钢筋和使用水泥,限制了由于使用钢筋基体受压膨胀后所可能产生的各种纵向挤压膨胀和应力变形,进而可以导致大大延迟了对钢筋混凝土的应力损害。根据整个试块中间所掺杂的螺筋钢纤维和钢筋混凝土对整个试块的相互损伤程度状态,试块基体中的螺筋钢纤维大多数都应该是被从整个试块中被拉拔出来而并非被用力拉扯折断,因此如何不断提高螺筋钢纤维和钢筋混凝土试块基体之间得相互黏结力和强度也就成了不断提高螺筋钢纤维和钢筋混凝土耐冲击腐蚀性能的主要一个考虑考量因素。而较钢纤维试块，钢纤维与聚丙烯纤维混杂的试块抗压强度提高并不十分明显，提高强度约为4%至5%之间，但对混凝土的抗裂性能有着显著提高。
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3.未来展望
钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的优势不仅体现在抗压强度，其抗拉强度，抗裂性能也表现良好。在同一使用强度下,可以大大减少建筑混凝土的基层厚度,节约了建筑混凝土原材料的使用量20%~30%。由于材料采用了钢-聚丙烯材料混杂物碳纤维材料混凝土使其抗拉材料强度相对较高,以及有效缩短了材料收缩口与缝隙中的间距,可使整体施工工作周期大约缩短25%。钢纤维具有混凝土自身良好的耐久腐蚀性能,并且它们可以有效延长各种建筑物的正常使用寿命,减少了建筑维修时的成本。但混杂纤维混凝土施工和易性问题仍是影响混凝土强度的主要问题之一，如何改善纤维与基体间的粘结强度也将成为混杂纤维发展的重要方向。
参考文献
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作者简介：于栋涛（1999.11）男，汉族，吉林省吉林市永吉县人，大学本科，从事工作。
资金项目：国家级“大学生创新创业训练计划” 项目（项目编号：202011437015）