混杂效应对混杂纤维混凝土力学性能的影响.pdf

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1、26混杂效应对混杂纤维混凝土力学性能的影响2016年9月混杂效应对混杂纤维混凝土力学性能的影响贺晶晶，师俊平，王学志，韩铁林(1．西安理工大学土木建筑工程学院，西安710048；2．辽宁工业大学土木建筑工程学院，锦州121001)摘要：讨论了玄武岩纤维与聚丙烯纤维的“纤维混杂效应”对混凝土基体力学性能的影响。结果表明，玄武岩．聚丙烯混杂纤维混凝土(B—PHFRC)的劈裂抗拉强度和抗折强度明显高于玄武岩纤维混凝土(BFRC)和聚丙烯纤维混凝土(PFRC)。提出了“纤维混杂效应函数”的概念，利用MATLAB数据拟合的方法求得了玄武岩一聚丙烯纤

2、维混杂效应函数，对其求极值获得了玄武岩一聚丙烯混杂纤维对混凝土力学性能改善最佳的体积掺加率。关键词：玄武岩纤维；聚丙烯纤维；混杂纤维混凝土；纤维混杂效应函数中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1003-0999(2016)09-0026-07混杂纤维混凝土(HFRC)是指在混凝土中加入表观密度为2665kg／cm，堆积密度为1450kg／cm，两种或两种以上纤维而组成的纤维混凝土¨J。将不粒径级配为10—20mm，含泥量为0．3％，针片状含同品种纤维或不同特性的纤维按一定比例混杂掺人量为14％。玄武岩纤维采用浙江天龙玄武岩连续纤

3、混凝土基体中，使其取长补短，发挥各自优势，使混维高新科技有限公司生产的短切连续型玄武岩纤凝土基体性能在多相、多层次上得到改善，引。目维，外观为金褐色，具体性能指标如表1所示。聚丙前，国内外对单掺纤维混凝土力学性能的研究相对烯纤维采用泰安路强工程材料有限公司生产的束状较多，对混杂纤维增强混凝土力学性能的试验研究聚丙烯纤维，外观为乳白色，具体性能指标见表1。相对尚少，特别是混杂纤维之间存在的“混杂效表1纤维性能指标应”。本文将聚丙烯纤维和玄武岩纤维以不同的比Table1Fiberperformanceindicators例混合后掺入C30混凝

4、土中形成“玄武岩．聚丙烯混杂纤维混凝土”，对其基本力学性能进行试验研究。通过研究对比玄武岩一聚丙烯混杂纤维和单一聚丙烯纤维、单一玄武岩纤维对C30混凝土力学性能的影响，提出“纤维混杂效应”的概念；通过试验研究，讨论了“玄武岩一聚丙烯纤维混杂效应”对C30普通1．2纤维混凝土配合比设计及试验方法混凝土力学性能的影响。配制C30混凝土为基体混凝土，配合比如表2所示，无任何添加剂。1纤维混杂效应试验设计表2C30混凝土配合比1．1试验用材料及其性能Table2C30eoneretemix选用细度为7．0％的32．5A级矿渣硅酸盐水水水泥砂子石子

5、泥。细骨料：采用中砂，其表观密度为2670kg／cm，水泥强度砂率水灰比／kg"m-3／kg．mITI-3／kg．m-3／kg．m-3堆积密度为1554kg／cm。，细度模数为2．4，含泥量为3．0％。粗骨料：采用粒径为l0～20mm的碎石，收稿日期：20160509基金项目：国家自然科学基金(11302167，11572244)作者简介：贺晶晶(1985一)，男，博士生，主要从事岩土工程灾害和混凝土复合材料方面的研究。通讯作者：师俊平(1957一)，男，教授，博士，主要从事损伤与断裂力学以及复合材料夹层结构动态特性方面的研究，shijp

6、@xaut．edu．en。

7、豫，雄l2016年第9期玻璃钢／复合材料27表3试验结果记录将聚丙烯纤维、玄武岩纤维以单掺和正交混杂Table3Testresultsarerecorded方式掺入基体混凝土中，组成玄武岩．聚丙烯混杂纤试件抗压劈裂抗抗折抗压强度劈裂强度抗折强度维混凝土(B巧)，其中，B代表玄武岩纤维，P代表类型强度拉强度强度增强系数增强系数增强系数聚丙烯纤维。以纤维的体积掺加率(简称“掺加(BiPj)／MPa／MPa／MPa()(鼠)(卢)率”)控制纤维的掺量，如式(1)：6=×00％㈩式中，6为纤维体积掺加率，简称“掺加率”

8、；为掺入混凝土肺热纤维的体积；为纤维混凝土的体积。本文用i表示玄武岩纤维的掺加率，i取0、0．06％、0．12％、0．18％、0．24％；表示聚丙烯纤维的掺加率，．，取0、0．06％、0．12％、0．18％、0．24％；BiPj表示将玄武岩纤维以i掺加率与聚丙烯纤维以．，掺加率混杂掺入混凝土中组成的混杂纤维混凝土；BOP0表示C30基体混凝土。将粗骨料砂子、石子首先倒人搅拌机干拌30s，再加入水泥、纤维干拌30s，最后加水湿拌而成纤维混凝土。抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验采用试件尺寸为100mmX100mmX100mm；抗折试验试件采用试

9、件尺寸为100mm×100mmx400mm。依据GB／T50082-2009中相关规定将试件标养至28d龄期，进行抗压、劈裂抗拉、抗折强度试验。为了保证试验结果的精确度，采用每6个试件为一组，