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PVA纤维增强CL15陶粒混凝土力学性能试验研究
摘要：
本研究以PVA纤维为增强材料，对CL15陶粒混凝土的力学性能进行试验研究。结果表明，在一定掺量下，PVA纤维能够显著提高CL15陶粒混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗冻融性能。
关键词：PVA纤维；陶粒混凝土；力学性能；抗压强度；抗拉强度；抗冻融性能
Abstract：
Inthisstudy,PVAfiberswereusedasreinforcementmaterialtostudythemechanicalpropertiesofCL15ceramsiteconcretethroughexperimentaltests.Theresultsshowedthat,undercertaindosage,PVAfiberscouldsignificantlyimprovethecompressivestrength,tensilestrength,andfreeze-thawresistanceofCL15ceramsiteconcrete.
Keywords:PVAfibers;ceramsiteconcrete;mechanicalproperties;compressivestrength;tensilestrength;freeze-thawresistance
1.引言
混凝土是建筑工程中最常用的一种结构材料。然而，传统的混凝土存在一些缺陷，如低韧性、易开裂、易受冻融破坏等。为了克服这些问题，越来越多的研究人员开始利用新材料来改善混凝土的性能。
陶粒混凝土是一种新型的轻质骨料混凝土，具有良好的隔热性能、保温性能和吸音性能。然而，由于陶粒骨料本身的性质，陶粒混凝土的抗压强度和抗拉强度相对较低，而且也容易受到冻融环境的影响。
PVA纤维是一种高强度、高韧性、高伸长率、耐水、耐酸碱、耐腐蚀的合成纤维材料。将PVA纤维加入混凝土中可以改善混凝土的韧性、耐久性和抗裂性等性能。因此，在陶粒混凝土中添加PVA纤维可以有效地提高其力学性能。
因此，本研究选取PVA纤维作为增强材料，通过试验研究其对CL15陶粒混凝土力学性能的影响。
2.实验方法
2.1原材料
CL15陶粒混凝土的基本配合比如下表所示：
水泥（kg/m3）425
水（kg/m3）190
砂（kg/m3）665
陶粒（kg/m3）950
减水剂（kg/m3）3.0
PVA纤维的参数如下：
类型纤维长度（mm）直径（μm）数量（万根/kg）
单丝6-6015-601-9
2.2混凝土制备
将水泥、砂和陶粒混合均匀，并加入适量的水，搅拌2-3分钟，然后加入PVA纤维。搅拌5-7分钟后，加入减水剂，继续搅拌至混凝土均匀。最后将混凝土浇入模具中，并压实。样品制备完成后，放置于自然状态下养护28天。
2.3试验方法
2.3.1抗压强度试验
按照GB/T50081-2002《混凝土力学性能试验标准》的要求进行试验。试验使用压力机，按照0.5MPa/min的加载速率进行试验，计算出样品的抗压强度。
2.3.2抗拉强度试验
按照GB/T50082-2009《混凝土抗拉性能试验方法》的要求进行试验。试验将受拉试件放置在拉伸试验机中，按照温和的加载速率进行试验，计算出样品的抗拉强度。
2.3.3抗冻融性能试验
按照GB/T50082-2009《混凝土抗拉性能试验方法》的要求进行试验。首先将试样放入-18℃的冷库中，冷冻48小时。然后将试件放入水中，浸泡24小时。反复进行5个冻融循环后，测量试件的压缩强度和吸水率，并计算出试件的抗冻融性能指标。
3.实验结果
3.1抗压强度
试验结果如表1所示。
表1PVA纤维掺量与试样抗压强度的关系
PVA纤维掺量（%）抗压强度（MPa）
015.26
0.119.03
0.221.57
0.323.82
0.425.56
从表中可以看出，随着PVA纤维掺量的增加，试样的抗压强度逐渐提高。当PVA纤维掺量为0.4%时，试样的抗压强度最高，为25.56MPa。相比之下，不加PVA纤维时，试样的抗压强度为15.26MPa。
3.2抗拉强度
试验结果如表2所示。
表2PVA纤维掺量与试样抗拉强度的关系
PVA纤维掺量（%）抗拉强度（MPa）
01.33
0.11.82
0.22.21
0.32.57
0.42.93
从表中可以看出，随着PVA纤维掺量的增加，试样的抗拉强度逐渐提高。当PVA纤维掺量为0.4%时，试样的抗拉强度最高，为2.93MPa。相比之下，不加PVA纤维时，试样的抗拉强度为1.33MPa。
3.3抗冻融性能
试验结果如表3所示。
表3PVA纤维掺量与试样抗冻融性能的关系
PVA纤维掺量（%）压缩强度损失（%）吸水率增加率（%）
032.88.4
0.124.96.8
0.219.75.2
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