玄武岩/聚丙烯腈混杂纤维混凝土力学性能及最优纤维掺量研究

发布时间：2021-10-15 05:05

　　为得到力学性能较优的混杂纤维混凝土设计方法,研究纤维混杂效应及纤维最佳掺配量。选用玄武岩纤维（B纤维）和聚丙烯腈纤维（P纤维）,通过对不同纤维体积掺量的混凝土试件进行抗压、劈裂抗拉和弯曲韧性等力学性能试验,得到各纤维掺量下混凝土的抗压强度、抗压弹性模量、抗拉强度、抗弯承载力和弯曲应力-应变曲线,并据此计算纤维混杂效应系数和韧度比。研究结果表明:纤维的掺入对混凝土抗压弹性模量影响很小,对抗拉、抗弯强度和韧度比有明显提升,但抗压强度略有下降。混杂纤维混凝土的抗压、抗拉、抗弯强度和韧度比等力学性能总体上优于单一纤维混凝土。纤维混杂效应系数分析表明,2种纤维间具有良好的混杂效应。当B纤维和P纤维体积掺量分别为0.15%和0.11%时,纤维混凝土力学性能综合最优。同时,该掺配量下的混凝土早龄期（3 d和7 d）的力学性能亦优于素混凝土。 

【文章来源】：铁道科学与工程学报. 2020,17(10)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

不同纤维掺量时应力-应变曲线比较(峰值前)

弯曲韧性试验采用三分点加载，同时在试块底面跨中横向依次黏贴3个长度为50 mm的电阻应变片，如图1所示。每隔60 s读取一次应变值，取算数平均值作为试块跨中的受拉应变值，并记录所对应的弯曲荷载，试验加载采用恒速率控制，加载速率为0.2 mm/min，直至试块破坏时终止试验。2 试验结果与分析

PC,BFRC和PFRC试块在立方体抗压试验中，当荷载达到最大值时立即减小，PC试块表面脱落破损严重，最终呈现“工”字形或锥形，见图4(a)。BFRC试块表面脱落现象要明显好于PC，见图4(b);HFRC试块在抗压试验中，当荷载达到最大值后不会立即减小而是会出现一定的滞后，且大部分试块在破坏时表面不会自行脱落，总体上还能保持原形状，见图4(c)。由破坏形态上可以验证上文中提到的纤维可对裂缝周围的基体有拉拽的作用，也可对裂缝的发展产生一定的抑制作用。对于混凝土试块的轴心抗压试验中的破坏形态则与立方体抗压试验基本相同。图4 立方体抗压试块破坏形态

【参考文献】：
期刊论文
[1]钢-聚丙烯混杂纤维增强超高性能混凝土强度试验研究[J]. 陈倩,徐礼华,吴方红,曾彦钦,梁旭宇.  硅酸盐通报. 2020(03)
[2]钢-聚丙烯混杂纤维配筋混凝土抗裂性能试验[J]. 吴海林,裴子强,杨雪枫.  华中科技大学学报(自然科学版). 2020(04)
[3]混杂效应对混杂纤维混凝土力学性能的影响[J]. 贺晶晶,师俊平,王学志,韩铁林.  玻璃钢/复合材料. 2016(09)
[4]玄武岩纤维混凝土力学性能的试验研究[J]. 潘慧敏.  硅酸盐通报. 2009(05)
[5]混杂纤维混凝土的力学性能及抗渗性能[J]. 杨成蛟,黄承逵,车轶,王伯昕.  建筑材料学报. 2008(01)



本文编号：3437473