玄武岩纤维增强混凝土断裂能研究.pdf

2012年第1期
混凝土与水泥制品
2012No.1
1月
CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS
ry
anual
玄武岩纤维增强混凝士断裂能硏究
孟雪桦,蔡迎春2,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載一変形
测试,根据荷載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,玄式岩纤维混凝
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:三点弯曲;玄武岩纤维;混凝土;断裂能
Abstract: Through the three points bending (TPB)experiment with notch beam, the loading-deformation test of fiber
reinforced concrete with the dosage of 0, 1, 3 and 6 kg/m3 basalt fiber are carried out, and the fracture energy of eac
type of concrete is calculated according to the loading-displacement curve. Experimental results indicate that the fracture
energy and ratio of gains of basalt fiber reinforced concrete raise with the increase of fiber dosage, and the velocity of
increase is non-linear
Key words: Three points bending; Basalt fiber; Concrete
Fracture energy
中图分类号;TU528.572文献标识码:A文章编号:1000-4637(2012)01-33-03
0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7~15um,长度20m左右,密度2650kg/m23,弹
性能等,成为当前世界上最大宗的建筑材料。近年性模量10000~110kgm2,拉伸强度4150
来,随着科学技术的不断发展,现代工程界不仪对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、
率值
矿物成分/%
阻裂、增韧的独特优势给予了高度关注。玄武岩具
KHI
SM
IMMI
有突出的力学性能,耐高温、耐酸碱、吸湿性低,且
CS
IS CA CAAF
绝缘性好、绝热隔音性能优异,并具有环保性等优
0.8912.681.4255.9620.496.9910.28
点。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]
每个系列对玄武岩纤维掺量为0、1kgun3、3kg/m3和
断裂能是基于 Hillerborg虚拟裂纹模型并考虑6kgym2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308后,将外加剂混人拌合水中,边搅拌边加
1.原材料及配合比
入,混凝土整个搅拌时间为3min。成型400mmx
原材料:P·C32.5级水泥,其矿物组成及率值见100mmx100mm试件,24h后拆模,放入温度为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%的标准养护室养护至1年龄
基金项目:国家自然科学基金(51178230)项目;(50739001),
期,取出试件按要求进行切口加工。每种情况取2
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
(ZR2009FQ011和ZR1009FQ014)。
平均值。