
PP 纤维的掺量和长度发生变化,对材料 28 天 Y 方向抗折强度的影响很明显。其中,长度 6 毫米、掺量 0.5%的 PP 纤维能很好地提高 3D 打印混凝土早期的抗折强度,但是同样的掺量和长度条件却会让后期抗折强度变弱。长度 3 毫米、掺量 0.3%的 PP 纤维在不影响后期强度的基础上,提高了材料早期的抗折强度,还让整个材料抗折强度在不同方向上的差异变小了。上面这些试验结果表明,PP 纤维对材料抗折强度的影响和测试时层与层结合界面的被测试方向有关。考虑到实际材料在使用的时候对后期性能要求比较高,所以对于主要是承受剪切力的 3D 打印混凝土来说,可以选择掺量在 0.1%以内、长度在 6 毫米及以下的 PP 纤维加进去,这样就能在不影响材料后期抗折强度的前提下,让抗折强度在不同方向上的差异变小。在劈拉强度测试试验里,测试的地方是 3D 打印混凝土层与层结合的地方,所以劈拉强度的大小就直接能说明 3D 打印混凝土在不同方向上强度差异的大小。

3D 打印的时候,这个研究把打印头逐层的高度设置得比打印口直径小,从打印参数这个方面提高了材料层与层之间的结合强度,还让柔性纤维能够穿过 3D 打印混凝土层与层结合的界面。和前面说的 PP 纤维增强材料力学性能的原理一样,穿过试件层间结合界面的 PP 纤维挡在微裂缝产生的地方,通过被拉伸变长的方式把裂缝变大需要的能量释放掉,让试件变形的过程变慢,这样就能增强试件的劈拉强度。