我國纖維混凝土的大規模應用是從鋼纖維混凝土和玻璃纖維混凝土起步的，下面是小編蒐集整理的一篇探究高温對聚丙烯纖維混凝土力學性能影響的論文範文，供大家閲讀參考。
摘要：研究發現，不同摻量的聚丙烯纖維對纖維混凝土高温條件下的力學性能影響差異很大。本文結合國內當前研究成果對不同摻量的聚丙烯纖維混凝土力學性質進行探討總結，對纖維混凝土的部分力學性能進行分析，明確聚丙烯纖維對纖維混凝土力學性能的影響。主要針對聚丙烯纖維混凝土高温條件下的抗壓強度、抗折強度及高温劈拉強度進行探討分析，最後給出本文結論。
關鍵詞：聚丙烯;纖維混凝土;高温;力學性能
1 研究背景
合成纖維混凝土的研究及應用開始於20世紀60年代，在70年代得到了空前的發展。纖維對混凝土性能的提高，必須具備以下條件並且缺一不可：(1)分佈均勻;(2)與混凝土的握裹性強;(3)材料本身抗腐蝕、抗鹼集料反應強;(4)材質的抗拉強度好。通過以上條件來提高混凝土的抗碎、抗裂、抗折、抗衝擊、抗滲水、抗疲勞等綜合性能。在合成纖維中聚丙烯纖維的耐腐蝕性、強度、抗鹼反應均優於其它纖維。
但是非常薄弱的一個特徵是抗火性差，在火災高温中爆裂的概率比普通混凝土大很多。因為混凝土的爆裂，使得鋼筋外露在火災中，而鋼筋在火災中很容易受熱軟化，導致承載能力急劇下降，導致構件、建築物的危險程度大大提高。
因此在積極利用纖維混凝土甚至高強混凝土優點的同時，必須努力改善纖維混凝土的高温爆裂破壞性能。掌握高温後高性能混凝土力學性能和損傷規律，為全面地評價高温(火災)後高性能混凝土結構性能變化和損傷程度提供理論依據，指導混凝土結構高温(火災)後的合理而有效的加固修復，具有重要的理論意義和工程價值。
2 國外研究現狀
國外對於聚丙烯纖維混凝土的研究，開始於20世紀60年代。纖維混凝土的研究應用與合成纖維技術的突破有非常重要的關聯。九十年代以後，國外許多學者對聚丙烯纖維混凝土的抗彎性能、抗裂能力、彎剪性能、抗衝擊性能分別作了研究。有關纖維混凝土的理論研究逐漸形成。
andez-01ivares，uenga研究了表面粗糙的橡膠纖維在不同摻量下對高強混凝土高温爆裂性能的改善，發現橡膠的摻入有助於降低高強混凝土的高温爆裂的可能性，儘管抗壓強度和韌性有所降低，但是降低量不大[1]。
ns(1975)、Waubke和Schneider(1973)、Zhukov(1976) 等對普通混凝土的研究表明：混凝土結構在火災受熱過程中可能發生毀壞性爆裂。對於脆性和密度更大、滲透性更低的一般高強高性能混凝土，爆裂更易產生，導致材料強度損失甚至構件坍塌，而且壓應力越大，這種破壞越嚴重。
3 國內研究現狀及成果
我國纖維混凝土的大規模應用是從鋼纖維混凝土和玻璃纖維混凝土起步的。20世紀70年代纖維混凝土技術傳入中國。20世紀90年代初，能夠應用於纖維混凝土的有機纖維通過商業渠道流入我國，成為纖維混凝土在我國大量應用的契機。1998年6月26日，建設部科技發展促進中心(站)印發了《美國杜拉縴維技術研討會紀要》，並由此推開了纖維混凝土在我國應用的`嶄新局面。
為了更加深入瞭解聚丙烯纖維對纖維混凝土高温性能的改變，國內相關專家針對聚丙烯纖維混凝土的高温性能做了大量的實驗，得到了聚丙烯纖維混凝土高温下力學性能的許多重要結論。例如：
林志威的研究認為高性能混凝土具有低滲透性，在火災高温下不可避免地發生爆炸。試驗設計了144個摻有不同聚丙烯纖維(PPF)摻量的高性能混凝土立方體試塊，在經歷了20～800℃的温度後，研究高性能混凝土在高温後的物理、力學性能變化規律。最後分析了聚丙烯纖維影響混凝土高温後性能的機理[2]。
肖健莊設計了79塊摻有聚丙烯纖維的C50，C80和C100高性能混凝土立方體試塊。在經歷了20～900℃的温度後，得出了外摻聚丙烯纖維高性能混凝土高温後的質量損失率和殘餘抗壓強度，以及未發現高温爆裂的結論。分別針對試塊尺寸、強度等級和經歷温度等因素，研究了聚丙烯纖維高性能混凝土的高温抗壓性能，通過統計迴歸分析，得出了可供工程設計和事故鑑定用的抗高温設計曲線[3]。
徐曉勇通過對聚丙烯纖維高強混凝土高温後力學性能的試驗研究，探討了聚丙烯纖維高強混凝土的抗壓強度、抗拉強度和抗折強度在不同温度下的變化規律，並與高強混凝土火災後性能變化規律進行比較，分析了聚丙烯纖維改善高強混凝土高温爆裂現象的機理，還闡述了聚丙烯纖維對高強混凝土受高温作用後力學性能的影響機理[4]。
朱江等人經過高温試驗，發現聚丙烯纖維的加入能有效地改善高強混凝土和橡膠粉高強混凝土的高温抗爆裂性能，聚丙烯纖維與適量的橡膠粉混雜有利於提高橡膠粉高強混凝土的剩餘抗壓強度。
同時，他們通過實驗比較，發現聚丙烯纖維與橡膠粉混雜的高強混凝土，其工作性能優於單一的聚丙烯纖維高強混凝土。通過對高温後試件爆裂表觀形態的比較，發現聚丙烯纖維與橡膠粉混雜的高強混凝土與單一的聚丙烯纖維高強混凝土抗爆裂效果相近，但前者有更好的經濟效益和環保作用。通過試件高温前後的立方體抗壓強度試驗，得到高温前後試件的抗壓強度值，並通過剩餘強度率比較了單摻聚丙烯纖維、單摻橡膠粉和二者混雜的試件高温後抗壓強變化值，總結出800℃高温後聚丙烯纖維與再生橡膠混雜後的抗壓強度剩餘率高於橡膠粉高強混凝土。
4 結語
本文通過對國內當前不同摻量下的聚丙烯纖維混凝土在高温條件下的力學性質的研究成果進行簡要探討，主要有以下結論：
1 聚丙烯纖維混凝土增強高温抗壓性能的原理為：在較高温度下，聚丙烯纖維熔融後，形成新的通道釋放蒸汽壓，避免了抗壓強度過分損失甚至爆裂[1]。纖維混凝土的抗壓強度隨着聚丙烯纖維摻量的改變有稍微的變動，但影響不大。
2 聚丙烯纖維對混凝土劈拉性能的影響實質上是高温熔化後所留空洞的問題。一方面，與外界連通的孔洞為蒸汽壓的釋放提供通道，降低了熱損傷，防止了高温爆裂，並有效改善了聚丙烯纖維混凝土的高温中劈拉性能;另一方面，孔洞的存在使混凝土基體內部缺陷增多，降低了聚丙烯纖維混凝土的高温中劈拉性能。 基於以上兩種相反的作用效果，聚丙烯纖維摻量在適當範圍內，融化產生的孔洞較少，引起的內部缺陷也較少，產生的不利作用小於釋放蒸汽壓產生的有利作用，從而對聚丙烯纖維混凝土高温中劈拉性能有所改善。纖維混凝土的劈拉性能隨着聚丙烯纖維摻量的增加會先提高然後再降低，但仍然比普通混凝土的劈拉強度有所提高。
3 聚丙烯纖維對混凝土的高温後抗折性能的影響與聚丙烯纖維的摻量有關，隨着聚丙烯纖維摻量的逐漸提高，聚丙烯纖維混凝土的抗折強度也不斷提高。(作者單位：鄭州大學 水利與環境學院)
參考文獻：
[1] a’ndez—Olivares, performance ofrecycled rubber—filled high—strength nt andConcrete Research 34(2004)109—117;
[2] 林志威.不同PPF摻量的高性能混凝土高温後性能研究[J].華中科技大學學報.2007,24(2)：1-2;
[3] 肖健莊.摻聚丙烯纖維高性能混凝土高温後的抗壓性能[J].建築材料學報.2004,7(3);
[4] 徐曉勇，聚丙烯纖維對改善高強混凝土高温作用後劣化性能的研究[J].吉林建築工程學院學報.2009;
[5] 王 平.聚丙烯纖維在混凝土高温後抗壓抗折中不同表現的分析[J].浙江工業大學學報.2004.