Page 115 - 2023年第54卷第10期

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ＵＨＰＣ基体（Ｂｌａｎｋ组）抗冲磨强度为 ５１．０ｈ?（ｋｇ?ｍ），对比 ＵＨＰＣ基体的抗冲磨强度，钢纤维掺量 １．０％～
２．０％时，抗冲磨强度增长 ８％～４１％。结果表明，随着钢纤维掺量的增加，ＵＨＰＣ抗冲磨强度呈增长趋
势。这是因为钢纤维在 ＵＨＰＣ基体中形成了吸收滚动钢球冲击和研磨能量的保护层 ［１６］ 。此外，由图 １
中曲线趋势可以看出，当钢纤维掺量超过 １．５％时，ＵＨＰＣ抗冲磨强度增长幅度变快。这是由于当钢纤
维体积掺量较大时，纤维与纤维、纤维与混凝土之间形成的三维网格效果更好，相互搭接的纤维能够将
钢球冲击荷载分散，降低冲击瞬时应力，提高抗冲磨性能。除此之外，钢纤维掺量增加能够显著提高试
样中钢纤维密度 ［１７］ ，促使冲磨表层有更多的钢纤维吸收钢球冲磨能量，保护基体免受钢球直接冲击。
１．０％钢纤维与 ０．２％、０．５％、０．８％和 １．０％ＰＰ有机纤维混掺，钢 － ＰＰ纤维混掺 ＵＨＰＣ的抗冲磨强
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度分别为 ６０．６、６５．７、６６．７和 ６９．７ｈ?（ｋｇ?ｍ ），相比 １．０％钢纤维 ＵＨＰＣ，抗冲磨强度分别提高了 １０％、
１９％、２１％和 ２６％。１．０％钢纤维与 ０．２％、０．５％、０．８％和 １．０％ＰＶＡ有机纤维混掺，钢 － ＰＶＡ纤维混掺
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ＵＨＰＣ的抗冲磨强度分别为 ５４．８、５７．９、６０．９和 ６８．５ｈ?（ｋｇ?ｍ ），相比 １．０％钢纤维 ＵＨＰＣ，抗冲磨强
度分别提高了 ０、５％、１０％和 ２４％。在 １．０％钢纤维掺量的 ＵＨＰＣ中加入 ０．２％～１．０％的 ＰＰ纤维或
ＰＶＡ纤维，能进一步提高 ＵＨＰＣ抗冲磨性能。这是因为，表面的有机纤维与钢纤维共同形成一层薄的
缓冲层，以吸收钢球的研磨和冲击能量。
相较于同掺量的钢纤维 ＵＨＰＣ，钢－ ＰＰ纤维混掺 ＵＨＰＣ纤维总掺量 １．２％～２．０％时，抗冲磨强度变
化幅度为－ ３％～１３％，结果表明，当纤维掺量较少时（１．２％～１．８％），ＰＰ纤维替代部分钢纤维能够提
高 ＵＨＰＣ抗冲磨强度。这是由于试件表面钢纤维一部分被撬起脱落，一部分被钢球磨断（如图 ２所示），
导致表面由钢纤维形成的缓冲层削弱，钢球直接冲击和磨蚀 ＵＨＰＣ基体 ［１２］ ；与此同时，裸露在表面的
ＰＰ纤维仍部分埋置在基体表层，减小钢球直接对基体造成冲击和磨蚀损害。相较于同掺量的钢纤维
ＵＨＰＣ，钢－ ＰＶＡ纤维混掺 ＵＨＰＣ纤维总掺量 １．２％～２．０％时，抗冲磨强度下降 １％～４％，ＰＶＡ纤维替代部
分钢纤维掺入 ＵＨＰＣ中对抗冲磨强度几乎没有影响。此外，当纤维掺量为 ２．０％时，钢纤维 ＵＨＰＣ抗冲磨
强度略高于钢－ ＰＰ纤维混掺 ＵＨＰＣ。造成这一结果的原因可能是随着钢纤维掺量的增大，使得试件表面
形成较多的相互搭接的钢纤维（如图 ３），因此减弱了钢纤维被钢球冲磨后翘起脱落的现象，大幅提高了
钢纤维 ＵＨＰＣ的抗冲磨性能。综上所述，纤维掺量相同时，钢－ ＰＰ纤维混掺 ＵＨＰＣ的抗冲磨性能整体略
优于钢纤维 ＵＨＰＣ，而钢－ ＰＶＡ纤维混掺 ＵＨＰＣ与钢纤维 ＵＨＰＣ的抗冲磨强度基本相当。

图 ２ 钢纤维脱落形成的坑 图 ３ 相互搭接的钢纤维

３．１．２ 长短 ＰＶＡ纤维混掺 ＵＨＰＣ抗冲磨性能 长短 ＰＶＡ纤维混掺 ＵＨＰＣ与纤维掺量同为 ２．０％的钢纤
维 ＵＨＰＣ、钢－ ＰＰ?ＰＶＡ纤维混掺 ＵＨＰＣ抗冲磨强度进行对比，试验结果如图 ４所示。
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Ａ０Ｖ２０、Ａ５Ｖ１５、Ａ１０Ｖ１０、Ａ１５Ｖ５和 Ａ２０Ｖ０抗冲磨强度分别为 ５８．５、６８．７、５５．７、５０．４和 ６０．６ｈ?（ｋｇ?ｍ）。与
ＵＨＰＣ基体相比，长短 ＰＶＡ混掺纤维 ＵＨＰＣ抗冲磨强度变化幅度为 － １．２％～３４．７％，除 Ａ１５Ｖ５组外，
其他 ４组 ＰＶＡ纤维 ＵＨＰＣ的抗冲磨强度均高于 ＵＨＰＣ基体，掺加 ＰＶＡ纤维有利于提升 ＵＨＰＣ的抗冲
磨强度。长短 ＰＶＡ纤维混掺 ＵＨＰＣ的抗冲磨强度，比同掺量钢纤维 ＵＨＰＣ下降 ４％～２９％；比同掺量
钢－ ＰＰ?ＰＶＡ纤维混掺 ＵＨＰＣ下降 ０～２７％，长短纤维混掺 ＵＨＰＣ的抗冲磨强度低于同掺量的钢纤维
ＵＨＰＣ和钢－ ＰＰ?ＰＶＡ纤维混掺 ＵＨＰＣ。当长短 ＰＶＡ纤维的比例为 １∶３时（Ａ５Ｖ１５），长短 ＰＶＡ纤维混
掺 ＵＨＰＣ抗冲磨强 度 最 高，优 于 单 掺 长 ＰＶＡ纤 维 或 单 掺 短 ＰＶＡ纤 维，比 单 掺 长 ＰＶＡ纤 维 ＵＨＰＣ

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