通过活性粉末混凝土在不同围压下的常规三轴压缩试验,研究活性粉末混凝土的破坏形态、强度 特征和变形规律。结果表明:围压≤60 MPa时,活性粉末混凝土的常规三轴压缩破坏形态主要表现为劈裂破 坏,围压为65 MPa时,破坏表现出挤压流动特征;在不同的围压条件下,活性粉末混凝土试件的应力一应变曲 线的形状基本相似,均经历压密、弹性、应力软化和荷载稳定下降4个阶段;活性粉末混凝土的三轴抗压强度、 弹性模量和轴向峰值应变均随围压的增大而近似线性增长,但活性粉末混凝土的三轴抗压强度随围压增长的速 度较普通混凝土缓慢;在到达峰值应变之前,活性粉末混凝土的割线泊松比表现出随围压的增大而减小的规律, 此阶段的体积应变表现为压缩。 关键词:活性粉末混凝土;常规三轴试验;围压;三轴抗压强度;应变 中图分类号:U444.18 文献标识码:A doi:10.3969/j .issn.1001—4632.2012.02.07 露天环境中的铁路混凝土桥梁在周围大气环境 的作用下,随着服役时间的延长,混凝土的耐久性 及桥梁的安全度降低,而桥梁的维修又存在着成本 高、影响交通等诸多问题。活性粉末混凝土的出现 为解决上述问题提供了新的途径。活性粉末混凝土 是材料堆积最密实理论与纤维增强理论相结合的先 进水泥基复合材料[ 1],与常规混凝土相比,它不仅 具有超高的强度和韧性(抗压强度100~230 MPa, 断裂能20 000~40 000 J·nl -2) 陪4| ,还具有超高 的耐久性( 300次冻融循环质量损失率接近0,氯 离子渗透系数在100 C以下)[ 1导7]和优异的抗疲劳 性能[ 8]。这些性能使得活性粉末混凝土非常适合用 于铁路预应力混凝土桥梁结构及其相关附属结 构睁10]。但这类结构中的混凝土多处于明显的多轴 应力状态,要合理地进行活性粉末混凝土的结构设 计,必须掌握该材料在多轴应力状态下的力学性 能。本文对活性粉末混凝土试件进行不同围压下的 常规三轴压缩试验,研究活性粉末混凝土三轴受力 状态下的力学性能。 1试验概况 考虑到试验机加载吨位的限制和引伸计的尺 收稿日期:2011—10—07;修订日期:2012—01—10 基金项目:国家自然科学基金资助项目( 51108019) 作者简介:余自若(1980一) ,女,贵州兴义人,讲师,博士。 寸,活性粉末混凝土常规三轴受压试件采用高为 100 mm、直径为50 mm的圆柱体,每立方米活性 粉末混凝土原材料用量见表1。试件成型后先在75 ℃高温养护箱中养护72 h,然后移至标准养护室 养护,至28 d龄期取出进行试验。 表1每立方米活性粉末混凝土原材料用量 kg·i n_3 查塑 壁塑 互墓壁 堑笙 垄 丛垄旦型 706 160 】250 】20 ] 63 24 活性粉末混凝土常规三轴压缩试验在XTR01 型微机控制电液伺服岩石三轴试验机上进行,加载 方式如图1所示,试件所受轴向压应力0- 。由试验 机的加载头直接施加,围压0-,通过油压室中的油 压施加。采用试验机配套的YSY60—6/2.6三维引 伸计分别测量试件的轴向和径向应力一应变全曲 线。在物理对中之后,先对试件进行轴向预压,再 进行围压预压;随后施加围压0- ,至设计的围压值, 保持此围压不变,施加轴压0"3直至试件破坏,试 验的加载制度如图2所示。本次试验选用0,20, 25,40,45,60和65 MPa共7种不同的围压。加 载时,为了避免由于泊松效应的影响而使试件的受 力状态失真[ 11| ,试件和加压板之间放置减摩垫( 2 片厚2 mm聚四氟乙烯板中间加二硫化钼油膏) ,
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