玄武岩纤维增强混凝土断裂能研究

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1、2012年第1期混凝土与水泥制品2012No．11月CHINAC0NCRETEANDCEMENTPRODUCTSJanuary玄武岩纤维增强混凝土断裂能研究孟雪桦，蔡迎春，金祖权(1．青岛理工大学土木工程学院，266033；2．郑州大学水利与环境学院，450002)摘要：通过带切口梁的三点弯曲试验，对玄武岩纤维掺量为0、1、3和6kg／m3的混凝土试件进行了荷载一变形测试，根据荷载一位移曲线拟合计算得到混凝土的断裂能。研究表明，随着玄武岩纤维掺量的增加，玄武岩纤维混凝土的断裂能及其增益比均呈现增长趋势，且增长速度是非线性的。关键词：三

2、点弯曲；玄武岩纤维；混凝土；断裂能Abstract：Throughthethreepointsbending(TPB)experimentwithnotchbeam，theloading—deformationtestoffiberreinforcedconcretewiththedosageof0，1，3and6kg，m3basaltfiberarecarriedout，andthefractureenergyofeachtypeofconcreteiscalculatedaccordingtotheloading—displace

3、mentcunre．Experimentalresultsindicatethatthefractureenergyandratioofgainsofbasaltfiberreinforcedconcreteraisewiththeincreaseoffiberdosage，andthevelocityofincreaseisnon—linear．Keywords：Threepointsbending；Basaltfiber；Concrete；Fractureenergy中图分类号：TU528．572文献标识码：A文章编号：1000—

4、4637(2012)01-33-030前言砂，细度模数为2．7；萘系减水剂；玄武岩纤维，单丝混凝土由于其良好的施工性能和优异的力学直径7-151xm，长度20mm左右，密度2650k~m，弹性能等，成为当前世界上最大宗的建筑材料。近年性模量10000—1lO00kg／mm，拉伸强度4150～来，随着科学技术的不断发展，现代工程界不仅对4800MPa。普通混凝土强度、耐久性及工作性能等方面提出了表1水泥熟料率值与矿物组成更高的要求，而且对纤维混凝土及其混凝土增强、阻裂、增韧的独特优势给予了高度关注。玄武岩具有突出的力学性能，耐高温、耐酸

5、碱、吸湿性低，且绝缘性好、绝热隔音性能优异，并具有环保性等优l。目前，广大研究者和工程技术人员对玄武岩纤为了客观反映玄武岩纤维体积率对混凝土断维的力学性能、抗裂性能和耐久性能进行了广泛研裂性能的影响，制定了C、D、E、F四个系列的配比，究[2-51。每个系列对玄武岩纤维掺量为0、lkg／ms,3kg／m。和断裂能是基于Hillerborg虚拟裂纹模型并考虑6kg／m。的混凝土试件进行了测试，并对每一种玄武混凝土软化特性的断裂参数，是描述混凝土断裂特岩纤维掺量下的混凝土断裂能进行了对比，以消除征的重要参数之一，常用来反映材料的韧性等力学

6、基体混凝土变异对试验结果的影响，混凝土配合比特性。为探讨短切玄武岩纤维对混凝土的增韧性如表2所示。能，本文试验研究了玄武岩纤维增强混凝土的断裂1．2试验方法能，以期为其推广应用提供试验依据。混凝土搅拌时先加砂、石，再加入水泥和纤维，1试验干搅30s后，将外加剂混入拌合水中，边搅拌边加1．1原材料及配合比入，混凝土整个搅拌时间为3rain。成型400mmx原材料：P·C32．5级水泥，其矿物组成及率值见100mmxl00mm试件，24h后拆模，放人温度为20℃表1所示；5~25mm连续级配的花岗岩质碎石；中±3℃，相对湿度>90％的标准

7、养护室养护至1年龄期，取出试件按要求进行切口加工。每种情况取2基金项目：国家自然科学基金(51178230)项目；(50739001)，山东省教育厅项目(J08LA04)；山东省自然基金项目个试块按下列三点弯曲试验方法测试断裂能，并取(ZR2OO9FQ011和ZRIO09FQ014)。平均值。一33—2012年第1期混凝土与水泥制品总第189期表2混凝土配合比kg／m图1中，与h为界面宽度和截面高度，ao为试件切割缝深度，缝高比ao／h为0．3。S=360mm为支座间距，P为跨中上部承受的外荷载。z镉挺443322ll01．3三点弯曲

8、试验与计算方法505O5O5O5成型100mm~lOOmmx4OOmm试件，并标准养护1年。试验前两天将试块从养护室取出并晾干，测定试件的长度Ll，在试件中间切割出深度约为30ram的纵向裂缝(精确至1mm)，从而求得断