三点弯曲下玄武岩纤维混凝土的断裂韧度实验研究

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1、2016年第10期(总第324期)Number10in2016(TotalNo．324)混凝土C0ncrete理论研究THEOI己ETICALRESEARCHdoi：10．3969a．issn．1002-3550．2016．10．013三点弯曲下玄武岩纤维混凝土的断裂韧度实验研究薛启超1。张井财1，何建1，李英娜2，TajiaoRamzel，Ermekl(1．哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院，黑龙江哈尔滨15000l；2．东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110006)摘要：采用三点弯曲试验研究了不同纤维体积掺量和长径比的玄武岩纤维混凝土试件的断裂韧度，获得了玄武岩纤维混凝土的FC彻∞}曲

2、线，根据曲线特征将玄武岩纤维混凝土的裂缝扩展划分成不扩展、稳定扩展和失稳扩展三个阶段。讨论了纤维体积率和长径比对断裂韧度影响。根据试验现象和数据探讨了纤维对断裂韧度的影响机理。据此引入了纤维削弱系数和削弱函数的概念，并根据试验数据拟合出了两者的参考值，给出了断裂韧度的实用计算表达式。可以为更深入研究和工程应用提供参考。关键词：玄武岩纤维混凝土；断裂韧度；体积率；长径比中图分类号：Tu528．572文献标志码：A文章编号：1002—3550(2016)10—0050一04ExperimentaI吼udyonfractu怕toughne筠ofba鞠h啊berre．nforcedhighstren

3、gthconcreteunderth他e—pointbendingxuEQ触a01，现ANG蚴一HEJIanl，u脚a2，丁aJ诅oRa埘zel，E肋酞。(1．CollegeofAemspace锄dCivilEn百ne耐ng，HarbiIlEngine“ngunivers时，Harbin15000l，China；2．CollegeofResoll】嘭e锄dCivilEngiIle甜ng，Nomle嬲temUnivers时，ShenyaIlgllo006，China)Ab吼ract：Itfocuson觚turetoughnessofBFRC．3lgroupsBFRCspeciIllenswit

4、hg叩shavebeentestedthou曲three．pointsbendiIIgexperiments．Threestageswereappliedtodescribenlecrackpropa鲥onprocessofBFRCbasedontheF伽0Dclln，es．nlemech孤ismandinfluenceonconcreteofbaSaltfiberarediscIlssed．Furme蛐ore，weakeniIlgfactoraIldweakening‰ctionarein仃oducedbasedonⅡleanalysis．Thereferencevalueofwea玉∞n

5、ingfktorandweal(eningmnctionareobtainedaccordingtomeexp鲥mentalresult．E’叩ressionsabout丘_actIlretoughnessw髂established晰tll廿leleastsquaremetllod．Optimizationr卸geofbaSaltfib盯were百Venaccordancewitllmeexpressjons．Keywords：baSaltfiberreinf．orcedconcrcte(BFRC)；仔actIlrctoughness；Vol啪epercentage；slendemessra

6、tio0引言玄武岩纤维具有优越的力学性能，掺有玄武岩纤维的玄武岩纤维混凝土的研究逐渐为人们所重视【l】。Jiall妒、廉杰【3】、张兰芳【4】等人对BFRc的抗压、劈拉、弯拉强度等基本力学性进行了大量试验；Palanis锄y四在大量试验数据的基础上给出了7、28d龄期的玄武岩纤维最优体积率；ElRefai旧等人就纤维与基体混凝土的黏结滑移问题进行了研究；而BFRc在霍普金森冲击试验下的力学性能则由李为民唧、Rcn【9l等人给出了具体表征方法；关于玄武岩纤维混凝土的断裂韧度的研究还较少，金祖权㈣研究了玄武岩纤维增强混凝土的开裂行为特征；孟雪桦⋯】对玄武岩纤维混凝土的断裂能问题进行了研究等等。本

7、研究通过不同纤维掺量和长径比的玄武岩纤维混凝土的三点弯曲试验，获得其断裂韧度，以期为更深入的研究提供参考。1试验概述1．1试验材料与配合比试验采用P·O42．5级水泥，粗骨料采用石灰石碎石，最大粒径20mm。细骨料采用级配连续的中粗河砂，细度模数为3．47。玄武岩纤维主要物理力学指标如表l。基体混凝土采用C40混凝土(配合比见表2)，试验共分3l组，其中A0组作为对照不掺入纤维，其余各组按照纤维体积率(p，)