PVA纤维混凝土的研究进展

ＰＶＡ纤维混凝土的研究进展　李　响　湖北工业大学（４３００６８）　摘　要：聚乙烯醇纤￣－（ＰＶＡ）　有亲水性好，高强，高弹模等优点。本文回顾了国内外在ＰＶＡ纤维混凝土的应　用研究情况，在此基础上提出要进一步研究的问题。　关键词：ＰＶＡ：混凝土；研究展望　１纤维混凝土　混凝土是卒十会生活最主要的土木Ｔ程材料之一。然而　混凝土普遍存在抗裂性和抗冲击性较差，收缩性和脆性较大　等明显的缺陷。这些问题已经成为Ｔ程界关注的热点和难　点问题。纤维混凝土是指在搅拌混凝土时，掺入一定数量的　纤维，经过振捣和凝固构成的～种宏观匀质的混合材料。混　简载试验。试验结果表明：①没有掺入ＰＶＡ纤维的构件，在高　轴压比作用下发生脆性特　的剪切破坏，延性较差，而掺人　纤维的构件发生具有一定延性的弯剪破环；②掺人ＰＶＡ纤维　后，抗震性能明显提高位移延性系数和极限弹塑性位移角分　别提高３０％和５０％．并且给出了满足抗震要求的最小纤维的　体积掺量值为０．１％。　彭定超、袁勇等［２，５ｌ研究了ＰＶＡ纤维混凝土梁的抗弯性　能，通过改变配筋率和纤维掺量，采用４点加载的方式进行　凝土掺人纤维后。提高了脆性基材抵抗裂缝开展的能力，防　止突然破坏，提高延性和韧性【１＿。　２　ＰＶＡ纤维的基本特征　聚乙烯醇（ＰＶＡ）纤维，又称维纶纤维，具有高强、高弹模、　亲水性好、无毒等优点，并且与水泥基体的粘结性较高，它不　静载试验。试验结果表明：①掺入ＰＶＡ纤维的受弯构件抗变　形能力明显提高，并且有效的防止上部受压区的脆性破坏：　②ＰＶＡ纤维对裂缝发展起到了阻碍的效果，通过纤维消耗了　变形能量，使裂缝难以进一步扩大，起到抗裂效果；③随着　ＰＶＡ纤维掺量的提高．受弯构件的韧性显著提高，吸收的能　量明显多于素混凝土构件。　３＿２　ＰＶＡ纤维混凝土力学性能研究　仅能保住混凝土的抗压性能，还能大幅提高混凝土的抗裂　性、抗脆性等性能。符合了未来工程中的材料要求。　表１　ＰＶＡ纤维物化性能　密度　长度　直径　１．３０　ｇ／ｃｍ　６～ｌ８　ｔｒｉｍ　１５～２５　ｍｍ　彭定超，袁勇　过大量的标准材性试验，研究出ＰＶＡ纤　维混凝土各种常见力学参数之间的联系，试验结果表明：①随　着ＰＶＡ纤维掺量增大．轴心抗压强度与　立方体抗压强度之间　抗拉强度　弹性模量　断裂伸长率　耐酸碱盐性　ｌ７００　ＭＰａ　３３．４　ＧＰａ　７％一１５％　极高　的比值呈下降趋势；（　同等级的ＰＶＡ纤维混凝土抗拉强度，　随着ＰＶＡ纤维掺量的增加而随之增加。钱桂枫、高祥彪、钱　春香　研究了不同长度的ＰＶＡ纤维的掺入对｝昆凝土力学性　能的影响。通过试验发现：随着纤维的掺量越大和纤维长度　纤维形状　束状单丝　越Ｋ，混凝土的强度降低越多。ＰＶＡ纤维在适当的掺量下，可　以提高混凝土的抗折强度，不过纤维长度越大，对混凝土抗　折的提高幅度越小，并且给出了纤维建议掺量０．０８％～０．１％。　王永波１８１通过运用ＰＶＡ纤维和ＰＰ纤维进行对比发现：①ＰｖＡ　纤维对混凝土的性能改善优于ＰＰ纤维．但是ＰＶＡ纤维对混　凝土的性能有一定不利的影响，当在一定掺量的范围内，这　种影响较小；②随着纤维掺量的增加，比表面积增大，需要　水泥浆增多，这样使得混凝土的粘度增大，工作性降低；（　在纤维的掺量不变的情况下，纤维的长度越长，坍落度越小。　作者认为ＰＶＡ纤维是一种较为理想的混凝土增强材料　图１　ＰＶＡ纤维　３　ＰＶＡ纤维混凝土的研究和应用现状　３．１　ＰＶＡ纤维混凝土在梁柱构件的研究　姜睿、贾金青＿４Ｊ等为了研究在高轴压比条件下，ＰＶＡ纤维　４　ＰＶＡ纤维混凝土的发展趋势与展望　ＰＶＡ纤维混凝土与普通混凝土相比具有更高的强度．　优良的韧性．同时也有助于提高抗裂性和结构的耐久性．势　必会在未来建筑材料中占有重要的位置，但是还是有几点值　（下转第５Ｏ页）　对混凝土短柱抗震性能的影响，采用简支梁式进行低周反复　４７　臻　注：风速２．５　ｍ／ｓ；常温（２Ｏ±２）℃，相对湿度（６０＿＋３）％，常温观　辫　３，２抗冻性　豳　测１２　ｈ；高温（３８＋２）ｑＣ，相对湿度（４０－＋３）％，高温观测３　ｈ。　从表３结果看出。掺纤维和粉煤灰的混凝土４个评价指　标均好于普通混凝土，抗裂等级为Ⅱ级；而纤维、粉煤灰复掺混凝土的抗裂效果最好，抗裂等级达到了Ｉ级，明显优于　单掺粉煤灰或纤维的混凝土。因此，后两者更适用于干旱地　区的机场道面工程。　抗冻试验按照《普通混凝土长期性能与耐久性试验　法｝ＧＢＪ８２—８５中的快冻法进行。试件采用１００　ｍｍｘｌＯ０　ｍｍ　４００　ｍｍ的棱柱体，每组配合比成型３个试件，按规定方　成型养护２８天后进行冻融试验。相对动弹性模是下降至　始值的６０％认为已冻融破坏。试验结果见表４。　表４混凝土试件冻融后的相对动弹模量　配比编号　１ｏｏ　Ｐ　ＹＪ　ｘＪ　８７．５　９１．５　９　７　１２５　８４．９　９１．０　９３．６　１５Ｏ　７７．３　９０．４　９２．９　１７５　４５．７　８９．１　９２．１　８８．２　９１．１　２００　冻融次数　２５０　３００　３５０　４ｏ０　４５０　５ｏｏ　５２５　８６＿３　８９．２　８５．６　８７．４　８３．８　９４．８　８１．１　８２．８　７９．９　８１．２　７９．２　７９．４　７８．７　７９．２　从表４可以看出，不掺引气减水剂普通混凝土抗冻等级　为Ｆ１５０，达不到设计要求。　场应用了辛基三乙氧基硅烷处理停机坪道面．现已经过２，１　冬天，使用效果良好）。　掺引气减水剂、引气减水剂与纤维双掺时抗冻等级均大　５结论　于Ｆ３００，满足设计要求，冻融５００多次还未破坏。、　裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现歹ｆ　４应用辛基三乙氧基硅烷防止混凝土　仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能．而上　表面裂缝　会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料耐久性，影“　辛基三乙氧基硅烷（Ｃ。　Ｈ。　Ｆ．　０　ｓｉ），水分子结构可穿透　建筑的承载能力。因此要对混凝土裂缝进行认真研究，区　胶结性表面，渗透到混凝土内部与暴漏在酸性或碱性环境中　的空气及基底中的水分子发生反应，形成～斥水处理层．从　而抑制水分进人到基底中。产生防水、防ＣＩ一、抗紫外线的性　能且具有透气性，可有效防止基材因渗水、日照、酸雨和海　对待，采用合理方法进行处理，并在施工中采取有效的预　措施来预防裂缝的出现和发展。　参考文献：　水的侵蚀。以及混凝土其内部钢筋结构的腐蚀、疏松、剥落、　霉变而引起的病变，提高建筑物的使用寿命。经保护的基材　［１】覃维祖－混凝土收缩、开裂及其评价与防治Ⅱ】・混凝土，　２ｏｏ１（七）・　具有良好的斥水性。并保留原有的外观．碱性环境如浇筑不　久的混凝土，会刺激该反应并加速斥水层的形成（东北某机　［２】邓可库・高原地区机场道面混凝土耐久性试验研究Ⅱ】．交　通建设试验检测，２０１０（Ｉ９）・　（上接第４７页）　【４］姜睿，贾金青．高轴压比ＰＶＡ纤维超高强混凝土短柱延性　得注意：　的试验研究Ｕ］．土木工程学报，２００７，４０（８）：５０＂＇６０．　１）ＰＶＡ纤维混凝土对结构性能的要求还有待深入的研　究，特别是在冻融、锈蚀、高温等情况下的性能研究；　２）进行有选择的施工现场试验，掌握施工指标，例如：配　合比、搅拌时间控制与方式等，完善ＰＶＡ纤维混凝土的施工　Ｔ艺；　【５］彭定超，袁勇．ｐＶＡ纤维混凝土力学参数间的相关关系Ｕ】．　纤维复合材料，２００３，１２（４）：２５～２９．　【６１钱桂枫，高祥彪，钱春香．ＰＶＡ纤维对混凝土力学性能的影　响Ｉ３］．混凝土与水泥制品，２０１０，６（３）：５２￣５４．　［７１陈婷，詹炳根．设计ＰｖＡ纤维水泥基复合材料的研究进展　３）加强绿色ＰＶＡ纤维混凝土的研究。　参考文献：　Ⅲ．混凝土，２００３，１１（１６９）：３，－－６．　［８１王永波．ＰＶＡ纤维增强水泥基复合材料的性能研究『Ｄ１．硕　士学位论文，重庆：重庆大学．２００５．５．　２００４，（１）：４６　５１．　　、连一　瑚　【３】邵晓芸．ＰＶＡ纤维增强混凝土受弯构件性能试验研究【Ｄ】．　硕士学位论文．上海：同大学．２００１．７．