粗合成纤维长径比对喷射混凝土性能的影响.pdf

2 0 1 3年 第 4期 (总 第 2 8 2期 ) Nu mb e r 4i n 2 0 1 3 ( T o t a l No 2 8 2 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助物料 MATERI AL AND ADM I NI CLE d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 3 0 4 0 1 9 粗合成纤维长径比对喷射混凝土性能的影响 苏安双 ，曾雄辉 ，丁建彤 ，宁逢伟 ，蔡跃波 ( 1 南京水利科学研究院，江苏 南京 2 1 0 0 2 4 ；2 二滩水电开发有限责任公司，四川 成都 6 1 0 0 5 1 ) 摘要 ： 粗合成纤维对喷射混凝土的增韧效果与钢纤维相 比有明显差距 。 为了改善粗合成纤维的增韧效果 ， 采用小型湿喷成型 试件 ， 测试当量直径为 O 5 1 0 I r n n 、 断面形状分别为 8 字形或椭圆形的 2种聚丙烯粗合成纤维的长径比对 C 3 0 湿喷混凝土工作 性 、 纤维分散性 、 回弹率 、 抗压强度 、 抗 拉强度 、 抗折强度及 弯曲韧性 的影响 。 纤维长径 比为 3 0 7 6 ， 长度 为 2 4 5 0 r f l r n ， 掺 量为 8 k g m3 。 结果表明 ： 整体上 ， 随纤维长径 比增加 ， 抗压、 抗拉 、 抗折强度及弯 曲韧性先增加后降低。 对所用的 2种纤维 ， 长径 比约为 5 O时对喷射混凝土增强 、 增韧作用最为 明显。 适宜长径比范围内， 长径 比增大使边壁效应减弱， 基体对纤维咬合作用增强 ， 利于提 高喷射混凝土力学性能 ； 长径 比过大时， 纤维分布不均及结团减弱 了纤维增强 、 增韧作用 。 关键词： 粗合成纤维；长径 比；喷射混凝土；力学性能 ；弯曲韧性 中图分类号： T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) o 4 0 0 6 7 0 6 I n f l u e n c e o f a s p e c t r a t i o o f ma c r o s y n t h e t i c f i be r o n pr o p e r t i e s o f s ho t c r e t e SUAn s h u a n g , ZENGXi o n g- hu i ， DI NG J i a n- t o n gI , NI NGFe ng - we i ， CAI Yu e b o ( 1 N a n j i n g H y d r a u l i c R e s e a r c h I n s t i t u t e ， Na n j i n g 2 1 0 0 2 4 ， C h i n a ； 2 E r t a nHy dro p o we r De v e l o p me n t Co mp a n y， L t d ， C h e n g d u6 1 0 0 5 1 ， C h i n a ) Ab s t r a ct： S h arp d i ff e r e n c e e x i s t e d b e t we e n t o u g h e n i n g e ff e c t o f ma c r o s y n t h e t i c fi b e r and s t e e l fi b e r I n o r d e r t o i mp r o v e t h e t o u g h e n i n g e ffe c t o f ma c r o s y n the t i cfib e r ， t hei nfl ue nc eof t wo s o r t s of ma c r opo l y p r o py l e nefibe r swi t he q ui v a l e nt d i a me t e ro f 05 -1 0mi l land 8 - s h a pe a n d e l l i p t i c s e c t i o n o nt h ewo r k a b i l i t y， fi b e r d i s p e r s i b i l i ty， r e b o u n d r a t i o， c o mp r e s s i v e s t r e n g t h， fl e x u r a l s t r e n gth a n dt o u g h n e s s o f C3 0fi b e r r e i n f o r c e d s h o t c r e t e w e r e i n v e s t i g a t e d t h r o u gh s m a l l s c a l e s p a y i n g e x p e r i me n t T h e d o s a g e o f me n t i o n e d fi b e r s wi t h a s p e c t r a t i o o f 3 0 - 7 6 and l e n g t h o f 2 4 - 5 0 mm i n s h o t c r e t e wa s 8 k g m3 T h e r e s u l t s i n dic a t e d t h a t t h e c o mp r e s s i v e s t r e n gth， t e n s i l e s t r e n g t h ， fl e x u r a l s t r e n gth and t o u g h ne s s e x hi b i t e d i nc r e a s i n g t e nd e nc y fir s t an d t he n d e c r e a s e d wi 廿1 t h e i n c r e a s e of a s pe c t r a t i o g e n e r a l l y Fo r t h e tw o s o rts o f fibe r s a d o p t e d ， the fi b e r w i t h a s p e c t r a t i o o f 5 0 p r e s e n t e d t h e mo s t s i g n i fi c ant s t r e n g t h e n i n g and t o u ghe n i n g e ff e c t Wi th a s p e c t r a t i o i n a p p r o p ri a t e r a n g e t he i n c r e a s e o fa s pe c t r a t i o 1 e d t 0 t h e r e d uc t i o n o fb o u nd a r y e ffe c t an d e n han c e o fme s hi n g e ffe c t be tw e e n ma t r i x an d fib e r s ， wh i c h w a s b e n e fi c i a l t o t h e i m p r o v e me n t o f t h e me c h ani c a l p r o p e r t i e s o f s h o t c r e t e Wh i l e t h e a s p e c t r a t i o w a s t o o h i gh， t h e h e t e r o g e n e o u s d i s t r i - b u t i o n a nd c l u s t e ring o f fi be r s we a k e n e d the s t r e n g t h e n i n g an d t o u g he ni n g e f f e c t K e yw o r d s ： ma c r o s y n t h e t i c fi b e r ； a s p e c t r a t i o； s h o t c r e t e ； me c h an i c a l p r o p e r t y； fl e x u r a l t o u g h n e s s 0 引言 粗合成纤维俗称仿钢纤维， 国外称之为合成结构纤维。 国外在 粗合成纤维生产及应用上起 步较早 ， 早在 1 9 7 0年 代就生产 出聚烯烃合成粗纤维。 随后又出现了多家公司的 粗合成纤维。 这些纤维具有较好 的增强 、 增韧效果。 以其 中 一 种 由聚丙烯和 聚乙烯合成 的粗合成纤 维为例 ， 掺量 为 6 9 k e C m， 时 ， 对于 圆柱体抗压强度为 3 3 MP a的混凝 土 ， 弯 韧试验峰值强度高达 7 MP a ， 残余 弯曲强度达 4 - 5 MP a ” 。 由于粗合成纤维可提高混凝土早期抗裂性 ， 同时改善硬化 混凝土的韧性2 - 3 ， 国内粗合成纤维的工程应用也逐步开展 起来 。 目前， 国内外针对粗合成纤维增韧混凝土的研究， 主 要集中在纤维掺量对混凝 土性能影响 ， 以及粗合成纤维与 收稿 日期 ：2 0 1 2 1 0 1 1 钢纤维增 强 、 增韧性能对 比方 面 6 - 埘 。 粗合成纤维长径 比对 混凝土性 能影 响的研究 相对较 少 ， 王伯 昕等人研究表 明， 直径为 0 3 4 m i l l 的粗合 成纤维 的长径 比分别为 1 0 3 、 1 3 2 、 1 7 7 时， 纤维增韧混凝土的立方体抗压强度与抗折强度随 长径比增加而减 J N 1 1 1 。 而针对粗合成纤维增韧喷射混凝土 ， 进行长径 比对抗压 、 抗拉 、 抗折及 弯曲韧性影 响的相关研 究则难寻报道。 而上述性能指标对 于纤维增韧喷射混凝土 的设计与施工 至关重要 。 S e ms i Y a z l c l 等人研究 了长径 比 为 4 5 、 6 5 、 8 0 钢纤维对混凝土力学性能影响 ， 发现在钢纤维 掺量相 同情况下 ， 长径 比对抗压强度影 响较小 ， 劈 裂抗拉 强度和抗折强度随长径比增加明显增加 1 2 。 K h a l e d Ma r a r 等对 长径 比为 6 0 、 7 5 、 8 3的钢纤 维 的增韧 效果 的研究 表 明 ， 在钢纤维掺量一定条件下 ， 随着长径 比增加 ， 钢纤维增 67 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 韧高强混凝土的抗冲击性能及韧性均提高【 埘 。 A M S h e n d e 等的研究结果则表明， 在钢纤维掺量相同条件下 ， 长径比 为 5 0 时， 钢纤维增韧混凝土劈裂抗拉强度明显高于掺加长 径 比为 6 0 、 6 7 钢纤维的混凝土。 Z L Wa n g 等研究了长径 比为 5 5 、 6 5 、 8 0 钢纤维对混凝 土力 学性能 的影响作用 ， 表 明对于钢纤维 的增强作用而言 ， 存在最佳 长径 ； 长径 比为 6 5时 ， 抗压 、 抗 拉强度较其他 2 种 长径 比明显增加 。 可 见 ， 钢纤维长径 比对劈裂抗拉强度 、 抗折强度、 抗 冲击性能 及韧性等性能指标具有明显的影响作用。 有鉴于此 ， 开展粗 合成纤维长径比对喷射混凝土性能影响的研究很有必要。 本试验采用小 型湿喷方式成型试件 ， 测试了 2种聚丙 烯粗合成纤维的长径比对 C 3 0 湿喷混凝土工作性 、 纤维分 的影响。 1 原材料及 配合比 1 1 原材料 水泥采用 P O 4 2 5 级水泥 ， 其 物理力学性能指标 见 表 1 。 特种掺 合料采用市售产品 ， 该产 品的主要成分 为高 S i O ： 含量的掺合料与高效减水剂， 其平均粒径 D( 4 ， 3 ) 为 1 2 8 a m ， 比表面积为 2 1 6 x 1 0 m 2 k g 。 增韧纤维采用深圳 、 北 京生产的聚丙烯纤维 ， 其性 能指标见 表 2 。 速凝剂采用 市 售无碱液体速凝剂， 掺量为水泥的8 时， 按照 J C T 4 7 7 标 准检测 的初凝时间 2 0 0 S ， 终凝时间 5 1 0 S o 细骨料采用大理 岩人工砂 ， 细度模数 2 8 ， 石粉含量 1 2 5 ， 饱和面干吸水率 散性、 回弹率、 抗压强度、 抗拉强度、 抗折强度及弯曲韧性 1 3 。 粗骨料采用粒径小于 1 5 ra i n的大理岩人工米石。 表 1 水泥物理力学性能 注： QP P 1 ( 3 0 2 4 ) 代表 P P 1 纤维 ， 其长径比为 3 0 ， 长度为 2 4 mil l ； 纤维性能为生产厂家提供结果 。 1 2 配合 比 料掺量为 1 O ( 外掺) ； 设计速凝剂掺量为 8 ， 表中速凝剂 C 3 0 纤维增韧喷射混凝土配合比见表 3 。 有机粗合成 掺量为实测掺量； 砂率为 6 O ； 水胶比( 水 ( 水泥+特种掺 纤维体积掺量为 O 9 ， 相应的质量掺量为 0 3 ； 特种掺合 合料) ) 为 0 4 4 。 表 3 C 3 0纤维增韧喷射混凝土配合比 k g m 3 2试 验 方 法 2 1 小型湿喷 采用 5 0 0L双卧轴强制式搅拌机。 将米石、 砂 、 水泥、 特种掺合料分别投入料斗， 启动搅拌机， 投人物料搅拌 ， 并 于 3 0 S 内将水及纤维投入机内。 从投料开始计时，掺加特 种掺合料混凝土搅拌 3 mi n出机 ， 按照美国硅粉协会推荐 拌和流程【 垌 ， 硅粉混凝土搅拌 1 3 mi n出机。 喷射采用国产 小型湿喷机， 生产能力4 m3 f t l ， 配套空压机送风压力 0 5 MP a ， 排量 1 0 m3 mi n以上， 最大水平、 垂直输送距离分别为 6 0 、 2 0 m， 喷嘴直径 4 0 m m， 允许最大骨料粒径 1 5 n l n l 。 搅拌机 68 出机混凝土直接注入湿喷机料仓 ， 启 动速凝剂汲液器 ， 打 开空压机及喷管气阀， 当速凝剂在喷嘴处呈雾状均匀喷出 时 ， 启动混凝土给料器 、 振动下料装置喷射混凝土。 喷射过 程中， 试模倾斜放置， 与水平面夹角 8 0 。 。 喷枪手控制喷嘴 与受喷面垂直 ， 喷嘴距离受喷面 0 8 1 0 m， 喷嘴做直径 2 0 5 0 c m的圆周运动。 在受喷面下方铺设塑料苫布， 确保回弹 的物料可全部落至苫布上， 喷射结束后收集回弹的物料， 计 算 回弹率 。 2 2 纤维增韧喷射混凝土性能测试 纤维分散性测试： 采用 1 5 0 mm x 1 5 0 m m 1 5 0 1 T l n 3 立方 体钢模， 涂刷脱模剂后倾斜放置待喷( 倾斜角度 8 0 。 ) ； 喷射 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 成型后立即脱模 ， 测试每个试块质量； 捣碎试块， 淘洗出其 中的纤维； 依据 G B T 2 1 1 2 0中6 4 1 规定， 进行纤维洗涤、 烘干及质量测试 ， 计算分散性旧。 抗拉强度 ： 采用 1 0 0 mmx l 0 0m mx 5 1 5 to n i 试模 ， 喷射 成型 1 d 后拆模， 试件在标准条件下养护至 2 8 d 进行测试。 抗压强度、 抗折强度、 弯曲韧性： 用 4 5 0 mmx 3 5 0 mm x 1 2 0 m n l 大板试模 ， 喷射成型后， 分别切割成尺寸为 1 0 0 n l n l x 1 0 0 I n m x1 0 0 r l l n l 、 1 0 0 mm x1 0 0 n l r nx 4 0 0 i l l n、 1 0 0 mm x 1 0 0 m mx 4 0 0 l l l n l 的标准试件， 在标准条件下养护至规定龄 期进 行测试 。 其 中 ， 弯曲韧性依据 C E C S 1 3 ： 2 0 0 9 ， 采用 自 动伺服控制抗弯试验机测试 ； 试验采用 4 点加载方式 ， 跨 距为 3 0 0 m i 1 ， 荷载一 挠度 曲线通过连接微机 自动数据采集 系统获取 。 3 试验 结果与分析 3 1 坍 落度 掺加不同长径 比粗合成纤 维的喷射混 凝土坍落度见 图 1 。 可见， 掺加不同长径比粗合成纤维混凝土坍落度基本 一 致。 已有研究表明， 对于掺加粗合成纤维混凝土拌合物， 长径比提高， 则坍落度降低 。 由于本试验配制混凝土时 使用了含有高效减水剂的特种掺合料， 拌合物坍落度较大， 除 P P 2 3 7 接近 2 0 0 n L r l a 外， 其余组均大于2 0 0 m l n 。 在此大 坍落度条件下， 拌合物的流动性较好、 黏度较低 ， 粗合成纤 维由于相互搭接 而影 响坍落度 的可 能性较小 。 因此 ， 所考 察的长径比在 3 0 7 6之间的粗合成纤维对喷射混凝土的 坍落度没有表现出影响。 2 5 0 g 2 0 0 1 5 0 越 l O O 密5 0 0 U 37 3 5U ，2 5 6 ， 6 粗合成纤维长径比 图 1 掺加不同长径比粗合成纤维的喷射混凝土坍落度 3 2纤维分散 性 长径 比对纤维分散均匀性 的影响见 图 2 。 长径 比为 3 8 的纤维的实测含量与理论值偏差最大， 达 4 4 8 ； 而长径比 为 5 2的纤维偏差最小 ， 为 3 2 。 除此外 ， 总体上随长径 比 增加， 纤维含量测试值与理论值偏差逐渐增大， 表明纤维 分散性能变差。 在纤维体积掺量均为 0 ， 9 条件下， 增大长 径比必然导致纤维长度增大或者根数增多 ， 纤维弯曲 、 纤维 之间搭接及缠绕的概率增加， 使得粗合成纤维在搅拌过程 中出现卷曲 、 结团的趋 势逐 渐增加 ； 卷 曲影 响纤 维与混凝 土基体不能充分接触 ， 结 团则导致纤维无法在混凝土中均 匀分布， 这均将降低粗合成纤维在混凝土中的分散性能。 3 3 回弹率 纤维长径比对喷射混凝土回弹率的影响见图 3 。 长径 比为 3 7时 ， 测试 回弹率 明显高于其他组 。 除此 之外 ， 随着 纤维长径比的增加， 回弹率总体上呈现增加的趋势。 如 3 2 所述， 长径 比增大 ， 纤维分散性变差 ， 纤维卷曲、 搭接 、 缠 5 O 琶 4 0 j 11lI 堪 3 0 j 型 2 O 剐 胛1 0 0 I I I I I 3 O 3 7 3 8 5 O 5 2 5 6 7 6 长 径 比 2 长径比对纤维分散性的影响 I _l I1 _ 6 0 5 0 越4 o 嘿 3 0 霉 z。 瓮 l 0 0 3 0 3 7 3 8 5 0 5 2 5 6 7 6 长径 比 图 4 长径比对粗合成纤维增韧喷射混凝土抗压强度影响 已有研究结果 ， 长径 比为 1 0 3 、 1 3 2 及 1 7 7的聚丙烯粗 合成纤维的体积掺量在 0 8 1 0 时， 可提高混凝土抗压 强度， 最大较素混凝土提高 1 0 左右。 钱桂枫等 采用直 径为0 0 3 1 r n r n ， 长径比为 1 9 4 、 3 8 7 及 5 8 1 的合成纤维配制 混凝土时， 当体积掺量为 0 1 2 时， 7 d 抗压强度较素混凝 土分别降低 6 4 3 、 5 2 2 、 1 0 2 4 ， 2 8 d 抗压强度分别降 低 3 0 3 、 6 4 7 、 7 3 0 。 上述结果表明， 合成纤维对混凝 土增强效果在一定程度上 取决 于长径 比， 过大 的长径 比反 而导致纤维增韧混凝土抗压强度下降。 上述结果与本文对 粗合成纤维长径比对抗压强度影响的试验结果大体相同。 分别比较长径比为 3 7 、 3 8 组， 以及 5 O 、 5 2 组结果可得 ， 长径比相近的条件下， 粗合成纤维长度越长， 抗压强度越高。 3 5 抗折强度 纤维长径比对喷射混凝土抗折强度的影响见图 5 。 长 径比在 3 0 7 6时， 抗折强度在 3 5 7 6 1 7 M P a 之间变化 ， 表 明长径 比在一定程度上影 响粗合成纤维增 韧喷射 混凝土 抗折强度； 随长径比增加， 抗折强度总体上呈现先增加， 后 下降趋势， 最佳长径比为 5 2 。 69 图8 7 6 5 4 3 2 、 瓣敏回 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 6 姜5 装 辖 3 普2 罱 1 0 3 0 3 7 3 8 5 0 5 2 5 6 7 6 长 径 比 图 5长径比对粗合成纤维增韧喷射混凝土抗折强度影响 王伯昕等采用长径比为 1 0 3 、 1 3 2 、 1 7 7的聚丙烯粗合 成纤 维配制混凝土 ， 纤维掺量在 0 8 1 0 时 ， 抗折强度 较素混凝土提高 1 6 o 左右 ， 且抗折强度随长径 比增加而呈现 降低趋势f 19 1 。 钱桂枫等在混凝土中掺入直径为 0 0 3 1 m m、 体积掺量为 O 1 2 的合成纤维， 当纤维长径比为 1 9 4 、 3 8 7 及 5 8 1 时， 7 d 抗折强度分别较素混凝土降低了 0 、 2 0 4 和 8 1 6 t z o l 。 综合 比较分析上述结果可得 ， 长径 比对合成纤维 增韧混凝土抗折强度影响较为明显 ， 长径 比超过一定范围后 ， 纤维对混凝土抗折强度的改善作用下降， 过大的长径比甚至 导致纤维增韧混凝土抗折强度降低 。 这一结果与本试验对 粗合成纤维长径比对抗折强度影响的试验结果较为吻合。 长径比为 5 O 、 5 2 组结果相差不大 ， 但比较长径比为 3 7 、 3 8 组结果可得 ， 长径 比相近的条件下 ， 粗合成纤维长度越 长 ， 抗折强度越高。 3 6抗拉强度 长径 比对喷射混凝土抗拉强度 的影响见图 6 。 可见 ， 抗 拉强度总体上仍随长径 比的增加呈 现先增 长后 降低 的趋 势 ， 且长径 比为 5 0 、 5 2时抗拉强度最高 。 ： ： 想 2 0 莪 篙0 5 0 3 0 3 7 3 8 5 0 5 2 5 6 7 6 长径 比 图 6 长径比对粗合成纤维增韧喷射混凝土抗拉强度影响 在纤维体积掺量均为 0 9 条件下 ， 增大长径比必然导 致纤维长度增大或者根数增多， 使得粗合成纤维受到混凝 土基体 的黏结 、 锚 固长度或面积的增加 。 在界面黏结强度一 定 的条件下 ， 锚 固长度或面积的增加有利于提高断面纤维 与混凝土基体脱黏时纤维所承担的总荷载， 且使脱黏后拔 出过程中纤维表面与基体的摩擦阻力增大， 从而提高抗拉 强度。 如 3 2 所述 ， 长径 比超过一定范围 ， 纤维分散性能下 降， 纤维的卷曲、 缠绕及结团都将影响粗合成纤维与混凝 土基体的有效黏结， 导致抗拉强度降低。 3 7 弯曲韧性 长径比对喷射混凝土弯曲韧性的影响见图7 。 可见， 长 径比对喷射混凝土的弯曲韧性影响比较明显。 随长径比增 加 ， 弯曲韧性指数总体上呈现较为明显的先增长、 后降低 的趋势。 长径比为 5 0时的弯曲韧性整体上高于其余情况。 弯曲荷载作用下 ， 粗合成纤维增韧混凝土失效过程包 7 0 2 0 1 8 1 2 。I 长径比= 3 7 I l 长径比= 3 8 l 。 l 长径比= 5 0 l 5 6 7 6 - 1团长径比= l L _ 1口长径比= l _ Ln 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 5 弯曲韧性测试时中性轴以下断面荷载计算 基体一旦初裂， 纤维与基体界面间黏结力与基体可承受荷 载的总和将低于弯曲荷载产生 的拉力 ， 纤维发生脱黏 ， 由于 长径比3 7 纤维受基体锚固长度较短， 脱黏后纤维受摩擦阻 力较小 ， 故 断面上多数纤维被完好拔出。 而对 于 P P 1 3 8 混 凝土 ， 基体初裂后纤维与基体界面间黏结力与基体可承受 荷载的总和仍可抵抗弯曲荷载产生的拉力， 未脱黏纤维在 断面初裂处受到拉伸发生塑性变形 ， 甚至断裂 ； 塑性变形 发生后 ， 纤维直径变小 ， 在一定程度上弱化了界面黏结 ， 导 致发生塑性变形的纤维被拔 出， 但 由于长径 比 3 8 纤维受基 体锚固长度较长， 发生塑性变形被拔出过程中受摩擦阻力 较大 ， 导致纤维发生进一步塑性变形 ， 更加充 分发挥 了纤 维增强 、 增韧效果。 上述计算分析结论与表 4 ， 图 1 0 的实际 观测结果较为吻合。 而当长径比超过一定值时， 如图2所示， 随着长径 比 增加， 纤维分散均匀性降低。 有关合成微纤维的研究表明， 过大的长径 比导致纤 维在混凝土中的分散性变差。 对于 钢纤维增韧混凝土的相关研究也表明 ， 过大的长径 比容易 导致纤 维结团圆。 依照表 3 所列配合 比 ， 笔者使用 当量直 径 0 5 1 mm、 长径比 1 0 6的粗合成纤维配制混凝土时 ， 搅拌 时纤维出现 明显的结 团现象 ， 甚至在喷射成型时发生堵管 现象。 这使得纤维在混凝土中无法均匀分布， 也不能被浆体 有效包覆 、 黏结 ， 从而导致混凝 土内部出现缺陷 ， 纤维 与混 凝 土基体之 间黏结强度降低 ， 纤维 的增强 、 增韧效用减弱。 ( a ) P P 2 ( 3 7 3 0 )(b ) P P 1 ( 3 8 3 8 ) 图 1 0 弯韧试验试件断面上的粗合成纤维 4结论 ( 1 ) 大坍落度情况下， 长径 比对粗合成纤维增韧喷射 混凝土坍落度影 响未得以体现 ， 掺加不 同长径比的粗合成 纤维的混凝土坍落度基本一致。 ( 2 ) 随着纤维长径比的增加 ， 回弹率总体上呈现增加 的趋势。 ( 3 ) 随长径比增加， 纤维分散性能总体上变差。 ( 4 ) 随长径 比增加 ， 纤维增韧喷射混凝土抗压、 抗拉 、 抗折强度及弯曲韧性先增加后降低。 长径比为 5 0 时， 粗合 成纤维对喷射混凝土的增强 、 增韧效果最佳 。 ( 5 ) 体积掺量相同时， 增大长径比使得粗合成纤维受 到混凝土基体的黏结、 锚固长度或面积的增加 ， 且使边壁 效应减 弱 ， 基体对纤维 咬合作用增强 ， 浆体对粗合成纤维 72 包覆与锚固更有效， 从而利于提高纤维增韧喷射混凝土力 学性 能 ； 长径 比过大时 ， 纤维分布不均及结团减弱了纤 维 对喷射混凝土增强 、 增韧作用 。 参考文献 ： 1 T h e E u c l i d C h e m i c a l C o m p a n y P r o d u c t s f o r q u a l i t y s h o t c r e t e E B O L ( 2 0 0 6 1 1 0 9 ) 2 0 1 1 0 5 2 5 h t t p ： w w w e u c l i d c h e m i c a 1 c o rn f i l e s h a r e e l i t s h o t c r e t e p d f 2 邓宗才 高性能合成纤维混凝土 M 】 _ E 京 ： 科学出版社， 2 0 0 3 3 沈荣熹， 崔琪， 李清海 新型纤维增强水泥基复合材料【 M E 京： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 4 4 毕远志， 朱赞成， 毕永志， 等 深井软岩巷道喷射高韧性纤维混 凝土支护技术【 J 金属矿山 ， 2 o o 7 ( 1 0 ) ： 2 9 3 3 5 刘海洋 城郊煤矿大硐室喷射高韧性纤维混凝土支护 J 1 _ 江西煤 炭科技 ， 2 0 0 9 ( 4 ) ： 3 9 4 O 【 6 曹继锋 ， 丁一宁 仿钢丝聚丙烯长纤维对钢纤维混凝土力学J 性 能的影响 J 建筑结构 ， 2 0 0 6 ， 3 6 ( 1 2 ) ： 3 0 3 2 【 7 】B I N DI G AN AV1 L E V， B ANT H I A N P o l y me r a n d s t e e l fi b e r - r e i n f o r c e d c e me n t i t i o us c o mp o s i t e s u n d e r i mp a c t l o a d i n g - p a r t 1 ： b o n d- s l i p r e s p o n s e J A C I M a t e ri a l s J o u rnal， 2 0 0 1 ， 9 8 ( 1 ) ： 1 0 1 6 8 C H E R N O V V ， Z L O T N I K O V H ， S H A N D A L O V MS t r u c t u r e s y n t h e t - i c fi be r- r e i n f o r c e me n t c o n c r e t e： e x p e rie n c e wi t h ma r i n e a p pl i c a - t i o n J C o n c r e t e I n t e r n a t i o n a l ， 2 0 0 6 ， 2 8 ( 8 ) ： 5 6 6 1 【 9 】M O R G A N D R， L O B O A ， R I C H L F i b e r r e i n f o r c e d s h o t c r e t e ( P o r t o f Mo n t r e a 1 ) J C o n c r e t e I n t e r n a t i o n al， 1 9 9 8 ， 2 0 ( 9 ) ： 7 0 7 7 1 0 】 邓宗才 ， 李建辉 ， 王现卫， 等 粗合成纤维增强混凝土的冲击动 载特性【 J 混凝土， 2 0 0 8 ( 9 ) ： 6 5 6 8 1 1 】 王伯昕， 黄承逵， 何化南 聚丙烯( P P ) 粗纤维混凝土弯曲韧I性与 抗冲击性能研究 c 发展绿色技术 ， 建设节约结构第十四 届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文集 长沙： 中国土 木工程学会， 2 0 0 7 ： 9 5 1 0 1 1 2 Y A Z 1 C I K， i N A N G， T A B A K V E f f e c t o f a s p e c t r a t i o a n d v o l u m e f r a c t i o n o f s t e e l fi b e r o n t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f S F RC J C o n s t ruc t i o n a n d B u i l d i n g Ma t e r i a l s ， 2 0 0 7 ， 2 1 ( 6 )： 1 2 5 0 1 2 5 3 1 3 M A R A R K ， E R E N O， E L I K T R e l a t i o n s h i p b e t w e e n i m p a c t e n e r - g Y a nd c o mpr e s s i o n t o u g h n e s s e n e r g y o f hi g h s t r e n g t h fib e r - r e i n - f o r c e d c o n c r e t e J M a t e r i al s L e t t e r s ， 2 0 0 1 ， 4 7 ( 4 5 ) ： 2 9 7 3 0 4 1 4 S HE ND E A M， P AND E A M E x p e ri me n t al s t u d y a n d p r e d i c t i o n o f t e n s i l e s t r e n gth for s t e e l fi b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e J 1 I n t e rua t i o n al J o u r n al o f Ci v i l a n d S t r u c t u r al E n g i n e e r i n g， 2 0 1 1 ， 1( 4) ： 91 0 91 7 1 5 WA NG Z L， WU J ， WANG J G E x p e ri me n t a l a n d n u me r i c a l a n a l y s i s o n e f f e c t o f fi b r e a s p e c t r a t i o o n me c h a n i c a l p r o p e rt i e s o f S RF C J C o n s t r u c t i o n a n d B u i l d i n g Ma t e r i a l s ， 2 0 1 0 ， 2 4 ( 4 ) ： 5 5 9 5 6 5 1 6 H O L L A N D T C P r o p o rt i o n i n g s i l i c a f u m e c o n c r e t e R S i l i c a F u m e Us e r S Ma n u a l ， FHWA I F一 05 - 01 6， 1 9 9 9： 6 4-6 5 1 7 G B T 2 1 1 2 O 一2 o 0 7 ， 水泥混凝土和砂浆用合成纤维 s - E 京： 中 国标准出版社， 2 0 0 7 下转第 7 6 页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 由表 3 可 以看出 ， 阿利特一 硫铝 酸盐水泥对 F D N减水 剂的极 限吸附量 随吸附时间的延长而增大 ， 说 明对于阿利 特 一 硫铝酸盐水泥水化体系， 随着水化过程的进行， 在水 泥颗粒表面 主要形成一定量的 A F m或 A F t 水化产物 ， 这 些水化产物都具有较强的吸附能力 ， 使减水剂分子在矿物 颗粒上的吸附速度大于其解离进入液相的速度， 所以其对 F D N减水剂的极限吸附量随时间的延长而增大。 2 3 矿物组成对吸 附量与极限吸 附量的影响 分 析 图 3 ， A、 B、 C水 泥 对 F D N 减 水 剂 的 吸附 量 随 C 含量 的增加而增大。 A、 B 、 C水泥中 ， 设计 C S的含量 一 定 ， 变动 C ： S 与 c ， 的含量 ， 随 c 含量 的增加 ， C S 的 含量相应减少。 过去的研究指 出 ， 在水泥水 化进程 中 ， C ， S 比 C S吸附较多 的 F D N减水 剂 ， 而 C , A S 对 F D N减水剂 的吸附能力远大于 C ， S 和 C S ， 可吸附更多的 F D N减水剂 1 2 】 。 因此对 于不 同矿物组 成的阿利特一 硫 铝酸盐水泥 ， 当 C S 含量一定 ， 随 C ， S 含量的增加和 C ： S 含量的相应减少 ， 对 F D N的吸附量显著增加。 这是 由于熟料矿物 的特性和其水 化产物的差异所致。 由表 3 还可见 ， 当熟料 中 C ， S 矿 物含量一定时 ， C S 含量高的水泥对 F D N的极限吸附量亦大。 文献 8 研究了 硅酸盐水泥对萘系减水剂的吸附特性 ， 测定 了基准水泥对 四种萘 系减水剂吸附 3 0 m i n的极限吸附量 ， 依次 为 7 5 7 、 6 0 0 、 6 0 2 、 4 8 7 mg g 。 对 比上述结果表 明， 阿利特一 硫铝酸 盐水泥对减水剂的极限吸附量远大于硅酸盐水泥 ， 其极限 吸附量 为硅 酸盐水泥 的 1 2 2 5 倍 。 文献 1 3 1 的研究表 明， 随着熟料中 c 矿物含量的增加 ， 水泥