多尺度钢纤维混杂增强水泥基材料抗冲击性能及阻裂能力

作者：郭远臣; 刘芯州; 王雪^*; 叶青; 向凯; 王锐

来源：材料导报, 2024, (02): 1-16.

• 水泥基材料
• 钢纤维混杂
• 抗冲击性能
• 阻裂能力

为更好研究钢纤维混杂方式对水泥基材料的增强作用，本研究使用长度分别为6mm（S）、13mm（M）和35mm（H）的三种钢纤维，进行单掺、双掺、三掺制备钢纤维增强水泥基材料，采用圆柱体试件进行落锤冲击试验。从冲击次数及耗能、破坏形态、裂缝宽度发展等方面探究混杂方式对水泥基材料抗冲击性能及阻裂能力的影响。试验结果表明：钢纤维从单掺到三掺，材料抗冲击性能逐渐增强。钢纤维单掺对水泥基材料强度及抗冲击性能提升效果依次为：M＞H＞S；双掺组合方式从优到劣为：M+H＞S+M＞S+H，当1.5%M与0.5%H混掺时材料的增强、增韧效果最佳，28d抗折强度为22.6 MPa较单掺M和H分别提高了3.2%和31.4%，抗压强度为154.8 MPa较单掺M和H分别提高了40.1%和65.5%，初裂与破坏冲击耗能比单掺M和H分别提高了23.5%、425%和36.7%、300%；三掺最优掺量为0.5%S、0.5%M和1%H，初裂和破坏冲击耗能比最优双掺M1.5H0.5组分别提高了33.3%、1.9%。双参数的Weibull分布可以合理的描述钢纤维混杂增强水泥基材料的N1和N2。S抑制微裂缝的产生与扩张，M和H阻止宏观裂缝在不同受荷阶段的发展，在不同结构层次、不同受荷阶段发挥逐级阻裂作用。

• 单位
  重庆三峡学院; 土木工程学院