摘 要：纖維混凝土在建筑工程領(lǐng)域具有極大研究?jī)r(jià)值。本文針對(duì)摻入劍麻纖維和聚乙烯醇（ＰＶＡ）纖維再生骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗劈裂強(qiáng)度作對(duì)比試驗(yàn)，分析研究其工作性能，為后期研究雙摻劍麻纖維與ＰＶＡ纖維再生骨料混凝土最優(yōu)配合比提供基滅。試驗(yàn)結(jié)果表明：摻入纖維會(huì)降低抗壓強(qiáng)度，提高劈裂強(qiáng)度，雙摻比單摻的影響更大，效果更明顯；摻入纖維的試件比未摻入纖維的試件劈裂強(qiáng)度高，單摻劍麻纖維的劈裂強(qiáng)度比單摻ＰＶＡ纖維的劈裂強(qiáng)度大。
關(guān)鍵詞：劍麻纖維；ＰＶＡ纖維；再生骨料；混凝土；力學(xué)性能
引言
混凝土材料因其良好的經(jīng)濟(jì)性能和力學(xué)性能被廣泛應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域，但混凝土具有抗拉強(qiáng)度底、易開裂等缺點(diǎn)，不斷加速著混凝土行業(yè)的革新。隨著城市化和建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)新型混凝土的需要愈發(fā)強(qiáng)烈，發(fā)展綠色且綜合性能優(yōu)良的混凝土材料已經(jīng)成為混凝土材料研究和發(fā)展的重要和必然的發(fā)展方向?？蒲袑W(xué)者們發(fā)現(xiàn)在混凝土中加入纖維材料能夠有效提高其抗劈裂性能進(jìn)而縮小裂縫寬度，纖維混凝土逐漸替代鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土成為新的發(fā)展方向［１］。隨著纖維混凝土制作方式的不斷改良，其在公路、建筑、橋梁等諸多工程領(lǐng)域均有使用。
植物纖維是種子植物中一種常見的厚壁纖維，其具有一定的機(jī)械支撐作用。最早在1910年美國(guó)學(xué)者H.F.portert[２］便提出了要研究摻有植物纖維的新型混凝土，我國(guó)植物纖維混凝土研究發(fā)展較慢，1988年才初次提出這一課題，隨后國(guó)內(nèi)研究學(xué)者將麥秸、玉米桿、稻草、棉稈等綠色環(huán)保材料加入混凝土中并研究其工程性能。聚乙烯醇（ＰＶＡ）纖維是一種新型化學(xué)復(fù)合纖維材料，其與混凝土具有較強(qiáng)的粘結(jié)性。
本文以再生骨料為基礎(chǔ)材料，分別加入劍麻纖維、ＰＶＡ纖維、以及雙摻劍麻纖維和ＰＶＡ纖維，制作混凝土試塊，研究其力學(xué)性能。
１試驗(yàn)材料
１．１劍麻纖維
劍麻纖維具有良好的彈性、質(zhì)地堅(jiān)韌、拉力強(qiáng)、耐磨耐腐蝕、吸濕放濕快，是很好的環(huán)保材料。試驗(yàn)中用的纖維長(zhǎng)度為１２ｍｍ，劍麻纖維性質(zhì)如表１所示。
１．２ＰＶＡ纖維
聚乙烯醇纖維，簡(jiǎn)稱ＰＶＡ纖維，是采用的先進(jìn)技術(shù)合成的一種合成高分子纖維。ＰＶＡ纖維強(qiáng)度高、模量高、具有很強(qiáng)的耐酸堿腐蝕性而且與水泥、塑料等有很好的親和力與分散性，對(duì)人體無(wú)毒也不會(huì)危害環(huán)境。試驗(yàn)中采用的是長(zhǎng)度１２ｍｍ，直徑３１ｕｍ絲狀的ＰＶＡ。將ＰＶＡ纖維的性能如表２所示。
１．３粗、細(xì)骨料
試驗(yàn)中采用的骨料分為兩種，一種為天然碎石骨料，另一種為再生骨料。粗骨料由普通碎石骨料和再生混凝土骨料構(gòu)成，普通碎石骨料的粒徑是４．７５－１９ｍｍ連續(xù)級(jí)配，其中，１６－１９ｍｍ的累計(jì)篩余５％，９．５－１６ｍｍ的累計(jì)篩余６０％，４．７５－９．５ｍｍ的累計(jì)篩余１００％，堆積密度是１．５１ｇ／ｃｔｎ３，振實(shí)密度１．６０ｇ／ｃｍ３：再生骨料的粒徑為４．７５－１９ｍｍ，再生骨料是從本學(xué)院混凝土強(qiáng)度為Ｃ３０的梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)廢料中取得，經(jīng)人工敲碎篩分而成。細(xì)骨料砂，試驗(yàn)用的是河砂，其表觀密度２．６１ｇ／ｃｍ３，用的是哂干的砂含水率可認(rèn)為０，堆積密度是１．５３ｇ／ｃｍ３，振實(shí)密度是１．６５ｇ／ｃｍ３。
１．４水泥
試驗(yàn)水泥采用Ｐ＊〇42.5的普通硅酸鹽水泥。由硅酸鹽水泥熟料、６％－２０％混合材料，適量石膏磨細(xì)組成的水硬性膠凝材料，水泥的各項(xiàng)指標(biāo)都符合規(guī)定。
１．５水
普通自來(lái)水。
２試驗(yàn)設(shè)計(jì)
２．１試驗(yàn)方案
主要設(shè)計(jì)了摻入體積摻量３．９ｋｇ／ｍ３的ＰＶＡ纖維，再生骨料取代率為１０％的混凝土試塊、摻入體積摻量為ｌ．５ｋｇ／ｍ３的劍麻纖維，再生骨料取代率為１０％的混凝凝土試塊、兩種纖維都摻入的再生混凝土試塊及＿組再生骨料取代率為１０％的混凝土試塊，四組試塊。試件類型分別為ＹＢ、ＰＪ、ＭＪ、ＺＪ。每組制備９塊試塊，３塊為７ｄ抗壓、３塊為７ｄ劈裂以及及備用３塊，每３個(gè)試塊進(jìn)行３次平行試驗(yàn)，具體見表３。試驗(yàn)結(jié)果按規(guī)定刪除異常值取有效平均值。利用控制變量法分別對(duì)再生混凝土內(nèi)的兩種纖維的加入對(duì)其抗壓、劈裂強(qiáng)度的影響。
２．２材料配比
混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度是Ｃ３０，其各項(xiàng)材料的配合比參照ＪＧＪ５５－２０１丨｛普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程〉進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，詳見表４。
各個(gè)成分的配合比為水泥：碎石：砂：水＝１：３．３２：２．２１：０．６０，選取的試塊大小為１００ｍｍｘｌＯＯｉｎｍｘ１００ｍｍ，水灰比為0.6。
３試驗(yàn)結(jié)果與分析
３．１力學(xué)性能分析
按照（混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)＞（ＧＢＴ５００８１－２０１９），對(duì)四組試塊的７ｄ抗壓強(qiáng)度和７ｄ劈裂強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，具體見表５、表６、圖１以及圖２。通過(guò)分析可知：
①摻入纖維后，纖維再生混凝土抗壓強(qiáng)度與素再生混凝土抗壓強(qiáng)度相比較有所減少。但減少的程度都不算大。經(jīng)計(jì)算得出：與ＹＢ試件相比，丨＞Ｊ、ＭＪ、ＺＪ試件抗壓強(qiáng)度分別降低了１１．５％、１７．２％、２２．６％；ＰＪ試件與ＺＪ試件相比較，ＺＪ試件抗壓強(qiáng)度降低了１２．６％；ＭＪ試件與ＺＪ試件相比較，ＺＪ試件抗壓強(qiáng)度降低了６．５％。
②摻入纖維后混凝土劈裂強(qiáng)度有著增長(zhǎng)的情況。而且雙摻劍麻纖維和ＰＶＡ纖維的再生混凝土比另外兩種單摻纖維的混凝土的劈裂強(qiáng)度高。經(jīng)計(jì)算得出：在劈裂強(qiáng)度上，與ＹＢ試件相比，ＰＪ、ＩＶＵ、ＺＪ試件劈裂強(qiáng)度分別提高了８．３％、１１．７％、２０．９％；ＺＪ試件與ＰＪ試件相比較，ＺＪ試件劈裂強(qiáng)度提高了１１．６％。ＺＪ試件與ＭＪ試件相比較，ＺＪ試件劈裂強(qiáng)度提高了８．３％。
綜上所述，在抗壓強(qiáng)度方面，以素再生混凝土的抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，單摻ＰＶＡ纖維，抗壓強(qiáng)度會(huì)有所下降；單摻劍麻纖維，抗壓強(qiáng)度也會(huì)下降且下降幅度大于單摻ＰＶＡ纖維的混凝土試塊；雙摻ＰＶＡ纖維和劍麻纖維，抗壓強(qiáng)度也是在下降且下降幅度要大于單摻ＰＶＡ纖維和單摻劍麻纖維的混凝土試塊。
在劈裂強(qiáng)度方面，以素再生混凝土的劈裂強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，單摻ＰＶＡ纖維，劈裂強(qiáng)度會(huì)有所上升；單摻劍麻纖維，劈裂強(qiáng)度也會(huì)上升且上升幅度大于單摻ＰＶＡ纖維的混凝土試塊；雙摻ＰＶＡ纖維和劍麻纖維，劈裂強(qiáng)度也是在上升且上升幅度要大于單摻ＰＶＡ纖維和單摻劍麻纖維的混凝土試塊。
３．２破環(huán)形態(tài)分析
如圖３四種試塊的抗壓破壞形態(tài)可知，未加入纖維的試塊有明顯的環(huán)箍效應(yīng)，由于混凝土試塊在壓力試驗(yàn)機(jī)作用下受到壓力試驗(yàn)機(jī)荷載，在荷載作用下，壓板的橫向應(yīng)變小于混凝土橫向應(yīng)變，因而上下兩板與試件上下表面之間產(chǎn)生的摩檫力對(duì)試件橫向膨脹起著約束作用使測(cè)得混凝土試件強(qiáng)度值高，而圖３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）中所示試塊并未有明顯的環(huán)箍效應(yīng)。
如圖４四種試塊的劈裂破壞狀態(tài)可知，未加入纖維的試塊直接劈裂為兩半，而摻入纖維的試塊并未劈裂為兩半，裂開的混凝土部分被纖維連在一起，能夠很清晰的看見裂縫中的纖維，處于１‘藕斷絲連”的狀態(tài)。加入纖維比未加入纖維的試塊劈裂強(qiáng)度高的原因?yàn)椋涸噳K雖然開裂，但是纖維并未拉斷使得劈裂強(qiáng)度提高。
４結(jié)論
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出以下結(jié)論：
①在再生混凝土中摻入ＰＶＡ纖維和劍麻纖維，不論是單摻還是雙摻都會(huì)或多或少的降低抗壓的強(qiáng)度。
②雙摻纖維使得總的纖維體積率變大，使得雙摻的抗壓強(qiáng)度最低。
③在再生混凝土中摻入ＰＶＡ纖維、劍麻纖維、以及雙摻纖維使得劈裂強(qiáng)度增大，且雙摻劍麻纖維和ＰＶＡ纖維的再生混凝土比另外兩種單摻纖維的混凝土的劈裂強(qiáng)度高。
參考文獻(xiàn)
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文章摘自：張?zhí)煊?，程旭龍，張波，王超宇，王虎，鄧青慧，李俊?/font>.雙摻劍麻纖維與PVA纖維再生骨料混凝土力學(xué)性能研究[J].價(jià)值工程，2022，41(32)：78-80.
