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兩種及以上纖維共同摻加被稱為混雜纖維，相比單種纖維，混凝土基體內存在多種纖維時，纖維之間存在的混雜效應會使纖維混凝土性能變化機理更加復雜。通過纖維混雜作用，可能實現混凝土性能的進一步改善。許多文獻探究了不同種類和比例的混雜纖維對混凝土性能的影響，本文簡要介紹了一些文獻中的混雜纖維混凝土研究。

Liu等[1, 2]向混凝土中摻加了不同比例的PVA-鋼混雜纖維，并測試了混雜纖維增強混凝土的力學性能和破壞形式。如圖1和圖2所示，結果表示提升混雜纖維中的鋼纖維比例時，混凝土的抗彎強度和抗拉強度都出現了顯著提高，而PVA纖維混雜比例提升則對抗彎強度的影響較小，摻量較高時還會降低試樣的拉伸強度。

圖1 不同纖維混雜比例混凝土抗彎強度變化

圖2 不同纖維混雜比例混凝土拉伸強度變化

作者認為PVA纖維和鋼纖維對混凝土在拉伸破壞中的裂縫開展過程起到不同作用，如圖3所示為混凝土拉伸過程的三個主要階段。階段1為彈性加載階段，在此階段纖維雜化效應的貢獻有限，應力-應變曲線與普通混凝土基本一致。隨著應力的增大，混凝土開始出現微裂紋后應力-應變曲線進入第二階段，此時PVA纖維和鋼纖維與混凝土基體發生相互作用，阻止微裂縫的形成和進一步發展，抑制宏觀裂縫的產生。此外，由于PVA纖維具有更小的幾何形狀和更好的柔韌性，在增強混凝土基體方面比鋼纖維發揮更重要的作用。隨著應力的不斷增加，微裂紋相互連接開始形成宏觀裂紋。由于纖維的雜化效應，在加載過程中可能會形成并擴展多個宏觀裂紋。最初，鋼纖維和PVA纖維都可以橋接宏觀裂紋，但隨著加載的增加，宏觀裂紋逐漸張開，導致其寬度增大，PVA纖維首先被拉出或在大裂縫處斷裂。此時，宏觀裂紋中僅鋼纖維主導橋梁作用，應力-應變曲線進入第三階段，在此階段，應變迅速增加，而應力迅速減小。應力-應變曲線峰后階段的拐點可視為區分第二階段和第三階段的臨界點。到達該拐點后，宏觀裂紋趨于連通并快速張開。與此同時，主裂縫開始形成并發展。

圖3 混雜纖維混凝土裂縫產生過程

文獻[3]使用了PVA與PP纖維混雜摻加混凝土，對其靜態和動態力學性能(抗壓、拉伸和抗沖擊)進行了初步研究。如圖4和圖5所示，結果表明混雜纖維制備的混凝土材料抗壓強度和彈性模量隨混雜纖維中PP纖維體積比的增大而減小，且在纖維總體積摻量相同的情況下，部分混雜PP纖維的混凝土抗壓強度和抗拉強度低于純PVA增強混凝土。此外，隨著PP纖維在混雜纖維中的比例增大，混雜纖維混凝土的抗拉強度和極限拉伸應變增大，抗沖擊性能也有所增強。

圖4 不同混雜纖維抗壓應力應變曲線

圖5 不同混雜纖維拉伸應力應變曲線

文獻認為混雜纖維對混凝土力學性能的影響主要表現在兩個方面。一方面是纖維在混凝土基體中起到了橋接作用，抑制了裂紋的出現和發展，提高了材料的延性。另一方面是纖維的不均勻分布增加了基體孔隙率造成性能的負面影響，這導致基體中存在的初始缺陷數量增多，其抗壓強度降低，纖維的低彈性模量對混凝土的抗壓強度也有不利影響。此外，在混雜纖維中，由于PP纖維和PVA纖維對基體的粘合性能不同，導致PVA和PP纖維的對混凝土作用機制也有差異，純PVA的拉伸應力在PVA纖維拉拔過程中基本保持不變，而對于混雜纖維混凝土，由于PVA纖維的拔出后PP纖維仍在承受載荷，拉伸應力出現持續增長。綜合來看，混雜纖維對混凝土力學性能受到多種作用的共同影響。

同種纖維的不同類型也可混雜摻入混凝土實現增韌效果，文獻[4]等將不同類型的PVA纖維（涂油和不涂油）以適當比例混雜，制備具有應變硬化和穩態多重開裂的高韌性混凝土材料，并測試了其力學性能。

將未涂油的PVA纖維與涂油的PVA纖維按適當比例混合，制成PVA-ECC材料。如圖6所示，M17和M21分別為混雜PVA纖維和純涂油的PVA纖維試樣，混雜PVA纖維的應變硬化效應在裂縫開始出現時更為明顯。之后，隨著未涂油的PVA纖維開始斷裂，應變硬化趨勢逐漸消失。對于涂油的PVA-ECC，裂紋開始時的應變硬化效應不明顯，應力-應變曲線近似水平。隨著位移的增加，涂油后的PVA纖維與基體之間發生滑移硬化，應變硬化特征更加明顯。兩種試樣拉伸過程中都出現了多重平行裂紋的現象，如圖7所示。

圖6 混雜PVA纖維與純PVA纖維混凝土拉伸應力應變曲線

圖7 多重平行裂紋

纖維混凝土的纖維摻量通常小于2%，纖維摻量較低時混凝土仍然呈現出完全脆性破壞特征，此時混凝土的韌性隨著纖維摻量提高而增大，但超過最高摻量可能造成混凝土拌合物工作性降低而影響纖維分散，不利于纖維混凝土內部均勻性。絲狀纖維含量提高會增大纖維在基體內團聚的數量，團聚纖維會擴大混凝土孔隙率，降低力學性能和耐久性[5]。此外，纖維取向對混凝土的增韌效果也有較大影響[6, 7]。混凝土拌合時纖維取向的隨機分布限制了混凝土韌性提升范圍，硬化混凝土發生斷裂時，在斷裂面傾斜角較高的纖維會出現橋接作用弱化，降低混凝土韌性。混凝土的工作性和澆筑流動方向會影響纖維取向[6]，纖維在良好工作性的混凝土中按拌合物澆筑方向排布的可能性較大。

[1] LIU F, DING W, QIAO Y. Experimental investigation on the flexural behavior of hybrid steel-PVA fiber reinforced concrete containing fly ash and slag powder [J]. Construction and Building Materials, 2019, 228.

[2] LIU F, DING W, QIAO Y. Experimental investigation on the tensile behavior of hybrid steel-PVA fiber reinforced concrete containing fly ash and slag powder [J]. Construction and Building Materials, 2020, 241.

[3] LIN J-X, SONG Y, XIE Z-H, et al. Static and dynamic mechanical behavior of engineered cementitious composites with PP and PVA fibers [J]. Journal of Building Engineering, 2020, 29: 101097.

[4] PAN Z, WU C, LIU J, et al. Study on mechanical properties of cost-effective polyvinyl alcohol engineered cementitious composites (PVA-ECC) [J]. Construction and Building Materials, 2015, 78: 397-404.

[5] SINGH M, SAINI B, CHALAK H D. Performance and composition analysis of engineered cementitious composite (ECC) – A review [J]. Journal of Building Engineering, 2019, 26.

[6] ?ANAL ?, ?ZYURT ZIHNIO?LU N. To what extent does the fiber orientation affect mechanical performance? [J]. Construction and Building Materials, 2013, 44: 671-81.

[7] HUANG H, GAO X, LI L, et al. Improvement effect of steel fiber orientation control on mechanical performance of UHPC [J]. Construction and Building Materials, 2018, 188: 709-21.