不同鋼纖維增加形式,增強(qiáng)類鋼纖維效果略勝一籌
采用不同種類的鋼纖維增強(qiáng)形式,進(jìn)行對(duì)比分析得出相應(yīng)的結(jié)果如下
1 試驗(yàn)內(nèi)容
試驗(yàn)用水為生活用自來水。水泥為525號(hào)普通硅酸鹽水泥。細(xì)砂為河砂,篩除粒徑大于5mm的顆粒,粗骨料采用最大粒徑為20mm的碎石。鋼纖維共采用4種形式,見表1.軸拉試件尺寸為100mm×100mm×300mm,每組澆注試塊4個(gè),共4組(包括4種纖維).混凝土配合比為:水∶水泥∶砂∶石=0.42∶1∶1.5∶2.0.試件養(yǎng)護(hù)28d后取出,采用切割機(jī)把兩端面切平,試件長(zhǎng)度為24cm左右。試驗(yàn)在清華大學(xué)高壩大型結(jié)構(gòu)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室INSTRON 8506伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,試驗(yàn)裝置如圖1.試件端面采用環(huán)氧樹脂與拉頭膠結(jié),并分別采用4個(gè)引伸計(jì)測(cè)量試件的拉伸變形,引伸計(jì)均連接在試件的上下拉頭上,以確保其破壞面在引伸計(jì)測(cè)量范圍內(nèi)。4個(gè)引伸計(jì)中示值最大的通道作為試驗(yàn)機(jī)的控制信號(hào)[6]。應(yīng)變初始加載速率為8με/min,在軟化段后期,應(yīng)變到達(dá)1000με時(shí),加載速率提高至50με/min.從試驗(yàn)結(jié)果來看,提高加載速率前后,相應(yīng)載荷略有提高,但對(duì)整段曲線的發(fā)展趨勢(shì)影響很小。
2 試驗(yàn)結(jié)果
4種鋼纖維混凝土的典型拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以看出:在軸拉條件下,1%摻量的鋼纖維遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到使混凝土材料實(shí)現(xiàn)應(yīng)變強(qiáng)化的地步,大部分試驗(yàn)曲線都在達(dá)到峰值后,出現(xiàn)荷載驟降段。但是,隨著變形的增加,有兩條曲線有明顯的第二峰值出現(xiàn),而另外兩條則沒有,正是根據(jù)這種現(xiàn)象,可以將其分為增強(qiáng)和增韌兩大類鋼纖維混凝土,有第二峰值的為增韌類,無第二峰值的為增強(qiáng)類。
通過比較試驗(yàn)結(jié)果,可以得出以下結(jié)論:增強(qiáng)類鋼纖維混凝土比增韌類鋼纖維混凝土的強(qiáng)度平均提高13%;而由基本開裂至裂縫寬度為0.5mm區(qū)間(相應(yīng)的應(yīng)變約2000με)的斷裂能積分則顯示:增韌類鋼纖維混凝土比增強(qiáng)類鋼纖維混凝土的斷裂能平均提高20%.由表3還可以看出,大部分SFRC第一峰值對(duì)應(yīng)的極限拉應(yīng)變值與素混凝土相當(dāng),在100με左右,這說明低含率纖維的摻入對(duì)提高混凝土的極限拉應(yīng)變作用不很明顯。而增韌類SFRC第二峰值對(duì)應(yīng)的應(yīng)變則大大提高,可達(dá)1000με,由此可知第二峰值的出現(xiàn)大大提高了材料的韌性。DRAMIX型纖維因?yàn)殚L(zhǎng)度是其它三種纖維長(zhǎng)度的2倍,其斷裂韌性更好,在試驗(yàn)曲線中可以看出在應(yīng)變達(dá)到后,其荷載強(qiáng)度仍然保持較高水平,直到10000με應(yīng)變時(shí)荷載仍可保持其峰值水平的50%左右。
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