玻璃纤维混凝土的弯曲疲劳试验研究.pdf

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2012年第9期(总第275期)
混
凝
士
原材料及辅助物料
Number 9 in 2012(Total No275)
Concrete
MATERIAL AND ADMINICLE
doi:10.3969/s.1002-3550.2012.09.016
玻璃纤维混凝土的弯曲疲劳试验研究
雁,程赫明,马志广
(昆明理工大学建筑工程学院,云南昆明650093)
摘要:对玻璃纤维混凝土(GFRC)材料的弯曲疲劳进行了试验研究,获得不同应力水平作用下GFRC的疲劳寿命,并应用疲劳寿命统
计学理论确定了GFRC疲劳寿命统计分布规律服从两参数的威布尔分布,建立了考虑存活率的双对数疲劳方程和单对数疲劳方程。研究
结果表明,GFRC的抗弯性能和弯曲疲劳寿命明显高于普通混凝土材料
关键词:玻璃纤维混凝土;弯曲疲劳;疲劳寿命
中图分类号:TU528.581文献标志码:A文章编号;1002-3550(2012)09-0050-04
Experimental investigation on flexural fatigue performance of glass fiber reinforced concrete
LU Yan, CHENG He-ming, MA Zhi-guang
(Faculty of Civil Engineering and Architecture, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China)
Abstract: The flexural fatigue per ommance of lass fiber reinfored concrete was vestae expmenall Using aigu li e statistics theo
ry, it was found that the fatigue life of glass fiber reinforced concrete was suited to the two parameters Weibull distribution. Then, the fatigue equa-
tions of glass fiber reinfored concrete in oth the double-logar t m and sin le lo a t m forms are established. The results showed that the flexure
asistant property and the fatigue life of glass fiber reinforced concrete were much nicer than that of common concrete.
Key words: glass fiber reinforced concrete; flexural fatigue; fatigue life
0引言
1999《钢纤维混凝土》,基体混凝土按C40配置,用云南陆良远东
水泥厂生产的PO425级水泥;粗集料为粒径S~20mm的机械碎
随着我国高速公路网络建设的飞速发展,对道路桥梁结构的石;细集料采用机制砂;外加剂为昆明安泰缓凝高效减水剂。增
要求越来越高。高速公路水泥混凝土路面主要承受静载弯曲、动载
强纤维为湖北樊汇尔杰玻璃纤维有限责任公司生产的耐碱玻璃
疲劳及温度应力的作用,容易在低于静载强度下发生疲劳破损或纤维短切丝,长度为36mm,直径为15pm,强度>025Nたex。试
失效,影响了结构物的正常使用。究其原因除了耐疲劳设计有待
件的混凝士配合比见表1。
进一步完善以外,很大程度上是由于混凝土抗疲劳性能较差所致。
表1GFRC材料配合比
因此,如何改善和提高混凝土的抗疲劳性能、延长其使用寿命,成
水泥水
砂
石外加剂砂率
为亟待解决的一个重要研究课题。国际上已一致公认,在水泥基材
Kkgm)/(kgm)(kgm)(kg/m)(kgym)%。水灰比
料中掺入纤维有助于提高其抗拉、抗冲击、抗断裂和抗弯性能,可
409
180
880
1076
3.3
0.44
广泛应用于公路路面桥和铁路轨枕等土木工程结构中。玻璃
纤维在道路工程施τ中,有很广泛的应用,因为它与路面混合料1.2试件的制备和养护
有良好的相容性。玻璃纤维混凝士( glass fiber reinforced concrete
为了防止在搅拌过程中玻璃纤维结团采用预拌法。先将水
以下简称GFRC)以其优越的性能正引起越来越广泛的关注。
泥和砂石放入搅拌机中干拌2min,再加入玻璃纤维继续搅拌至
由于纤维混凝土材料的组成和性质差异较大,不同纤维材纤维分散均匀,然后加人一半用水量和外加剂搅拌2min,最后
料组成、结构类型和环境条件下材料的疲劳特性不同。要将玻璃
加入剩余用水量搅拌。搅拌采用强制式搅拌机以尽量避免在搅拌
纤维用在承受疲劳荷载的结构中,就必须对GFRC在疲劳荷载过程中玻璃纤维投人后被水泥浆包裹而成团,影响成型试件的
下的性能有所了解。本研究应用MITS材料试验系统,对3种玻质量。GFRC弯曲疲劳试验采用尺寸为100mmx100mmx400mm
璃纤维掺量的试件进行弯曲疲劳性能试验研究。
的梁式试件,玻璃纤维体积掺量分别为0、0.%和1%,标准养
护至3个月后进行试验,以减少龄期对疲劳结果的影响。
1试验概况
1.3试验方法
111试件材料及配合比
疲劳试验设备由MTS810材料试验机和DH15202动态应
由于研究的GFRC主要用于路桥方面,依据JTGD62-2004变仪组成,采用三分点(50+3x100950)弯曲加载方式(见图1)
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和JGT3064波形为正弦波,加载频率为10Hz,位移控制模式,采用0.80
收稿日期:2012-03-28
基金项目:国家自然科学基金资助项目(90510018)