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超高韧性水泥基复合材料增强普通混凝土复合梁弯曲性能试验研究

发布时间：2016-11-20 14:49

本文关键词：超高韧性水泥基复合材料弯曲性能及韧性评价方法，，由笔耕文化传播整理发布。

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单向玻璃纤维增强塑料高温层间剪切_弯曲性能试验方法的研究

18 土木工程学报2010年

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UHTCC,作为混凝土结构的保护层、替换局部破坏的混凝土或者加强结构节点等等,将会有效提高结构的安全强度和使用寿命。

在本文中,用UHTCC替换混凝土梁底部同体积的混凝土,组成复合梁,利用UHTCC来承担梁的底部弯矩,弥补混凝土抗拉强度低的缺点,提高整体的抗弯强度和韧性。文中对UHTCC与普通混凝土组成的复合梁弯曲性能进行研究,详细阐述和分析了不同厚度的UHTCC层对复合梁整体工作性能的影响。

按照图1所示布置。荷载由5吨荷载传感器测定,

跨中挠度由LVDT对称测定,在复合梁受弯部位的底部以及交界面上下粘贴应变片,其中荷载传感器、LVDT和应变片均通过imc与电脑连接,直接输出采集数据。加载速度由位移控制,速率为0.2mm/min

超高韧性水泥基复合材料增强普通混凝土复合梁弯曲性能试验研究

。

1 试验研究

1.1 试件制备

本试验采用二次冷浇筑的方法,先制作了底部尺寸为400mm 100mm的不同深度的模具,然后将混凝土拌和物装入试模,放在振动台振捣后,送入室内养护;24小时以后,给试件拆模,送入养护室养护28天。养护室为标准养护室,可自动调整室内温度维持在20!,相对湿度维持在95%。混凝土配比为水泥砂子石子水=290 707 1161 200(kg/m),实测抗压强度为18MPa。

对表面进行处理:先将普通混凝土试件表面进行人工凿毛,凿去表面浮浆,露出坚实的石子和水泥石,粗糙度在0.9~1.2mm,然后用清水冲洗干净,除去表面污物后用保鲜膜覆盖,以防粘到油污及杂质。在浇筑UHTCC之前,保持混凝土界面的润湿,使水自然浸透,结合面不留水迹。将凿毛的普通混凝土试件放入400mm 100mm 100mm的钢模内,然后浇筑UHTCC,浇入厚度分别为5、10、20、30、40、50、60mm。振捣后将多余的拌和物刮去,用抹刀抹平后,在表面铺盖塑料布,48小时以后,给试件编号,拆模送入养护室养护28天。1.2 试验方法

试验采用100吨液压伺服万能试验机进行加载,

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图1 试件加载示意图(mm)Fig.1 Schematictestsetup(mm)

2 试验现象及分析

2.1 试验过程现象

加载到破坏期间,普通混凝土梁的中点挠度几乎

没有变化,裂缝出现在试件底部,并迅速向上扩展直至贯通,短时间内破坏,并伴有较响的破坏声;由于UHTCC的抗拉强度远大于混凝土,其初始裂缝宽度肉眼难以观测,所以不同UHTCC层厚度的复合梁中,观察到的裂缝出现的位置也有所不同,当厚度较小时,混凝土区内先出现裂缝(图2(a)),受到下层UHTCC的约束,混凝土开裂宽度较小,随着荷载增加,混凝土中的裂缝不断扩展(图2(b)),下层裂缝扩展的范围也在不断增加,直至裂缝贯通导致破坏;而厚度较大时,前期上层混凝土不会受拉,底面的UHTCC先出现裂缝,当交界面处的抗拉强度超过混凝土时,上层混凝土才出现裂缝。在这两种情况下,复合梁都没有发生脆性破坏。复合梁在加载的过程中,挠度逐渐变得肉眼可见,靠近试件,还可以听见细微的从零星到密集的PVA

超高韧性水泥基复合材料增强普通混凝土复合梁弯曲性能试验研究

纤维断裂声。

图2 复合梁中普通混凝土裂缝的扩展过程

Fig.2 Developmentofplainconcretecracksofcompositebeams

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