短切玄武岩纤维混凝土基本力学性能的尺寸效应(2)
作者:佚名; 更新时间:2017-02-01

  由于混凝土强度等级变化的幅度相对较低,硬化后的水泥砂浆基体与骨料变形协调良好,从而使得试件的均质度和整体性较好,因此,混凝土基体强度等级的改变对立方体抗压与棱柱体轴心抗压强度尺寸效应影响不大。区别于立方体抗压试验试件受套箍作用的影响,棱柱体轴压试验试件中部为纯压力作用区段,试件破坏时,中间部位横向变形较明显,故混凝土基体强度等级变化对棱柱体轴心抗压强度尺寸效应影响显著。荷载作用下,大尺寸试件受到夹箍作用较小,同时,在试件内部,以骨料和水泥砂浆之间的粘结带抗拉强度最低,故易出现由粘结带开裂。试件尺寸越大,骨料含量越多,粘结带形成的薄弱面亦越多,越容易受荷开裂。因此,立方体劈拉强度尺寸效应随混凝土基体强度等级变化表现为小尺寸试件尺寸效应显著。

  玄武岩纤维作为一种不连续的分散相,掺入混凝土后会使界面增多,相应的微缺陷也随之增加,受荷后纤维与基体混凝土产生滑移,从而导致立方体抗压强度试验受纤维长度的改变并没有达到预期的效果。由于纤维与基体混凝土粘结锚固区段较短,当试件受荷后,纤维变形不足以耗散此部分能量,为寻求新的稳定平衡状态,纤维断裂,呈现出拔断破坏,或纤维与基体混凝土两端粘结情况相差较大,粘结性能较小一侧产生滑移,呈现出拔出破坏,致使试件强度降低程度较明显。因此,短纤维对立方体劈裂抗拉强度尺寸效应影响较大。相反,长纤维使棱柱体轴心抗压和弯曲抗拉强度的强度值较大,从而尺寸效应较好。

  纤维掺量的改变使得玄武岩纤维混凝土立方体抗压强度尺寸效应比普通混凝土提高显著,但纤维掺量的变化未引起尺寸效应改变,是由于纤维掺量的增加致使基体混凝土中产生众多的薄弱界面,未能形成整体空间网架导致的。棱柱体轴心抗压、立方体劈裂抗拉和弯曲抗拉强度尺寸效应均随纤维掺量的增加而更加优良,这是因为单位体积内能够承担试件受拉应力的纤维较多,显著提高混凝土的韧性,从而强度的增幅更显著。

  考虑工程实际应用,对试验试件实测强度值取95%保证率获得标准值,考虑相关因素得到设计值,从而建立试验试件与工程设计的关系。通过统计分析对轴压比公式中的系数进行修正得

  4、结 语

  (1)玄武岩纤维的掺入使混凝土轴心受压强度的尺寸效应现象最为明显,尺寸效应系数为0.892,其尺寸效应度为8.65%。立方体抗压强度的尺寸效应度略有提高。

  (2)玄武岩纤维的掺入对混凝土劈裂抗拉和弯曲抗拉强度的尺寸效应均有影响,尺寸效应系数分别为0.817,1.076和0.845,影响程度较好。

  (3)对混凝土强度等级分别为C30和C40的玄武岩纤维混凝土,立方体抗压尺寸换算系数分别为0.935,1.061,轴心抗压尺寸换算系数为0.892,劈裂抗拉尺寸换算系数分别为0.817,1.076,弯曲抗拉强度尺寸换算系数为0.845。

  (4)玄武岩纤维混凝土复合材料的轴压比αc1取值为0.83,略高于普通混凝土的0.76。

  参考文献:

  [1] 汤寄予.纤维高强混凝土基本力学性能的试验研究[D].郑州:郑州大学,2003.

  [2]胡显奇.我国纯天然玄武岩纤维异军突起[N].中国建材报,20060817(3).

  [3]王兴舟,鲍亚文,房 园,等.纤维对混凝土的阻裂和增强作用性能研究[J].吉林交通科技,2008(1):1014 .

  [4]CARMISCIANO S,DE ROSA I M,SARASINI F,et al.Basalt Woven Fiber Reinforced Vinylester Composites:Flexural and Electrical Properties[J].Materials and Design,2011,32(1):337342.

  [5]DIAS D P,THAUMATURGO C.Fracture Toughness of Geopolymeric Concretes Reinforced with Basalt Fibers[J].Cement and Concrete Composites,2005,27(1):4954.

  [6]RAMAKRISHNAN V,TOLMARE N S,BRIK V B.Performance Evaluation of 3D Basalt Fiber Reinforced Concrete & Basalt Rod Reinforced Concrete[R].Madison:Transportation Research Board,1998.

  [7]SIM J,PARK C,MOON D Y.Characteristics of Basalt Fiber as a Strengthening Material for Concrete Structure [J].Composites Part B:Engineering,2005,36(6/7):504512.

  [8]钱觉时,黄煜镔.混凝土强度尺寸效应的研究进展 [J].混凝土与水泥制品,2003(3):15.

  [9]赵顺波,钱晓军,杜 晖.钢纤维混凝土基本力学性能的尺寸效应试验研究[J].港工技术,2007(6):3437.

  [10]徐 磊,赵 军,周晓革.聚丙烯纤维混凝土的尺寸效应系数[J].河南科学,2009,27(4):455457.

  [11]张 野.短切玄武岩纤维混凝土基本力学性能研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2011.

  [12]JGJ 55―2011,普通混凝土配合比设计规程[S]. JGJ 55―2011,Specification for Mix Proportion Design of Ordinary Concrete[S].

  [13]GB/T 23265―2009,水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维[S]. GB/T 23265―2009, Chopped Basalt Fiber of Cement,Cement Mortar and Concrete[S].

  [14]CECS 13:2009,纤维混凝土试验方法标准[S]. CECS 13:2009,Standard Test Methods for Fiber Reinforced Concrete [S].

  [15]GB/T 50081―2002,普通混凝土力学性能试验方法标准[S]. GB/T 50081―2002, Standard for Test Method of Mechanical Properties or Ordinary Concrete[S].

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