纤维网增强混凝土

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1、纤维网增强混凝土（FRC）力学性能试验【中国水泥网】作者: 单位:北方交通大学【2006-07-05】摘要：纤维网增强混凝土（FRC）力学性能试验1.概述    为了维护铁路混凝土桥涵结构的耐久性，有必要为防水层发展一种更为经济有效的保护层，从而使防水层经久耐用，有效地保护梁体不受雨水的侵蚀。    纤维网（Fibermesh）增强混凝土是在普通混凝土中掺入网状聚丙烯纤维网而形成的纤维增强混凝土。它不仅具有普通混凝土的特性，还具有较高的抗折强度和抗冲击强度及抗疲劳强度、耐磨、优良的韧性，特别是抗早期塑性收缩裂纹的能力。纤维网质轻，掺量低，

2、易于分散，施工简便。    本试验一共选择三种纤维网掺量，即1袋0.9kg，2袋1.8kg和3袋2.7kg，均属低掺量。结果表明，当掺量每立方混凝土达到2袋，即正1.8公斤时，材料性能满足了防水层的技术要求。    以下全面介绍纤维网增强混凝土的试验结果。2.材料2.l网状聚丙烯纤维网    纤维网是由非再生聚丙烯材料，以纤维束的方式生产的一种混凝土增强材料，由美国合成工业纤维网公司独家生产。纤维网纤维在混凝土搅拌过程中被撕裂成一根根单独纤维，例如当每立方米混凝土掺入0．9kg，搅拌后将有710万根独立的纤维，以三维方式均匀分布在混凝土中

3、。该产品于80年代中后期推向全球，目前已在60多个国家和地区得到广泛应用。纤维网在混凝土中应用发挥以下功能：有效地抑制混凝土早期塑性收缩裂纹，增加混凝土的韧性和抗冲击能力，抗腐蚀，耐磨耗，减少渗透性。由于纤维网混凝土具有上述优点而被广泛应用于公路和高速公路的路面和护拦，桥梁的主体结构及桥面，飞机场跑道、停机坪，隧道和矿井用喷射混凝土，以及板材及管材等。聚丙烯纤维网纤维性能见表一1。比重抗拉强度弹模燃点融点长度吸水性热传导电传导抗腐蚀`MPaGPa℃℃mm````0.91560-5703.50590160-17019无低低高2.2水泥   

4、 525普通硅酸盐水泥，太行山牌。2.3粗骨料    碎石，5-10mm2.4砂    中粗砂2.5减水剂    FDN高效减水剂3.配合比表-2配合比（kg/m3）编号水水泥砂碎石纤维网减水剂1-基准22250081081002.52-1袋2225008108100.92.53-2袋2225008108101.82.54-3袋2225008108102.72.54．试样制备4.1搅拌方法*将粗骨料，砂子和水泥放入搅拌机中，搅拌lmin，*将水和减水剂放人搅拌机中，搅拌lmin成均匀状态，*将聚丙烯纤维网放入搅拌机中，搅拌4－5min，均

5、匀后，浇制试样*将试模放在振动台振动4－5min，成型。4.2养护    在标准养护室，即温度20±30℃，湿度为90％以上，养护一天脱模，然后养护到所需龄期。5．试验结果5.l抗折强度    试样尺寸为100×100×400mm，三点弯曲，跨度为360mm，龄期为7和28天。每组三个试样，取均值。结果见表一3。5.2断裂能    断裂能是基于断裂力学概念发展而来一种反映混凝土抗裂能力和抗冲击能力的力学性能指标。采用国际材料与结构试验研究所协会、国际予应力协会和欧洲混凝土委员会联合建议的方法，RILEM－50－FMC进行实验［2］，试样尺

6、寸100×100×400mm带中心裂纹。用混凝土锯切割裂纹，裂纹深度为30mm。实验是在德国产SCHENCKPSB250KN电液伺服材料实验机上进行的。实验机刚度为3μm/kN。计算机控制位移加载，夹头位移速度100μm/min。同时用x－y记录仪记录下载荷一位移曲线，断裂试验测试装置见图1及像片1和2。图2为所记录的载荷一夹头位移曲线。P-载荷L-跨度AE-声发射a-裂纹深△-位移CMOD-裂纹嘴张开位移图1混凝土断裂试验测试装置夹头位移，mm图2混凝土断裂试验载荷-还将夹头位移曲线Y（1）为基准试样（不掺）Y（2）为纤维网试样（每m3

7、掺2袋）。计算断裂能面积的时在位移2mm处截止    RILEM-50-FMC定义的断裂能为扩展单位面积裂纹所吸收的能量。由定义得混凝土梁三点弯曲时断裂能的计算公式为：Gf=W0-mgσ0/Alig    式中：    Gf：为断裂能，    W0：为载荷一夹头位移曲线下的面积，如图2所示    m：为支承点之间梁的质量，    g：重力加速度，    σ0：梁断裂时的位移，    Alig：韧带面积，即，    Alig＝b×（h－σ0）    b：梁宽，    h：梁高，    σ0：切口深度。    从断裂能的定义可以看出：断裂能能

8、够直接评价混凝土韧性的高低，断裂能越高，表明材料在断裂前吸收的能量越多，因而材料具有良好的韧性和抗冲击能力。断裂能是表征混凝土材料抗断裂能力的一个重要指标。表一3为抗折强度MOR和断裂能的试验