剑麻纤维混凝土力学性能研究进展撰写时间：202X年XX月XX日郭俊杰?姜景山?张超?徐凡?杜远航?徐立城?戈泽淼?周海玥?黄鑫摘要：剑麻纤维混凝土作为一种新型的纤维混凝土可以有效阻止混凝土裂缝的发展，它综合了混凝土的抗压性能和剑麻纤维的抗拉性能，可有效改善混凝土的力学性能。文章简要阐述了剑麻纤维增强混凝土力学性能的作用机理，并从抗压强度、抗拉强度和坍落度3个方面总结了剑麻纤维混凝土力学性能研究的进展。最后结合剑麻纤维混凝土的实际工程应用，提出对剑麻纤维混凝土的进一步研究方向。关键词：剑麻纤维混凝土;力学性能;作用机理;强度;裂缝;工程应用中图分类号：S969.19文献标识码：A混凝土是一种常用的建筑材料，具有抗压性能强、取材方便、造价便宜等优点，被广泛应用于建筑工程中。然而混凝土同时也存在抗拉性能差、韧性低的劣势。剑麻纤维作为天然植物纤维的一种，具有韧性高、抗拉抗腐蚀性好的优点。将剑麻纤维经适当处理后掺入混凝土中，可以有效改善混凝土的力学性能，特别是对混凝土抗拉性能的提升效果显著，并且采用剑麻纤维替代传统的混凝土掺和料，可以解决剑麻纤维因用途范围小而经常被丢弃的问题，符合当今时代绿色环保、节约发展的理念。掺入剑麻纤维也成为目前提升混凝土力学性能的一种有效、经济的新型混凝土加固方法。1剑麻纤维混凝土改善性能的作用机理混凝土由水泥、粗骨料、细骨料、水和外加剂等组成，在水泥硬化后，水泥浆将石子等粗骨料胶结在一起，形成混凝土抵抗压力的主要强度支撑。而石子等粗骨料因颗粒粒径和体积较大，颗粒之间会产生很多空隙，因此采用砂等细骨料作为填充材料，提升混凝土的整体密度。即便如此，混凝土内部仍然会存在许多大小不一的空隙与裂缝，在实际工作环境下，混凝土会因受力不均、应力集中等影响而使孔隙间所受压力增大，导致裂缝的产生与发展，最终致使整体结构的破坏。剑麻纤维具有抗拉强度高、韧性强的优点1。一方面，剑麻纤维的掺入可以填补部分空隙使混凝土结构更加紧密;另一方面，在混凝土裂缝产生时，剑麻纤维通过与混凝土内部基体的牢固粘结，对细微裂缝的产生与发展起到很好的限制和约束作用263。董健苗等3通过剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁裂缝宽度试验研究发现，不同的纤维长度与纤维掺量会使混凝土的力学性能有不同的改变。当纤维长度为10mm、掺量为3kg/m3时，对混凝土的抗拉强度的提高较大，剑麻纤维的掺入有效提高了试验梁的开裂荷载，改善了裂缝形态，证明剑麻纤维掺入混凝土中可明显提升混凝土的力学性能。此外，剑麻纤维的长度选择，纤维掺量等因素会直接影响到剑麻纤维与混凝土砂浆的粘结度，使混凝土的力学性能产生不同的变化。長度过短、掺量过少的剑麻纤维并不会对混凝土内部产生紧密的效果;长度过长、掺量过多的剑麻纤维会让纤维失去弹性伸张和吸收能量的作用，反而使混凝土更容易发生脆性破坏4。所以对剑麻纤维的长度及掺量做出合适的选择也是一个值得思考的问题。2剑麻纤维对混凝土力学性能的影响研究2.1抗压性能混凝土的抗压强度是其力学性能中最基本，也是最重要的一项，所以剑麻纤维混凝土的抗压性能是研究其力学性能的重要内容。包惠明和孟汉卿2在剑麻纤维混凝土力学性能实验中开展了剑麻纤维混凝土力学性能的研究，结果表明，剑麻纤维可以有效提高混凝土的早期强度，随着龄期的增长，强度增加幅度减缓，但总体上仍呈上升趋势。董健苗5在单掺与混掺纤维增强自密实轻骨料混凝土力学性能试验研究中发现，纤维掺量在0～1kg/m3范围内，纤维的掺入会使得自密实轻骨料混凝土机体结构发生变化，降低混凝土的抗压强度;纤维掺量在1～1.5kg/m3范围内，纤维的掺入使纤维与混凝土内部的粘结性能增强，对混凝土受压时产生的横向变形有较好的约束效果，从而使混凝土抗压强度得到提高;纤维掺量继续增大，纤维间会发生团聚，而使混凝土强度降低。包惠明6等通过剑麻纤维混凝土试验发现，随着剑麻纤维掺量的增加，剑麻纤维水泥混凝土抗压强度略有增加，当剑麻纤维掺量为3～4.5kg/m3时，剑麻纤维水泥混凝土抗压强度达到最大;当剑麻纤维掺量大于4.5kg/m3时，随着剑麻纤维掺量的增加，剑麻纤维水泥混凝土抗压...