多尺度纖維復合增強水泥基材料的力學性能

張勤，鞏穌穌，趙永勝，吳耀青，周繼凱

(1. 河海大學 土木與交通學院，南京 210098；2. 江蘇大學 土木工程與力學學院，江蘇 鎮江 212013)

為改善水泥基材料(包括混凝土和砂漿等)抗拉強度低、韌性差以及易開裂等缺陷，在水泥基材料中摻入纖維以達到增強增韌目的是目前普遍認同的方法[1-3]。通過對不同纖維(如鋼纖維、聚丙烯纖維及耐堿玻璃纖維等)增強水泥基材料的受力性能、韌性及變形性能等的研究表明，摻入纖維可以有效提高水泥基材料的受力和變形性能，且提高效果在一定范圍內隨纖維摻量的增加趨于明顯[4-6]。研究還表明[7-8]，不同類型和尺度的纖維對水泥基材料受力和變形性能的增強效果不盡相同，而且單一纖維對于水泥基材料性能的提升通常側重于某特定方面，在綜合性能提升方面往往效果欠佳。因此，要綜合提升水泥基材料的受力和變形性能，需要采用不同尺度的混雜纖維對水泥基材料進行復合增強，以起到協同互補的工作效應。學者們自20世紀70年代開始就陸續開展混雜纖維對水泥基材料力學性能改善的相關研究，包括不同長度或直徑的同種纖維混雜、不同類型的兩種纖維混雜(如鋼-聚丙烯纖維混雜、鋼-玄武巖纖維混雜以及聚丙烯-耐堿玻璃纖維混雜等)以及不同類型的3種或多種纖維混雜對水泥基材料力學性能的影響[9-11]。這些研究表明，混雜纖維增強水泥基材料的各項力學性能及韌性均優于普通水泥基材料和單一纖維增強水泥基材料，不同纖維的增強作用在一定程度上可以疊加互補，可呈現良好的正混雜效應和復合增強效果。……