改性聚酯纤维对机场水泥混凝土的增韧阻裂效果分析

作者：赵胜前; 游庆龙^*; 李京洲; 尹杰; 黄之懿

来源：材料导报, 2023, 1-14.

• 水泥混凝土道面
• 纤维混凝土
• 改性聚酯纤维
• 响应面法
• 弯曲韧性
• 断裂性能

为增强机场水泥混凝土的韧性，提升道面结构的抗开裂能力，制备了聚酯纤维(FC)、聚乙烯醇纤维(PVA)和聚丙烯粗纤维(PP)混凝土。以砂率、FC纤维掺量和减水剂掺量为影响因素，28 d抗折强度为响应值，采用响应面法确定了FC纤维混凝土的最佳配比。采用三点弯曲韧性试验和三点弯曲断裂试验，分析了纤维的增韧阻裂机理。结果表明：砂率、FC纤维掺量和减水剂掺量之间存在交互作用，三者对28 d抗折强度的影响程度排序为：FC纤维掺量＞减水剂掺量＞砂率，最佳配比为：砂率34%，FC纤维掺量1.4 kg/m3，减水剂掺量2%。三种纤维P-δ曲线拐点处的荷载峰值和挠度显著提高，拐点尖锐程度下降。相较于素混凝土，FC、PVA和PP纤维混凝土的断裂韧性分别提高了125.8%、118.4%和87.1%，起裂韧度分别提升了38.7%、33.9%和25.2%，断裂韧度分别提升了87.1%、73.2%和55.6%。此外，FC、PVA和PP纤维混凝土开裂过程中所需的断裂能分别提升了216.2%、193.2%和162.9%。结合能量平衡理论，纤维通过能量传递的方式在混凝土中起到增韧阻裂作用，FC纤维的增韧阻裂效果相对显著。

• 单位
  长安大学; 公路学院