纤维增强地聚物充填料

固废制备，强度更高

采用电石渣等固废制备的地聚物充填材料，掺入聚丙烯纤维后强度与韧性同步提升，抗裂能力显著增强。

Jiaze, Li · 张向东 · Pang, Shuai · Yiqing, Wu · Cheng, Yang · Su, Lijuan · 刘家顺 · Xiaogang, Wei

Construction and Building Materials 2024

参数信息

最佳纤维掺量

6 ‰

技术优势

纤维掺量6‰强度最高

超过6‰后纤维分散变差，强度反而下降；6‰时纤维在基体中形成锚杆和三维网络，增强效果最佳。

电石渣越多强度越高

电石渣激发矿渣和粉煤灰生成大量C-(A)-S-H凝胶，促进骨料与纤维的粘结，使抗压强度随电石渣掺量增加而提高。

数值模拟可预测破坏

PFC 3D离散元模型所得裂缝形态与数字散斑实测接近，轴向荷载-位移曲线吻合良好，可用于预测充填料破坏过程。

应用场景

• 矿山充填：强度够高且抗裂，能安全支撑采空区，减少充填体垮落风险。
• 固废资源化：电石渣、矿渣、粉煤灰、尾砂全固废利用，少用水泥，降低成本和碳排放。
• 地聚物材料：电石渣碱激发生成C-(A)-S-H凝胶，室温固化成型，避免高温烧结。
• 复合材料：聚丙烯纤维与地聚物基体协同，形成三维网络，提升韧性和抗裂性。