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PVA纤维的力学博弈与困境

更新时间: 2024-11-26 16:18:20  查看次数: 74    
PVA 纤维对 3D 打印混凝土早期的抗折强度能起到增强的效果,不过对后期的抗折强度却有不好的影响,会让它变弱。要是 3D 打印混凝土主要是在受剪的状态下使用,那用掺量少于 0.1%、长度小于 3 毫米的 PVA 纤维,就可以在不太严重影响后期抗折强度的情况下,增强早期的力学性能。和PP纤维比起来,PVA 纤维的直径比较小,弹性模量却很高。所以当 PVA 纤维处在受剪破坏时裂缝发展的方向上,它阻挡裂缝变大的作用就不怎么好。而且 PVA 纤维加到 3D 打印混凝土里,对流变性能的影响很明显。随着纤维掺量和长度增加,基体好不好打印就明显变差了。为了能让试件有好的打印质量,就得用比较高的挤出速度,这样就导致试件早期的含气量变高,后期的孔隙率变大。最后,因为纤维强化的效果不好,材料的孔隙率又增加了,所以 3D 打印的用 PVA 纤维增强的混凝土,抗折强度提升的效果就不怎么样。综合这些结果来看,这次研究不建议用 PVA 纤维来增强 3D 打印混凝土的抗折强度。
兰州3D打印
3D 打印的用 PVA 纤维增强的混凝土,早期的劈拉强度和没有加纤维的空白对照组比起来,普遍是比较低的。当掺量是 0.3%的时候,随着纤维长度增加,复合材料的层间结合强度是下降的趋势。当纤维长度是 6 毫米的时候,随着纤维掺量增加,复合材料的层间结合强度是先下降然后又提高的趋势。就像之前对早期 3D 打印 PVA 纤维增强混凝土抗压强度和抗折强度分析得出的结论那样,PVA 纤维加进去让材料好不好打印变差了,提高了基体的孔隙率,而且纤维本身对 3D 打印混凝土阻止裂缝变大的效果提升不明显,最终就导致 3D 打印 PVA 纤维增强混凝土的层间结合强度增加的效果不好。在纤维长度相同的情况下,随着纤维掺量增加,材料里的孔隙率不断变大,而且纤维对基体的增强效果也在不断提高。当纤维掺量是 0.3%的时候,试件内部的孔隙对材料层间结合强度的不好影响比较明显,而纤维的增强效果又不好,最终就使得复合材料的力学性能比较差。在这个基础上,如果降低纤维掺量,试件整体的孔隙率就会下降,力学性能就会提高;要是提高纤维掺量,纤维的增强效果就会比较明显,力学性能也会提高一些,不过都比不上空白对照组。在纤维掺量相同的情况下,如果增加纤维长度,材料好不好打印变差就导致试件内部孔隙率提高,而且在劈拉强度测试中横在裂缝发展路径上的纤维数量变少,这样就导致材料的层间结合强度明显下降。