纤维改性混凝土课件

混凝土中纤维增强原理及作用一、混凝土中纤维增强的概念混凝土中的纤维增强是指在混凝土中加入一定量的纤维，以增强混凝土的强度、韧性和抗裂性能。

可以将纤维分为无机纤维和有机纤维两类，无机纤维主要包括钢纤维、玻璃纤维、石英纤维等；有机纤维主要包括聚丙烯纤维、聚酯纤维、碳纤维等。

纤维增强混凝土的应用范围非常广泛，主要用于地下工程、桥梁、隧道、机场跑道、大型水利工程等领域。

二、混凝土中纤维增强的作用1.增强混凝土的强度混凝土中加入纤维可以提高混凝土的强度，这是因为纤维可以在混凝土中形成一种网状结构，从而增强混凝土的承载力。

同时，纤维增强混凝土的强度还可以提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度，从而提高混凝土的整体强度。

2.提高混凝土的韧性混凝土中加入纤维可以提高混凝土的韧性，这是因为纤维可以防止混凝土的裂缝扩展，从而提高混凝土的韧性。

同时，纤维增强混凝土的韧性还可以提高混凝土的抗震性能和抗风性能，从而提高混凝土的整体韧性。

3.提高混凝土的抗裂性能混凝土中加入纤维可以提高混凝土的抗裂性能，这是因为纤维可以防止混凝土的裂缝扩展。

同时，纤维增强混凝土的抗裂性能还可以提高混凝土的耐久性，从而延长混凝土的使用寿命。

4.提高混凝土的耐久性混凝土中加入纤维可以提高混凝土的耐久性，这是因为纤维可以防止混凝土的裂缝扩展，从而防止水分和氧气的渗透。

同时，纤维增强混凝土的耐久性还可以提高混凝土的抗冻性、抗腐蚀性和抗渗性，从而延长混凝土的使用寿命。

三、混凝土中纤维增强的原理1.纤维的形成混凝土中纤维增强的原理首先是纤维的形成。

在混凝土中加入纤维后，纤维会在混凝土中形成一种网状结构，从而增强混凝土的承载力。

同时，纤维还可以防止混凝土的裂缝扩展，从而提高混凝土的韧性和抗裂性能。

2.纤维的强度和长度纤维的强度和长度也是影响混凝土中纤维增强效果的重要因素。

一般来说，纤维的强度越高、长度越长，混凝土中纤维增强的效果就越好。

这是因为强度高的纤维可以承受更大的拉伸力，长度长的纤维可以形成更密集的网状结构。

纤维混凝土是一种新型的复合材料，是当代混凝土改性研究的一个重要领域，近年来，以钢纤维、合成纤维、碳纤维及玻璃纤维为代表的纤维，在混凝土中应用得到了迅速的发展，纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。

由于纤维和混凝土的共同作用，使混凝土具有一系列优越的性能，因而受到国内外工程界的极大关注和青睐，并广泛应用于各工程领域。

但是，它却存在抗拉强度低、脆性大和易开裂的缺点。

纤维混凝土作为一种新型的复合增强材料在不断发展，形成了以下几种极具优势的新型高性能纤维混凝土材料。

一、分类：纤维增强混凝土(FRC，Fiber Reinforced Concrete)简称纤维混凝土，它是以水泥浆、砂浆或混凝土为基体，以金属纤维、无机非金属纤维、合成纤维或天然有机纤维为增强材料组成的复合材料。

通常，纤维是短切、乱向、均匀分布于混凝土基体中。

但是有时采用连续的纤维(如单丝、网、布、束等)分布于基体中，称为连续纤维增强混凝土．为了获得需要的纤维混凝土特性和较低成本，有时将两种或两种以上纤维复合使用，称为混杂(或混合)纤维混凝土。

混合纤维混凝土是指用两种或两种以上不同尺寸或不同品种的纤维，适量掺入混凝土组分材料中，按一定程序经混合搅拌而成整体的混凝土。

混合纤维混凝土可分为两种：同一种类（相同品种、质量）但不同尺寸的混合纤维混凝土和不同种类的混合纤维混凝土，如在混凝土中掺入不同尺寸的钢纤维，构成混合钢纤维混凝土。

不同种类纤维混凝土又可分为尺寸相同的纤维、尺寸不同的纤维、作用不同的纤维构成的混合纤维混凝土，如其尺寸相近和尺寸不同的钢纤维和合成纤维构成的混合纤维混凝土。

组合纤维混凝土是指用两种或两种以上作用和功能不同的纤维，其中有的纤维掺入主要是为了增强和增韧，有的纤维主要是为了阻裂。

纤维有的与混凝土各组分材料混合搅拌，有的纤维并不与混凝土各组分材料混合搅拌，而是将纤维分布于不同结构层次，将不同功能的纤维组合应用，并与混凝土拌合料结合，构成整体的纤维混凝土，称为组合纤维混凝土。

混凝土结构中使用纤维的方法一、前言纤维增强混凝土结构是一种新型的混凝土结构，具有高强度、高韧性、耐久性等优点，被广泛应用于桥梁、隧道、地铁等工程结构中。

本文将从纤维增强混凝土的概念入手，详细介绍纤维增强混凝土的种类、纤维的选择、纤维的加入方式、混凝土的配合比以及纤维增强混凝土的施工工艺等方面，为读者提供一份全面详细的纤维增强混凝土结构使用方法。

二、纤维增强混凝土的概念纤维增强混凝土是指加入不同类型、形状、长度的纤维（如钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维等）到混凝土中，增强混凝土的韧性、抗裂性、抗拉强度等性能的混凝土结构。

纤维增强混凝土具有高强度、高韧性、耐久性、耐热、耐腐蚀等优点，能够有效提高工程结构的使用寿命，降低维护成本。

三、纤维增强混凝土的种类纤维增强混凝土主要包括钢纤维增强混凝土、聚丙烯纤维增强混凝土、玻璃纤维增强混凝土、碳纤维增强混凝土等。

1.钢纤维增强混凝土钢纤维增强混凝土是指在混凝土中加入短钢丝或钢纤维，通过钢纤维的强度和韧性增强混凝土的抗拉强度、抗裂性和抗震性能。

钢纤维增强混凝土通常用于桥梁、隧道、机场跑道等大型工程。

2.聚丙烯纤维增强混凝土聚丙烯纤维增强混凝土是指在混凝土中加入聚丙烯纤维，通过聚丙烯纤维的韧性和抗拉强度增强混凝土的抗裂性和抗风化性能。

聚丙烯纤维增强混凝土通常用于电力、通信、水利等工程。

3.玻璃纤维增强混凝土玻璃纤维增强混凝土是指在混凝土中加入玻璃纤维，通过玻璃纤维的高强度和抗腐蚀性增强混凝土的抗拉强度、抗裂性和耐久性能。

玻璃纤维增强混凝土通常用于化工、轻工、医药等工程。

4.碳纤维增强混凝土碳纤维增强混凝土是指在混凝土中加入碳纤维，通过碳纤维的高强度和刚性增强混凝土的抗拉强度、抗裂性和抗震性能。

碳纤维增强混凝土通常用于高速公路、桥梁、隧道等工程。

四、纤维的选择选择纤维时，应根据工程结构的使用环境、设计要求、纤维的性能等因素进行综合考虑。

1.钢纤维钢纤维通常选择低碳钢丝或冷拔钢丝，钢纤维的长度一般为30-60mm，直径为0.2-1.0mm。

摘要混凝土是目前土木工程界使用最多的一种建筑材料，但是随着混凝土技术的不断发展，人们对材料复合技术认识不断提高，对混凝土的性能要求大大提高，不仅要保证混凝土的强度，更要保证混凝土的耐久性等一些其他性能。

而利用纤维特性可以弥补这些缺陷。

PVA（聚乙烯醇）纤维可以有效的提高混凝土的抗压强度、抗冻性，从而提高混凝土的耐久性以及抗变形性同时可以改善混凝土的和易性，对提高混凝土的使用寿命有很大的意义。

本文对混凝土的纤维以及PVA改性混凝土的工作性能、力学性能、抗裂增韧性能等进行综述研究；并通过实验制备PVA纤维混凝土，研究PVA纤维对混凝土的坍落度、抗压强度的影响；最后对PVA纤维混凝土的发展方向进行了预测。

研究表明：（1）在混凝土中加入的PVA纤维具有良好的拉伸强度、高弹性模量，可以提高混凝土的各项性能。

（2）PVA纤维加入到混凝土中会导致其稠度增大进而引起混凝土坍落度的下降。

（3）在一定范围内，掺加PVA纤维会提高混凝土的抗压强度。

（3）低掺量的PVA纤维也会增强水泥基材料的韧性；实验表明：（1）PVA纤维掺加到混凝土中会增加混凝土的单位用水量，导致混凝土的坍落度降低了15%。

（2）PVA纤维掺量为0.2%时对混凝土的抗压强度影响最为显著，其28d强度提高了31%。

关键词：聚乙烯醇纤维；混凝土；抗压强度；耐久性；坍落度第一章绪论1.1 PVA纤维的概述德国化学家Herrmann和Haehnel于1924年合成了聚乙烯醇，之后，他们用水溶液通过干法纺丝技术制备聚乙烯醇纤维。

干纺工艺相对复杂，所用的聚乙烯醇与普通湿法纺丝所用的相同，高浓度原液在从喷丝头喷出之前被连续加热、挤出、溶解、过滤和脱泡。

纤维被凝固剂如热空气凝固，并被成形和拉伸以获得高强度纤维[1]。

因为聚乙烯醇纤维在性能上与棉花非常相似，但是聚乙烯醇纤维在耐磨性、耐晒性、耐腐蚀性和力学性能上要比棉花好得多，而且其密度比棉花低，所以中日两国当时开始研发聚乙烯醇纤维的重要目的是将其应用于民用工业，在当时发展聚乙烯醇纤维的动力是解决国内服装问题。