不同几何尺寸及弹性模量混合纤维混凝土力学性能试验研究与机理分析1760.pdf

资料大小：300KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-06

资料介绍

不同几何尺寸及弹性模量混合纤维混凝土
力学性能试验研究与机理分析
刘冬，黄真，伏俊杰，王璞
(上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，200240)
摘要：对不同几何尺寸及弹性模量的钢纤维和聚丙烯纤维混凝土进行了单轴压、劈拉、弯折和冲击力学性能试验研究，特别
设计了抗冲击试验装置，比较了不同纤维几何尺寸、种类和掺量对混合纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及抗冲击
性能的影响，分析了混合纤维混凝土的增强机理，并总结了增强混凝土力学性能较为突出的混合纤维的种类和掺量。
关键词：混合纤维；钢纤维；聚丙烯纤维；混凝土；力学性能
中图分类号：TU528．572 文献标识码：A 文章编号：1000-4637(2010)01-37-04
0 前言
纤维作为一种混凝土增强材料，在工程建设领域
中有着广泛的应用，它可以有效改善混凝土的脆性，提
高混凝土抗拉强度和韧性【1J。目前研究较多的是单一纤
维混凝土，纤维的种类包括金属纤维、无机非金属纤
维、合成纤维和天然纤维等。不同纤维对混凝土的力学
性能有不同程度的改善，钢丝钢纤维可提高混凝土开
裂后的韧性，铣削型钢纤维可明显提高混凝土的初始
开裂强度，聚丙烯纤维有助于提高混凝土的耐火和抗
冲击性能。根据复合材料理论删，不同纤维混合，其性
能可以互补。本文研究的是将不同种类的钢纤维和聚
丙烯纤维按一定比例加以混合制成混合纤维混凝土
(HFRC，hybrid fiber reinforced concrete)，通过产生正
混合效应，达到一加一大于二的效果。为此，本文进行
了不同种类和掺量的钢纤维与聚丙烯纤维混合，对混
合纤维混凝土的单轴压、劈拉、弯折和冲击力学性能进
行了试验研究，特别设计了抗冲击试验装置，分析比较
了不同纤维种类和掺量对混合纤维混凝土抗压强度、
劈裂抗拉强度、抗折强度及抗冲击性能的影响，进而分
析了混合纤维混凝土的增强机理，总结了力学性能较
为突出的混合纤维混凝土中混合纤维的种类和掺量。
1 试验概况
1．1 试验材料
采用P·0 52．5级普通硅酸盐水泥。细骨料为河砂
(中粗)，细度模数2．5。粗骨料为碎石，粒径5～20mm。
四种纤维分别为长钢丝纤维(型号CW03—50—1000，简
称长钢丝)、短钢丝纤维(型号CW03—30—1000，简称短
钢丝)、铣削型钢纤维(型号Ami04—32—600，简称铣削
型)、聚丙烯纤维(简称PP纤维)，四种纤维的形貌见图
基金项目：上海交通大学国防研究基金。
1，主要物理性能参数见表1。混凝土基准配合比见表
2，标养28d，设计强度3OMPa。
图1 四种纤维的形貌
表1 四种纤维的物理性能参数
1．2 试验方法
抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度试验参照
CECS13：89(钢纤维混凝土试验方法》进行。抗压和劈裂
抗拉强度试验的试件尺寸为100mmx100mmx100mm，
抗压加载速率0．5 MPa／s，劈裂加载速率0．05MPa／s。抗
折强度试验的试件尺寸为100mmx100mmx550mm，采
用液压式万能试验机四点加载，加载速率0．05MPa／s，
记录荷载、变形和加载破坏过程。冲击试验的试件尺寸