
剑麻纤维和 3D 打印混凝土基体结合得不太好,但是纤维在试件里可能会沿着打印方向分布。抗折强度测试的时候裂缝出现的方式和抗压强度测试时不一样,抗折强度测试时裂缝是在试件中间出现的。当把纤维长度确定为 6 毫米,然后把纤维掺量提高到 0.3%的时候,处在裂缝发展方向上的剑麻纤维数量变多了。虽然有一部分纤维和基体结合不好,但是纤维数量的变化以及定向排列的效果,让剑麻纤维对试件抗折强度的提升效果比较显著。当纤维掺量提高到 0.5%的时候,因为剑麻纤维直径大,而且吸收了材料里的一部分游离水,导致整个材料在打印过程中含气量增加了,这样就使得试件的孔隙率变高了。根据纤维间距理论来分析,当复合材料里剑麻纤维长度是 6 毫米、体积掺量是 0.3%的时候,处在裂缝发展方向上的纤维数量是最合适的,纤维对材料抗裂性的提升效果很明显,所以就提高了试件的抗折强度。但是当纤维掺量太高的时候,材料的含气量增加,试件的孔隙率也跟着增加,这对抗折强度的提升起到了反作用。当把纤维掺量确定为 0.3%,把纤维长度提高到 6 毫米的时候,就相当于把复合材料里的短切纤维连接起来了,这样单位体积复合材料里的纤维数量就减少了,但是单根纤维的长度增加了,纤维和基体结合的表面积也变大了,在抗折强度测试的时候,单根纤维阻挡裂缝发展的作用就增强了,所以整个材料的抗折强度就提高了。但是当纤维长度继续增加到 12 毫米的时候,长纤维之间的物理搭接效果很明显,这让整个材料的含气量增加了,而且长纤维很容易在试件里盘绕折叠,形成缺陷,这样就导致抗折强度下降了。根据上面这些试验结果,应该用长度大概 6 毫米、掺量大概 0.3%的剑麻纤维来增强抗折强度。