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user: 4. 纤维 由于混凝土具有抗拉强度低、延性差等缺点，在实际使用过程中通常带裂缝工作，影响了结构的耐久性和美观性。因此，学者们对此进行了大量的研究，发现在混凝土中加入纤维可以有效地改善这个缺点。自此，高强度、高韧性、高耐久性的纤维混凝土被广泛运用于公路、桥梁、地铁、隧道等土木工程中。目前，研究较多的纤维主要是钢纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维等。 4.1. 钢纤维 钢纤维是当今使用最普遍的混凝土增强材料，也是让UHPC强度达到超高的主要因素之一，因此，国内外学者对于钢纤维的研究也比较充分。 吴礼程等 [ 28 ] 为了研究钢纤维含量对RPC力学性能的影响，把钢纤维掺量作为自变量，进行了常规三轴试验。结果表明，在单轴加载条件下，钢纤维对RPC试样的抗压强度和破坏形态产生很大的影响。当围压为10~70 MPa、钢纤维掺量为0%~2.4%时，钢纤维只会影响RPC的破坏形态，但对其抗压强度的影响却是不明显。 杨简 [ 29 ] 等人为了研究钢纤维掺入对混凝土性能的影响，将钢纤维掺入混凝土进行性能测试，结果发现：钢纤维能增加混凝土的抗压强度，但会使新拌浆体的流动性能降低，从而影响UHPC的工作性能。 王剑 [ 15 ] 等人研究了在钢纤维总掺量(2%)不变时钢纤维长度(8 mm平直、13 mm平直、20 mm端钩)及不同长度钢纤维组合对机制砂UHPC性能影响，发现纤维长度增加，机制砂UHPC的流动性也会下降，而抗弯拉强度、抗压强度、静力受压弹性模量会随之增大，长度为13 mm平直钢纤维和的长度为20 mm端勾钢纤维含量为1%进行混杂实验时，机制砂UHPC的力学性能表现是最佳的。 苏捷 [ 30 ] 等人为了研究UHPC抗折强度及尺寸效应，以强度等级、钢纤维类型和体积掺量为自变量进行了分组对比实验。结果发现：伴随着UHPC强度等级的不断提高、钢纤维掺量的不断增加，UHPC抗折强度尺寸效应逐渐增强。且钢纤维类型会影响UHPC抗折强度尺寸效应，端勾型纤维UHPC试件抗折强度尺寸效应相比于平直型纤维UHPC试件，表现更为优秀。 苏家战 [ 31 ] 等人为了研究不同形状的钢纤维对UHPC受拉性能的具体影响，以圆直钢纤维和弓型钢纤维为研究对象，以形状和长径比为自变量，采用轴拉、抗折和劈裂三种实验方式进行对比分析，得出结论：圆直钢纤维中长纤维对提高UHPC轴拉强度、极限应变、弹性模量效果明显，短纤维对提高初裂强度效果明显；而相比之下，弓型钢纤维能够更有效提升材料各项力学性能，更达到预期的效果。 薛刚 [ 32 ] 为了研究钢纤维掺量对RPC力学性能的影响因素，以钢纤维掺量为自变量，通过对比实验和微观分析研究，得出结论：随着钢纤维掺量的不断增加，RPC的抗压、抗折强度呈线性不断提高，最后总结得到最优体积掺量为1.0%。 李新星 [ 33 ] 为了研究钢纤维对RPC性能的影响，以钢纤维种类、长度、长径比和混杂纤维为自变量，通过对比实验研究发现：钢纤维单掺时，随着掺量或长径比的增加，RPC流动度会显著降低，抗压强度和抗折强度却不断提高。但是当纤维长度大于20 mm时，所测试到的强度开始呈现降低下降趋势。因此混杂掺纤维能够有效提高RPC的流动性，同时使RPC强度较单掺提高5%~10%，而通过实验对比，可以得出当长、短纤维掺比为1:2时，RPC的流动度达最佳水平。 陈竞 [ 34 ] 等人为了研究钢纤维直径及组合对UHPC性能的影响，以钢纤维直径、直径组合及掺量为自变量，分别对钢纤维UHPC的流动度、抗压强度、抗折强度、抗拉强度进行试验分析，得出结论：随着钢纤维掺量和直径的增加，UHPC抗压、抗折、抗拉强度逐渐增大，UHPC流动度却不断减小；分析实验数据进行对比，总结分析得UHPC中钢纤维达到表现时的直径为0.22 mm，掺量为1.5%~2.0%。 综上我们可以看出钢纤维的掺入有利于提高UHPC的抗压强度、耐久性及工作性能，而具体影响程度受到钢纤维掺量、长度等因素的影响，未来仍需进一步探究。 4.2. 其它纤维 除钢纤维外，一些其他纤维(聚丙烯纤维、玄武岩纤维等)也凭借其各自的优势在UHPC中有所应用，引起相关学者的研究。 张一帆 [ 35 ] 为了研究碳纤维对RPC强度和温敏性的影响，以碳纤维的掺量为自变量，进行实验研究发现：碳纤维能够有效增加RPC的抗压强度和抗折强度，掺量达到0.6%时提高较大。碳纤维影响RPC温敏性的能力有限。 陈倩 [ 36 ] 为了探究聚丙烯纤维对UHPC力学性能的影响，对不同聚丙烯纤维体积掺量(0%、0.05%、0.1%、0.15%)，不同纤维长径比(167、280、396)的28 d UHPC进行了劈裂实验，发现随着体积产量的增加，劈裂抗拉强度先增后减，0.10%时最大。随着长径比的增加，劈裂抗拉强度先减后增，综合来看，在纤维体积掺量0.1%，长径比为167时性能最好。 向真 [ 37 ] 等人为了研究玄武岩纤维对RPC耐久性的影响，对9组玄武岩纤维RPC和3组素RPC进行了氯离子渗透试验，另外还对1组玄武岩纤维RPC进行了碳化性能试验，通过研究分析得出结论：玄武岩纤维RPC具有良好的抗氯离子渗透性能和抗碳化性能，根据试验结果表明，当水胶比达到0.22、玄武岩纤维体积掺量达到0.10%时，其抗氯离子渗透性能表现最好。 姚宇飞 [ 38 ] 为了研究玄武岩纤维单掺以及与聚乙烯醇纤维混杂对RPC工作性能和力学性能的影响，结果发现：掺入玄武岩纤维能提升RPC的力学性能，但其增韧效果有限。随着玄武岩纤维掺量的增加，RPC的流动度呈指数式下降，最优体积掺量为0.75%。玄武岩纤维与聚乙烯醇纤维混杂对RPC能起到增强、增韧和阻裂作用，使混掺组力学性能优于单掺组。 赵洪 [ 39 ] 等人为了研究剑麻纤维对RPC流动度和力学性能的影响，选取不同的剑麻纤维掺量，并量化计算了剑麻纤维对RPC延性和脆性的改善情况，得出结论：剑麻纤维能够显著降低拌合物的工作性，并且也会降低RPC的抗压和抗折强度；还发现能够提升试件的变形能力，改变了RPC的受力破坏形式，脆性和延性得到显著提高。 苏骏 [ 40 ] 等人为了研究不同纤维对UHPC力学性能和抗冲磨性能的影响，以纤维的种类和掺量作为自变量，进行抗压、抗拉及抗冲磨试验。得出结论：钢纤维能够有效提升UHPC抗压性能并前效果胜过聚乙烯醇纤维；钢纤维与聚乙烯醇纤维再提升UHPC的抗拉性能方面，有显著效果；聚乙烯醇纤维能够有效提升UHPC的抗冲磨性能，并前胜过钢纤维。 腾银见 [ 11 ] 用玻璃钢再生纤维取代耐碱玻璃纤维来研究玻璃钢再生料对RPC力学性能的影响，得出结论：玻璃钢再生纤维相较于耐碱玻璃纤维，RPC的流动性显著提高，但是强度有明显的降低。 曹雅娴 [ 41 ] 等人为了研究聚乙烯醇纤维长度和体积掺量对混凝土轴心抗压强度和抗折强度的影响，采用灰色理论模型分析轴心抗压强度和抗折强度随龄期的变化规律，结果发现：聚乙烯醇纤维的掺入在一定程度上对提高混凝土的轴心抗压强度和抗折强度有积极作用。 孔德成 [ 42 ] 等人为了研究聚丙烯纤维对UHPC断裂性能的影响，采用三点弯曲断裂试验研究了聚丙烯粗纤维体积分数为0%~2.0%的UHPC的断裂性能，结果发现：与不掺纤维的素超高性能混凝土相比，聚丙烯粗纤维的掺入可有效地改善断裂试件的韧性。 综上可以看出掺入纤维的成分、掺量、类型、组合方式和分布等都会对UHPC的性能产生不同程度的改善效果。钢纤维掺入后可以大幅度提升UHPC的力学性能，降低UHPC的流动性；聚乙烯醇纤维和聚乙烯纤维掺入UHPC，有利于提高抗折强度、抗弯性能和韧性；聚乙烯醇纤维的掺入，可以有效改善UHPC的脆性，阻止UHPC微裂缝的形成和发展，有助于提高UHPC的抗折强度和劈裂抗拉强度，而更多种类的纤维及相应的组合仍有待进一步探究与应用。