混雜纖維對混凝土抗壓強度的影響

鄭惟武，朱仁旺，桑偉寧

（1.安徽省建筑工程質量第二監督檢測站，安徽 合肥 230009；2.合肥工業大學土木與水利工程學院，安徽 合肥 230009）

混雜纖維通過協同和疊加產生的混雜效應改善混凝土性能。聚乙烯醇纖維和玄武巖纖維是兩種較新型的纖維品種，這兩種纖維混雜后對混凝土性能的影響鮮有研究。本文研究這兩種纖維產生混雜效應，探討纖維混雜對混凝土抗壓強度的影響，以便更好地改善普通混凝土的性能。

本文選擇了兩種纖維分別對3種不同的纖維長度：5mm、10mm、15mm和4種纖維體積摻量：0、0.05%、0.10%、0.15%，配制成C30和C60兩個不同強度等級的單一和混雜纖維增強混凝土，進行了抗壓強度試驗。

1 玄武巖纖維對混凝土抗壓強度的影響

通過配制兩種強度等級的混凝土，來配制玄武巖纖維混凝土（表1），進行28d抗壓強度試驗，闡述玄武巖纖維對混凝土抗壓強度的影響。試驗結果如圖1和圖2所示。

配置玄武巖纖維混凝土的纖維摻量和長度 表1

由圖1和圖2可得，玄武巖纖維在摻量合適情況下對低強和高強混凝土抗壓強度都有著增強作用，但是當摻量超出了一定的范圍會降低玄武巖纖維的增強效果，甚至摻入過量纖維的混凝土的強度低于基準的素混凝土。同時，纖維的長度也會影響纖維的增強，15mm的玄武巖纖維混凝土增強效果最好。

2 混雜纖維對混凝土抗壓強度的影響

圖1 玄武巖纖維對C30 級混凝土抗壓性能的影響

圖2 玄武巖纖維對C60 級混凝土抗壓性能的影響

同樣通過設置不同長度、摻量的纖維來配制玄武巖、聚乙烯醇混雜纖維混凝土，并對28d抗壓強度試驗，分析混雜纖維對混凝土抗壓強度的影響。測試結果如圖3～圖5。

由圖3到圖4可得，與玄武巖纖維類似，隨纖維摻量的增大，C30混凝土的抗壓強度在0.10%下達到最大值，當摻量增大至0.15%，不同長度的纖維混凝土抗壓強度有不同幅度降低，但除長度為5mm摻量在0.15%的混雜纖維混凝土強度低于基準值以外，其它強度都高于基準的C30混凝土；C60混凝土混雜纖維在摻量在0.10%～0.15%時抗壓強度仍然繼續小幅提高。同時，在混雜纖維混凝土的抗壓強度在摻量不變的狀況下，隨著纖維長度的增加，會一定幅度的提高混凝土抗壓強度。從圖5可以得出，和玄武巖纖維混凝土類似，摻量0.10%～0.15%，會降低低強混凝土的強度，然而，高強混凝土強度仍然所有提高，可見對于混凝土抗壓強度，高強混凝土的最佳混雜纖維摻量大于低強混凝土。

圖3 混雜纖維對C30 級混凝土抗壓性能的影響

圖4 混雜纖維對C60 級混凝土抗壓性能的影響

圖5 兩種強度等級混雜纖維混凝土與基準混凝土抗壓強度的比較

和單摻玄武巖纖維類似，纖維摻量并不是越多越好，摻入過量的纖維對混凝土抗壓強度會產生不利影響，而在一定范圍內增加纖維長度可以提高混凝土的抗壓強度。

為研究同樣摻量下，不同長度纖維混雜對混凝土抗壓性能的影響，將纖維摻量固定在0.15%，使得不同長度纖維之間相互混雜，試驗的組數和結果見表2和圖6。

由圖6可以看出，混雜纖維中無論是聚乙烯醇纖維還是玄武巖纖維，當長度增加時，混凝土強度隨之增加，而且改變聚乙烯醇纖維長度比玄武巖纖維長度對于混凝土強度會產生更顯著的影響，例如，5mm的聚乙烯醇纖維與同長度的玄武巖纖維混雜時混凝土強度是32.1MPa，而玄武巖纖維長度增加到15mm時，聚乙烯醇纖維長度不變，此時強度為33.9MPa，大約增長5%；但將聚乙烯醇纖維增至15mm時，玄武巖纖維長度仍為5mm混雜，其強度為34.97MPa，大約增長9%，可見混雜纖維中聚乙烯醇纖維長度改變對混凝土強度有較大作用。同時也可以明顯看出，當纖維體積摻量為0.15%時，15mm聚乙烯醇纖維與10mm玄武巖纖維混雜后效果最好，比均是15mm長度的混雜纖維混凝土抗壓強度大約提升了3%。

不同長度玄武巖與聚乙烯醇纖維混雜后抗壓強度值實驗結果 表2

圖6 不同長度混雜纖維對混凝土抗壓強度值的影響

3 結 語

①相同種類和纖維長度下，對C30低強混凝土而言，纖維摻量不應過高，大于0.10%對其抗壓強度有負作用；而對于C60高強度混凝土，纖維最佳摻量在0.15%左右，繼續加大摻量時，纖維對抗壓強度的提高不明顯，從實際效果和經濟性來看意義不大。

②同樣種類和摻量下，纖維長度從5mm、10mm到15mm，纖維混凝土抗壓強度有明顯增長，說明纖維長度的增加有利于增加混凝土抗壓強度。

③相同長度和摻量下，C30和C60混凝土，玄武巖、聚乙烯醇混雜纖維對混凝土抗壓強度的增強效果均好于單摻玄武巖纖維。

④對于混凝土抗壓強度，C30混凝土纖維種類是影響抗壓強度的最重要因素之一，其次是纖維體積摻量，最后是纖維長度；C60混凝土纖維摻量是影響抗壓強度關鍵原因之一，其次是纖維長度，最后是纖維種類。

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