超高性能水泥基复合材料抗侵彻优化设计(4)
这对超高强混凝土的强度及耐久性提高十分不利，在今后的研究与应用中应给予足够的重视。
1.3 几种纤文在超高性能水泥基材料中的应用
1.3.1钢纤文(SF)
钢纤文混凝土 SFRC 是以较细骨料混凝土为基体均匀掺人短而细的钢纤文而形成的复合
材料。 由于纤文在混凝土中乱向分布混凝土受荷载作用后纤文能阻止和延续混凝土中裂缝的失
稳扩展。因其具有高的阻裂效应而使原来脆性的混凝土变为具有良好变形特性的弹塑性混凝
土。当钢纤文体积分数为 0.01-0.02 水灰比为 0.45 时抗拉强度比基准混凝土提高 35%，极限抗
弯强度提高 70 %， 抗疲劳强度提高约 9 倍， 断裂能提高数 10 倍， 当钢纤文体积分数不小于 0.02
时，一般视为高体积分数 SFRC，其力学性能更为优越。
1.3.2 聚丙烯纤文(PP)和聚丙烯网状纤文（PP网状）
聚丙烯是一种高分子碳氢化合物。它化学稳定性好与大多数化学物质不发生作用；表面疏
水，不会被水泥浆浸湿，易燃，导致混凝土的耐火性降低。国外对聚丙烯纤文 PFRC的系统研
究开展较早,Hughes 等早在 20 世纪 70 年代就研究了掺入原纤化的和单丝的聚丙烯纤文 PFRC
的应力-应变曲线,并且明确指出掺入聚丙烯纤文后其 PFRC的增韧效果显著[10]
。在国外聚丙烯
纤文己成为改善混凝土性能最广泛使用手段之一,使用已有20余年。 国内关于聚丙烯纤文PFRC
的研究开展较晚,而且是随着国外聚丙烯纤文在国内建设项目中的大规模应用,目前的研究主要
集中于聚丙烯纤文 PFRC的物理和力学性能的研究。 国内合成纤文领域与建筑工程领域的科研
机构和生产单位对改性聚丙烯纤文产品进行联合研究和开发已取得良好的效果。
聚丙烯网状纤文以改性聚丙烯为原料，经挤出、拉伸、成网、表面改性处理、短切等工序
加工而成的高强度束状单丝或者网状有机纤文，其固有的耐强酸，耐强碱，弱导热性，具有极
其稳定的化学性能。加入混凝土或砂浆中可有效的控制混凝土（砂浆）固塑性收缩、干缩、温
度变化等因素引起的微裂缝， 防止及抑止裂缝的形成及发展， 大大改善混凝土的阻裂抗渗性能，
抗冲击及抗震能力，可以广泛的使用于地下工程防水，工业民用建筑工程的屋面、墙体、地坪、
水池、地下室等，以及道路和桥梁工程中。是砂浆/混凝土工程抗裂，防渗，耐磨，保温的新
型理想材料
1.3.3 聚丙烯腈纤文(PAN)
聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾
方式相连的。主要用于制聚丙烯腈纤文，聚丙烯腈纤文（俗称晴纶）的强度并不高，耐磨性和
抗疲劳性也较差。聚丙烯腈纤文的优点是耐候性和耐日晒性好，在室外放置 18 个月后还能保
持原有强度的 77%。它还耐化学试剂,特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。
聚丙烯腈纤文比聚丙烯纤文具有许多优点，弹性模量及抗拉强度较高，耐光性极好，抗腐
蚀性良好。对聚丙烯腈纤文增强水泥混凝土的基本力学性能、早期抗裂性、抗弯韧性、单轴拉
伸性能及抗疲劳性能等进行系统研究表明聚丙烯腈纤文不仅能改善混凝土抗弯拉强度， 而且可
改善混凝土的抗弯韧性，它是混凝土理想的阻裂与增韧材料[11]
。
（1）聚丙烯腈纤文对抗劈裂强度增强效果较显著。28d 聚丙烯腈纤文混凝土劈裂强度比素混
凝土提高 6%～19%，90d 聚丙烯腈纤文混凝土劈裂强度比素混凝土提高 6.8%～18.9%。
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