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多尺度聚丙烯纖維混凝土試驗研究 版權信息
- ISBN：9787030705464
- 條形碼：9787030705464 ; 978-7-03-070546-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
多尺度聚丙烯纖維混凝土試驗研究 內容簡介
本書以室內試驗為基礎，研究了摻入聚丙烯粗纖維、細纖維及多尺度聚丙烯纖維對混凝土的抗裂性能、軸向拉伸性能、立方體抗壓性能、彎曲性能、SHPB動態壓縮性能、抗凍融循環和抗滲性能等的影響，確定聚內烯纖維摻量、粗細聚丙烯纖維混摻比例等因素對混凝土綜合性能的作用，得到聚丙烯纖維混凝土的很好摻量和比例，并結合理論分析多尺度聚丙烯纖維混凝土的增強機理，為實際工程應用提供參考。 本書可供土木工程行業科研人員、專業工程技術人員和高等院校相關專業師生參考使用。
多尺度聚丙烯纖維混凝土試驗研究 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 國內外研究現狀 3
1.2.1 聚丙烯細纖維混凝土 3
1.2.2 聚丙烯粗纖維混凝土 8
1.2.3 混雜聚丙烯纖維混凝土 11
1.3 纖維混凝土增強理論和界面力學模型 15
1.3.1 復合材料理論 16
1.3.2 纖維間距理論 17
1.3.3 界面力學模型 18
第2章 多尺度聚丙烯纖維混凝土抗裂性能試驗 23
2.1 試驗過程 23
2.1.1 原材料選取 23
2.1.2 配合比設計 24
2.1.3 拌和工藝 25
2.1.4 試驗方法 25
2.2 試驗結果與分析 26
2.3 混凝土早期抗裂性能評價 32
2.4 混凝土后期抗裂性能分析 33
2.5 多尺度聚丙烯纖維混凝土阻裂機理分析 37
2.5.1 早期阻裂機理分析 37
2.5.2 后期阻裂機理分析 37
2.6 本章小結 38
第3章 多尺度聚丙烯纖維混凝土抗拉壓性能試驗 39
3.1 軸向拉伸試驗方法 39
3.2 軸向拉伸試驗 43
3.2.1 試驗材料與試件制作 43
3.2.2 試驗準備及加載程序 44
3.3 軸向拉伸開裂與破壞過程 45
3.4 軸向拉伸試驗結果與分析 48
3.4.1 軸向拉伸基本力學性能 48
3.4.2 軸向拉伸應力-應變曲線 49
3.4.3 抗拉性能機理分析 51
3.5 立方體抗壓試驗 52
3.6 抗壓試驗結果分析 53
3.6.1 抗壓全曲線 53
3.6.2 抗壓性能參數 54
3.6.3 抗壓破壞形態 55
3.6.4 拉壓強度比 57
3.7 抗壓性能機理分析 58
3.8 本章小結 60
第4章 多尺度聚丙烯纖維混凝土彎曲性能試驗 62
4.1 四點彎曲試驗 62
4.2 試驗結果分析 63
4.2.1 荷載-撓度曲線 63
4.2.2 破壞過程及形態 68
4.2.3 抗彎性能指標分析 71
4.3 彎拉對應關系分析 75
4.3.1 強度指標對比分析 75
4.3.2 韌性指標對比分析 76
4.4 切口梁三點彎曲試驗 77
4.4.1 試驗原材料及配合比 77
4.4.2 試驗裝置 79
4.4.3 加載過程 80
4.4.4 試驗現象 80
4.5 試驗結果 81
4.5.1 荷載-加載點位移曲線 82
4.5.2 荷載-裂縫開口張開位移曲線 83
4.5.3 起裂荷載Pini的確定 85
4.5.4 試驗結果分析 86
4.6 本章小結 88
第5章 多尺度聚丙烯纖維混凝土斷裂性能研究 90
5.1 混凝土雙K斷裂準則 91
5.2 聚丙烯纖維混凝土雙K斷裂參數的確定 93
5.2.1 起裂斷裂韌度KIcini的確定 93
5.2.2 試件彈性模量E的確定 93
5.2.3 臨界等效裂縫長度ac的確定 94
5.2.4 失穩斷裂韌度KIcun的確定 96
5.2.5 黏聚斷裂韌度KIcc的確定 97
5.2.6 雙K斷裂參數的計算 99
5.3 聚丙烯纖維對混凝土斷裂特性的影響 100
5.3.1 對混凝土斷裂能的影響 100
5.3.2 對混凝土斷裂韌度的影響 105
5.3.3 雙線性軟化本構曲線的確定 109
5.4 本章小結 116
第6章 聚丙烯纖維混凝土纖維橋接應力 118
6.1 纖維橋接應力 118
6.1.1 纖維隨機分布函數 118
6.1.2 單根聚丙烯纖維的拉拔模型 119
6.1.3 纖維的橋接應力模型 121
6.2 橋接應力曲線的確定 122
6.2.1 改進的J積分法確定混凝土的軟化本構關系曲線 122
6.2.2 軟化本構關系曲線計算結果 124
6.2.3 纖維橋接應力的確定 126
6.3 本章小結 127
第7章 多尺度聚丙烯纖維混凝土基于SHPB的動態抗壓力學性能研究 129
7.1 SHPB動態壓縮試驗 129
7.1.1 SHPB試驗假定和原理 129
7.1.2 混凝土類材料SHPB試驗中應注意的問題 132
7.1.3 試驗原材料及配合比 133
7.1.4 多尺度聚丙烯纖維混凝土試件加工 133
7.1.5 試驗方案及結果 135
7.2 動態抗壓力學性能分析 136
7.2.1 應力-應變曲線 136
7.2.2 動態抗壓強度 140
7.2.3 動態壓縮韌性 141
7.2.4 動態壓縮變形 144
7.3 動態壓縮力學特性機理研究 145
7.3.1 混凝土基體 146
7.3.2 復合材料理論 147
7.3.3 纖維阻裂、增強和增韌作用 147
7.4 本章小結 148
第8章 多尺度聚丙烯纖維混凝土抗凍融性試驗研究 149
8.1 凍融循環試驗 149
8.1.1 試驗裝置、原材料及配合比 149
8.1.2 試驗過程 150
8.1.3 試驗結果及分析 154
8.2 凍融前后抗壓性能試驗 160
8.2.1 試驗裝置及過程 160
8.2.2 凍融前抗壓性能試驗結果與分析 161
8.2.3 凍融后抗壓性能試驗結果與分析 164
8.3 凍融前后劈裂抗拉性能試驗 167
8.3.1 試驗裝置及過程 167
8.3.2 凍融前劈裂抗拉性能試驗結果與分析 168
8.3.3 凍融后劈裂抗拉性能試驗結果與分析 170
8.4 凍融破壞機理分析 173
8.4.1 混凝土凍融破壞理論及纖維增強理論 173
8.4.2 核磁共振試驗 176
8.4.3 纖維混凝土凍融破壞機理分析 185
8.5 本章小結 191
第9章 多尺度聚丙烯纖維混凝土抗滲性試驗研究 193
9.1 混凝土抗滲性試驗 194
9.1.1 試件制作與試驗方案 194
9.1.2 試驗現象與分析 196
9.1.3 滲水高度試驗結果與分析 197
9.1.4 逐級加壓試驗結果與分析 198
9.2 混凝土抗壓試驗 200
9.2.1 試驗方案 200
9.2.2 試驗現象與分析 201
9.2.3 抗壓試驗結果與分析 204
9.2.4 混凝土抗壓強度與滲透系數的關系 206
9.3 荷載對多尺度聚丙烯纖維混凝土抗滲性的影響 207
9.3.1 NEL法測量氯離子擴散系數試驗 207
9.3.2 卸載后毛細吸水試驗 215
9.3.3 持荷時毛細吸水試驗 222
9.3.4 飽水法測定孔隙率試驗 224
9.4 多尺度聚丙烯纖維混凝土抗滲機理研究 228
9.4.1 核磁共振和卸載后壓汞試驗 228
9.4.2 纖維混凝土抗滲機理分析 234
9.5 本章小結 240
參考文獻 242
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 國內外研究現狀 3
1.2.1 聚丙烯細纖維混凝土 3
1.2.2 聚丙烯粗纖維混凝土 8
1.2.3 混雜聚丙烯纖維混凝土 11
1.3 纖維混凝土增強理論和界面力學模型 15
1.3.1 復合材料理論 16
1.3.2 纖維間距理論 17
1.3.3 界面力學模型 18
第2章 多尺度聚丙烯纖維混凝土抗裂性能試驗 23
2.1 試驗過程 23
2.1.1 原材料選取 23
2.1.2 配合比設計 24
2.1.3 拌和工藝 25
2.1.4 試驗方法 25
2.2 試驗結果與分析 26
2.3 混凝土早期抗裂性能評價 32
2.4 混凝土后期抗裂性能分析 33
2.5 多尺度聚丙烯纖維混凝土阻裂機理分析 37
2.5.1 早期阻裂機理分析 37
2.5.2 后期阻裂機理分析 37
2.6 本章小結 38
第3章 多尺度聚丙烯纖維混凝土抗拉壓性能試驗 39
3.1 軸向拉伸試驗方法 39
3.2 軸向拉伸試驗 43
3.2.1 試驗材料與試件制作 43
3.2.2 試驗準備及加載程序 44
3.3 軸向拉伸開裂與破壞過程 45
3.4 軸向拉伸試驗結果與分析 48
3.4.1 軸向拉伸基本力學性能 48
3.4.2 軸向拉伸應力-應變曲線 49
3.4.3 抗拉性能機理分析 51
3.5 立方體抗壓試驗 52
3.6 抗壓試驗結果分析 53
3.6.1 抗壓全曲線 53
3.6.2 抗壓性能參數 54
3.6.3 抗壓破壞形態 55
3.6.4 拉壓強度比 57
3.7 抗壓性能機理分析 58
3.8 本章小結 60
第4章 多尺度聚丙烯纖維混凝土彎曲性能試驗 62
4.1 四點彎曲試驗 62
4.2 試驗結果分析 63
4.2.1 荷載-撓度曲線 63
4.2.2 破壞過程及形態 68
4.2.3 抗彎性能指標分析 71
4.3 彎拉對應關系分析 75
4.3.1 強度指標對比分析 75
4.3.2 韌性指標對比分析 76
4.4 切口梁三點彎曲試驗 77
4.4.1 試驗原材料及配合比 77
4.4.2 試驗裝置 79
4.4.3 加載過程 80
4.4.4 試驗現象 80
4.5 試驗結果 81
4.5.1 荷載-加載點位移曲線 82
4.5.2 荷載-裂縫開口張開位移曲線 83
4.5.3 起裂荷載Pini的確定 85
4.5.4 試驗結果分析 86
4.6 本章小結 88
第5章 多尺度聚丙烯纖維混凝土斷裂性能研究 90
5.1 混凝土雙K斷裂準則 91
5.2 聚丙烯纖維混凝土雙K斷裂參數的確定 93
5.2.1 起裂斷裂韌度KIcini的確定 93
5.2.2 試件彈性模量E的確定 93
5.2.3 臨界等效裂縫長度ac的確定 94
5.2.4 失穩斷裂韌度KIcun的確定 96
5.2.5 黏聚斷裂韌度KIcc的確定 97
5.2.6 雙K斷裂參數的計算 99
5.3 聚丙烯纖維對混凝土斷裂特性的影響 100
5.3.1 對混凝土斷裂能的影響 100
5.3.2 對混凝土斷裂韌度的影響 105
5.3.3 雙線性軟化本構曲線的確定 109
5.4 本章小結 116
第6章 聚丙烯纖維混凝土纖維橋接應力 118
6.1 纖維橋接應力 118
6.1.1 纖維隨機分布函數 118
6.1.2 單根聚丙烯纖維的拉拔模型 119
6.1.3 纖維的橋接應力模型 121
6.2 橋接應力曲線的確定 122
6.2.1 改進的J積分法確定混凝土的軟化本構關系曲線 122
6.2.2 軟化本構關系曲線計算結果 124
6.2.3 纖維橋接應力的確定 126
6.3 本章小結 127
第7章 多尺度聚丙烯纖維混凝土基于SHPB的動態抗壓力學性能研究 129
7.1 SHPB動態壓縮試驗 129
7.1.1 SHPB試驗假定和原理 129
7.1.2 混凝土類材料SHPB試驗中應注意的問題 132
7.1.3 試驗原材料及配合比 133
7.1.4 多尺度聚丙烯纖維混凝土試件加工 133
7.1.5 試驗方案及結果 135
7.2 動態抗壓力學性能分析 136
7.2.1 應力-應變曲線 136
7.2.2 動態抗壓強度 140
7.2.3 動態壓縮韌性 141
7.2.4 動態壓縮變形 144
7.3 動態壓縮力學特性機理研究 145
7.3.1 混凝土基體 146
7.3.2 復合材料理論 147
7.3.3 纖維阻裂、增強和增韌作用 147
7.4 本章小結 148
第8章 多尺度聚丙烯纖維混凝土抗凍融性試驗研究 149
8.1 凍融循環試驗 149
8.1.1 試驗裝置、原材料及配合比 149
8.1.2 試驗過程 150
8.1.3 試驗結果及分析 154
8.2 凍融前后抗壓性能試驗 160
8.2.1 試驗裝置及過程 160
8.2.2 凍融前抗壓性能試驗結果與分析 161
8.2.3 凍融后抗壓性能試驗結果與分析 164
8.3 凍融前后劈裂抗拉性能試驗 167
8.3.1 試驗裝置及過程 167
8.3.2 凍融前劈裂抗拉性能試驗結果與分析 168
8.3.3 凍融后劈裂抗拉性能試驗結果與分析 170
8.4 凍融破壞機理分析 173
8.4.1 混凝土凍融破壞理論及纖維增強理論 173
8.4.2 核磁共振試驗 176
8.4.3 纖維混凝土凍融破壞機理分析 185
8.5 本章小結 191
第9章 多尺度聚丙烯纖維混凝土抗滲性試驗研究 193
9.1 混凝土抗滲性試驗 194
9.1.1 試件制作與試驗方案 194
9.1.2 試驗現象與分析 196
9.1.3 滲水高度試驗結果與分析 197
9.1.4 逐級加壓試驗結果與分析 198
9.2 混凝土抗壓試驗 200
9.2.1 試驗方案 200
9.2.2 試驗現象與分析 201
9.2.3 抗壓試驗結果與分析 204
9.2.4 混凝土抗壓強度與滲透系數的關系 206
9.3 荷載對多尺度聚丙烯纖維混凝土抗滲性的影響 207
9.3.1 NEL法測量氯離子擴散系數試驗 207
9.3.2 卸載后毛細吸水試驗 215
9.3.3 持荷時毛細吸水試驗 222
9.3.4 飽水法測定孔隙率試驗 224
9.4 多尺度聚丙烯纖維混凝土抗滲機理研究 228
9.4.1 核磁共振和卸載后壓汞試驗 228
9.4.2 纖維混凝土抗滲機理分析 234
9.5 本章小結 240
參考文獻 242
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多尺度聚丙烯纖維混凝土試驗研究 節選
第1章緒論 1.1概述 隨著以三峽大壩、杭州灣跨海大橋、南水北調、西氣東輸等為代表的大型工程的實施，我國基礎設施建設已經邁入新一輪的快速發展階段。在土木工程中廣泛應用的材料是混凝土，混凝土是一種多孔的脆性材料，抗壓強度好，抗拉強度差，對沖擊、開裂、疲勞的抵抗能力差。如何克服混凝土的弱點，一直是工程界研究的重要課題。受古代建筑土墻中摻入稻草的啟發，人們發現摻入纖維可提高混凝土的抗拉強度、抗沖擊性能和剛度。然而，由于一直忙于追求提高混凝土的各種力學性能，人們忽略了混凝土的耐久性問題，從而導致許多工程未達到設計使用年限，便出現重大安全隱患，造成巨大的經濟損失。采用纖維增強混凝土是目前國際上公認的提高混凝土韌性和耐久性的有效方法之一。纖維增強混凝土（fiber reinforced concrete，FRC），簡稱纖維混凝土，是以混凝土為基體、各種纖維為增強相的一種新型復合建筑材料。 工程常用的混凝土增強纖維有鋼纖維和非鋼纖維兩大類，鋼纖維增強效果相對明顯，工程中應用多，但價格高；非鋼纖維分為高彈纖維（如玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維等）和低彈纖維（如聚丙烯、尼龍等合成纖維）。其中，玻璃纖維在混凝土中不易攪拌均勻，對混凝土強度有負面作用；碳纖維的強度和剛度性能較優，勝過鋼纖維，但其價格昂貴；石棉纖維對人體健康有負面作用。*近幾十年內合成纖維發展較快，主要是聚丙烯（polypropylene，PP）纖維，它相對其他合成纖維如尼龍、芳綸等具有強度大、耐腐蝕、價格低等優點，在工程界得到廣泛應用，被視為近代混凝土技術發展的新方向。 20世紀70年代以來，鋼纖維由于其較為顯著的抗裂效果，在工程界得到廣泛應用。但是鋼纖維增強混凝土也有缺陷，尤其在某些特殊環境中。例如，在潮濕與腐蝕性環境中鋼纖維容易生銹；鋼纖維在路面應用中若處理不當會損傷車輛輪胎；噴射混凝土中摻加鋼纖維對噴射裝置磨損大等，而且鋼纖維密度相對較大且回彈率較高。因此，工程界試圖用能克服鋼纖維缺陷的其他纖維代替鋼纖維。未改性的聚丙烯細纖維彈性模量低，與混凝土的黏結性不好，當摻量過高時，會影響其在混凝土中的分布。經過改性的聚丙烯細纖維也主要用于減少混凝土的塑性早期裂縫。20世紀90年代中期，聚丙烯粗纖維被人們開發出來，與聚丙烯細纖維相比，粗纖維的主要特點是尺度（直徑、長度）大，彈性模量高，與混凝土的黏結性能好。試驗證明，將體積分數大于0.3%的聚丙烯粗纖維加入混凝土中，可顯著提高混凝土的抗變形能力，減少混凝土硬化后期裂縫，增大混凝土的韌性、抗疲勞性、抗沖擊性、抗凍性與抗滲性。在特殊環境中，聚丙烯粗纖維可以代替混凝土中的鋼纖維，此方法已在實際工程中得到推廣。借鑒國外經驗，近年來我國自主開發的聚丙烯粗纖維已可批量生產。 解決混凝土早期塑性開裂問題*簡單有效的方法就是在混凝土中摻入細合成纖維。聚丙烯細纖維對阻止混凝土的早期塑性開裂十分有效，但對混凝土硬化后期韌性和抗裂性的改善效果不理想。工程界通常采用鋼纖維提高硬化混凝土的抗裂性和韌性，但鋼纖維存在易銹蝕、質量大、易結團、易損傷攪拌機器、有磁性干擾、價格高等問題，混凝土攪拌站一般都不愿提供鋼纖維混凝土。而聚丙烯粗纖維是一種新型增強增韌材料，具有耐腐蝕性能好、質量輕、易分散、對攪拌機器無損傷、無磁性干擾、價格低等優點，較好地克服了鋼纖維的缺點。由此，將聚丙烯粗、細纖維混雜使用，是否既可以改善混凝土早期開裂問題，也可以提高硬化混凝土后期開裂性能？根據以往的工程經驗，聚丙烯細纖維的摻量一般采用0.9kg/m3，聚丙烯粗纖維的摻量一般采用4.0～8.0kg/m3；鋼纖維的摻量一般采用40～60kg/m3。2018年聚丙烯細纖維的價格一般為7～15元/kg，聚丙烯粗纖維價格在20元/kg左右，鋼纖維的價格為4～6元/kg。每立方米混凝土中聚丙烯細纖維的造價為6.3～13.5元，每立方米混凝土中聚丙烯粗纖維的造價為80～160元，每立方米混凝土中鋼纖維的造價為160～360元，每立方米聚丙烯粗纖維混凝土比鋼纖維混凝土造價節約80～200元，每立方米聚丙烯粗、細纖維混凝土比鋼纖維混凝土造價節約74～187元。從經濟角度上講，效益是可觀的。那么，聚丙烯粗、細纖維混凝土的力學性能是否也能滿足工程需要呢？是否也能改善混凝土的韌性呢？聚丙烯粗、細纖維混摻后其力學性能又能有什么改善呢？一系列問題就接踵而至。本書分別對聚丙烯細纖維混凝土、聚丙烯粗纖維混凝土、一種細纖維與一種粗纖維混摻的聚丙烯纖維混凝土及兩種細纖維與一種粗纖維混摻的聚丙烯纖維混凝土的力學性能進行試驗研究。根據工程經驗和以往的試驗數據分別確定了聚丙烯細纖維和聚丙烯粗纖維在混凝土中的摻量，利用抗裂性能試驗、直接拉伸試驗、軸壓試驗、彎曲試驗、切口梁三點彎曲試驗、凍融循環試驗及抗滲性試驗測定其基本力學性能、抗凍融及抗滲性能等，研究聚丙烯細纖維、聚丙烯粗纖維及多尺度聚丙烯纖維對混凝土抗裂性能和基本力學性能的影響，為未來的工程設計提供試驗依據和力學性能參數；通過對纖維混凝土試件抗拉、抗壓應力-應變曲線的結果分析，了解纖維混凝土在單軸受力過程中的力學效應；通過軸壓試驗來分析多尺度聚丙烯纖維對混凝土抗壓性能的影響；通過彎曲韌性試驗來評價多尺度聚丙烯纖維對混凝土抗彎韌性的影響，驗證多尺度聚丙烯纖維對混凝土韌性的改善；根據聚丙烯纖維混凝土斷裂韌性試驗，對比研究纖維摻量、粗細纖維混摻比例等因素對聚丙烯纖維混凝土斷裂韌性的影響；通過建立單根纖維的拉拔模型，研究影響纖維橋接作用的因素，為聚丙烯纖維混凝土斷裂機理研究、結構穩定性評價及破壞預測提供理論依據；通過動態壓縮試驗研究多尺度聚丙烯纖維混凝土的動力特性以及動態壓縮力學特性機理；通過凍融循環試驗，研究凍融循環對多尺度聚丙烯纖維混凝土質量損失、表面破壞以及動彈性模量的影響等；通過抗滲性試驗，探究聚丙烯纖維是否能夠提高混凝土的抗滲性能和聚丙烯纖維尺寸、摻量以及粗細纖維混摻比例對混凝土抗滲性能的影響，為此類材料在工程上的應用和推廣提供試驗依據和理論基礎。 1.2國內外研究現狀 20世紀60年代，Goldfein建議在混凝土中加入聚丙烯細纖維，用于建造軍隊的防爆建筑，可以說是合成纖維混凝土的首次應用。經過工程界多年探索性應用，發現聚丙烯纖維不但可以作為非結構性補強材料來減少塑性收縮裂縫，而且可以提高構件的承載能力，增強結構延性。隨著合成工業的發展，聚丙烯粗纖維由美國、日本于20世紀末研制成功，2000年推向市場。目前，工程中使用較多的有日本的Barchip、美國的Forta和HPP152等聚丙烯粗纖維。寧波大成新材料股份有限公司生產的高性能異型塑鋼纖維（又稱聚丙烯粗纖維）是一種新型建筑材料，它對控制混凝土裂縫有較大作用，尤其對混凝土的韌性和抗沖擊性能提高幅度較大，與傳統的鋼筋網、鋼纖維相比使用更方便、更經濟。 1.2.1聚丙烯細纖維混凝土 1.聚丙烯細纖維對混凝土抗裂性能的影響 目前，針對聚丙烯細纖維的種類、長徑比、摻量等對混凝土塑性收縮裂縫影響的試驗研究表明，聚丙烯細纖維有細化裂縫的作用，能有效延緩混凝土早期塑性收縮裂縫的產生和發展，改善混凝土內部的細觀結構，減少混凝土內部原生微裂縫的擴展，使混凝土裂縫寬度減小。 Banthia和Gupta[10]通過試驗研究發現聚丙烯細纖維能有效控制混凝土塑性開裂。聚丙烯纖維越細，控制塑性開裂的效果越好，纖維越粗，控制塑性開裂的效果越差。聚丙烯纖維越長，控制塑性開裂效果越好；反之，效果越差。其中，束狀聚丙烯纖維對混凝土塑性開裂控制效果*好。 Banthia和Cheng[11]通過研究聚丙烯細纖維長度和摻量對混凝土塑性收縮裂縫的影響得出結論：混凝土裂縫面積和*大裂縫寬度與聚丙烯纖維的長徑比成反比。 Wang等[12]在研究聚丙烯細纖維改善混凝土塑性收縮裂縫機理時，研究了不同纖維摻量水泥漿體的累計水分損失和孔隙結構。試驗結果表明，摻入聚丙烯細纖維后試件的累計水分損失減小，孔隙中多了一組直徑較大的孔，并且纖維摻量越大，較大毛細孔的數量越多。混凝土試件成型后，聚丙烯纖維表面形成吸附水膜，增加了滲水通道的曲折性，減小了累計水分損失并增多了較大毛細孔數量。 戴建國等參照Soroushian等的試驗方法，研究了聚丙烯細纖維對混凝土和砂漿早期塑性收縮性能的影響。試驗發現，聚丙烯纖維摻量較少時能有效地控制混凝土和砂漿的早期塑性收縮裂縫，聚丙烯纖維體積含量是影響混凝土和砂漿裂縫的主要因素。 馬一平等對改性聚丙烯細纖維混凝土進行了塑性收縮試驗，發現聚丙烯細纖維使混凝土裂縫細化、均勻且開裂寬度減小，纖維直徑越小抗塑性收縮能力越好；改性后的聚丙烯纖維表面能增加纖維與水泥基體之間的界面黏結強度，提高混凝土的抗塑性收縮性能。 張佚倫等、禹凱等研究了相同水灰比和相同坍落度兩種試驗條件下，聚丙烯細纖維不同摻量對混凝土早期收縮和工作性能的影響。得出結論：兩種試驗條件下，聚丙烯纖維均能在一定范圍內減少混凝土的早期收縮。纖維的減縮效果隨摻量的增加而增加；減縮率與摻量不呈線性關系，當纖維摻量達到一定值時，減縮率增加不明顯。由于聚丙烯纖維的摻入會明顯降低新拌混凝土的坍落度，在確定聚丙烯纖維的*佳摻量時應綜合考慮減縮效果和坍落度損失、經濟等因素，聚丙烯纖維的摻量宜選在0.9kg/m3左右，即體積分數在0.1%左右。 劉數華和何林通過試驗研究了聚丙烯細纖維對混凝土的強度、脆性、彈性模量和極限拉伸值等物理力學性能的影響。結果表明，在混凝土中摻入一定量的聚丙烯纖維是預防混凝土開裂的有效途徑，能有效地提高混凝土的抗裂性能。 李東和葉以挺以開裂時間和開裂面積為指標，采用正交設計法研究了粉煤灰摻量、施工工藝等對聚丙烯細纖維混凝土早期抗裂性能的影響，得到結論：粉煤灰摻量不同、混凝土攪拌工藝不同對聚丙烯纖維混凝土抗裂性能的改善也不同。 李紅君等采用溫度應力試驗機研究了聚丙烯細纖維對混凝土早期開裂敏感性的影響。研究表明，聚丙烯纖維能較大幅度地提高混凝土的早期抗拉強度，抑制混凝土的早期收縮，提高混凝土的早期抗裂性能。 王可良和劉玲研究了不同聚丙烯細纖維摻量對C25混凝土拌和物性能、混凝土早期和后期的抗壓強度、抗滲性能、劈裂抗拉強度及塑性開裂的影響。研究表明，聚丙烯纖維能改善混凝土的抗壓強度，減少混凝土塑性裂縫。 潘超等利用聚丙烯細纖維對混凝土的影響，選用對防滲墻、路基等有利的低彈性模量混凝土配合比，并同時兼顧混凝土強度、彈性模量、抗裂防滲性能，做了本構模型和力學性能研究。結果表明，聚丙烯纖維摻入混凝土中對混凝土開裂和延性有較大改善。當水灰比為0.65、聚丙烯纖維摻量為0.9%時，低彈性模量混凝土的抗裂防滲性能達到*優。 馬宏旺等在車站混凝土中摻入聚丙烯細纖維，并用于上海地鐵7號線某車站的抗裂防滲現場施工段內混凝土結構中，測量現場混凝土裂縫點的溫度和應變情況。現場測量得出，聚丙烯纖維對混凝土結構的抗裂防滲性能有明顯提高，能夠滿足地鐵車站抗裂防滲設計要求。 張玉新為了解決現澆混凝土樓板中長期非荷載抗裂性的難題，對聚丙烯細纖維混凝土平板進行中長期抗裂試驗。試驗結果表明，聚丙烯細纖維對混凝土中長期裂縫有較好的抑制作用；混凝土的抗滲性能得到改善；聚丙烯細纖維使混凝土的抗拉強度、拉伸極限應變、臨界斷裂時的*大裂縫寬度增加。使用聚丙烯纖維混凝土樓板具有較顯著的經濟效益和社會效益。 郭海洋等對長度不同的改性聚丙烯細纖維混凝土進行開裂試驗。結果表明，纖維長度對混凝土抗裂性能有影響，長度為15.25mm時效果*好。 李光偉和朱纓對聚丙烯細纖維混凝土進行收縮變形試驗。試驗結果表明，摻入聚丙烯細纖維可以使混凝土的收縮變形明顯減少。葛其榮等和徐至鈞認為，摻入聚丙烯纖維與不摻聚丙烯纖維，混凝土在一個月內干縮率沒什么變化，但在兩、三個月之間，摻入聚丙烯纖維混凝土的干縮率比普通混凝土減少5
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