纤维长度对聚乙烯纤维增强水泥基复合材料强度和韧性的影响.pdf

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1、2014年第1期(总第291期)混凝土原材料及辅助物料Numberlin2014(TotalNo．291)ConcreteMATERIAI，ANDADMINICLEdoi：10．39698．issn．1002—3550．2014．01．013纤维长度对聚乙烯纤维增强水泥基复合材料强度和韧性的影响嵇绍华a，李永鹏。何锐。陈拴发(长安大学a．公路学院，；b．交通铺面材料教育部工程研究中心，陕西西安710064)摘要：为分析纤维长度对纤维增强水泥基复合材料性能的影响，采用3种不同长度的聚乙烯纤维制备纤维增强水泥基复合材料，根据抗压和抗折陛能测试结果，并结合微观力学理论分析纤维长度的影响机理。结

2、果表明，纤维长度对抗压强度影响较小，对抗折强度和韧性影响较大；随着纤维长度的增大，纤维桥联作用余能增大，复合材料更容易发生多缝开裂现象，所以导致变形能力和韧性的增大；但是由于受到纤维分散性能的影响，当纤维长度增大到18ram时，纤维桥联作用得不到有效发挥，抗折强度和韧陛反而有所下降。关键词：水泥基复合材料；纤维；抗折强度；微观力学中图分类号：TU528．041文献标志码：A文章编号：1002—3550(2014)01—0046—03Influenceoffiberlengthonthestrengthandtoughnessofpolytenefiberreinforcedcementi

3、tiouscompositeJ』Sbaoh~',LIYongpengb,HERui．CHENShuanfa(a．SchoolofHighway；b．EngineeringResearchCenteroftheMinistryofEducationforTransportationMaterials，Chang’anUniversity，Xi’an710064，China)Abstract：Polyethylenefiberswiththreediferentlengthswereadoptedtopreparefiberreinforcedcementitiouscompositesan

4、danalyzetheinfluenceoffiberlengthonthestrengthandtoughnessofpolytenefiberreinforcedcementitiouscomposite．Theimpactmechanismoffiberlengthwasproposedaccordingtotheresultsofcompressiveandflexuraltestsandthemicro·-mechanicstheory．Theresultsshowedthattheinflu·-enceofflberlengthonthecompressivestrength

5、wassmallerthantheflexuralstrengthandtoughness．Withtheincreaseoffiberlength，thecorn-plementaryenergyoffiberbridginggrew，leadingtothemultiplecrackingofthecompositesandthegrowthofdeformationcapacityandtough—uess．However，whenthelengthcameto18ram，thefiberscouldnotbedisperseduniformly，causingthedecreas

6、eofflexuralandtoughness．Keywords：cementitiouscomposite；fiber；flexural；micro—mechanics是细度模数为2．5的洁净河砂；减水剂为聚羧酸类高效减0引言水剂，固含量30％，减水率25％；PE纤维长度分别为8、12、目前，采用高性能纤维来制备纤维增强水泥基复合材18mlTl，弹性模量为110GPa，抗拉强度2900MPa，直径料已成为提高水泥基复合材料的抗裂性能、降低其脆性的25m，极限延伸率为3％；拌和水为引用自来水。主要措施之一㈣。自20世纪90年代以来，国外和国内的研1．2试验方法究人员先后采用高强高弹模聚乙

7、烯醇(PVA)和聚乙烯(PE)试验所采用水泥基体的配合比如表1所示，纤维的体纤维制备出了极限拉应变达到3％以上的超高韧性水泥基复积掺量为1．2％，采用8、12、18mm长度的3种纤维制备纤合材料，并对其力学和耐久性等性能进行了大量的研究[3-5]。维增强水泥基复合材料，并分别标记为P．8、P．12和P．18。但是前人的研究很少有讨论纤维长度对纤维增强水泥基表1试验所采用水泥基体的配合比kg／m3复合材料性能的影响。本研究拟采用不同长