玄武巖纖維活性粉末混凝土的斷裂性能試驗(yàn)研究.pdf

1、玄武巖纖維活性粉末混凝土是一種新型復(fù)合建筑材料，具有抗壓強(qiáng)度高，韌性相對(duì)較好，低滲透性等特點(diǎn)。目前對(duì)玄武巖纖維活性粉末混凝土的研究應(yīng)用仍處在初級(jí)階段。從已有的研究成果顯示，對(duì)其斷裂性能的研究很少。探尋玄武巖纖維活性粉末混凝土受力特性與裂縫發(fā)展關(guān)系，揭示其裂縫發(fā)展機(jī)理及其定量描述是混凝土結(jié)構(gòu)理論的一個(gè)基礎(chǔ)性課題。所以本論文開展了以下研究來確定其斷裂破壞準(zhǔn)則，揭示其斷裂發(fā)展規(guī)律和開裂特點(diǎn)。
　　本文主要探討研究玄武巖纖維活性粉末混凝土

2、的斷裂性能。采用基于虛擬裂縫模型的三點(diǎn)彎曲法對(duì)BFRPC梁進(jìn)行斷裂試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制荷載-加載點(diǎn)位移-曲線與荷載-裂縫開口位移（P-CMOD）曲線。通過它們能直觀看到隨著玄武巖纖維摻量的不斷增加，試件的破壞荷載與極限位移也是逐漸增加。根據(jù)P-曲線計(jì)算三點(diǎn)彎曲梁的斷裂能，繼而算出特征長(zhǎng)度與延性指數(shù)，結(jié)果顯示這三個(gè)斷裂參數(shù)隨纖維摻量呈單調(diào)遞增變化，比起素活性粉末混凝土最多可分別提高7.79、7.65、3.6倍。斷裂韌度是衡量材料斷裂性能

3、的重要參數(shù)，本文摒棄了早期斷裂模型中提出的斷裂韌度，該韌度是用來表征混凝土構(gòu)件從裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展階段到失穩(wěn)擴(kuò)展階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。徐世烺與Reinhardt聯(lián)合提出的雙K斷裂模型不但保留了早期斷裂模型中的斷裂韌度，即失穩(wěn)韌度 unICK，又提出了一個(gè)新的斷裂韌度：起裂韌度 iniICK。起裂韌度是控制混凝土從線彈性階段到非線性的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，為更好的了解混凝土的斷裂過程提供了全面的理論基礎(chǔ)。本文即此模型來計(jì)算BFRPC的iniICK與 unICK。結(jié)合

4、P-CMOD曲線得到BFRPC試件的彈性模量E，算出等效臨界裂縫長(zhǎng)度ac以及臨界裂縫尖端位移 CTODc與黏聚韌度 CICK,失穩(wěn)韌度 unICK可由公式直接算出，最后根據(jù) cIcK、 unIcK與 iniIcK三者的關(guān)系求出 iniIcK。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)算出的與斷裂韌度有關(guān)的各參數(shù)隨玄武巖纖維摻量的變化如下： iniIcK隨BF的增加呈現(xiàn)單調(diào)遞增的變化趨勢(shì)，BF體積率為2％時(shí)， iniIcK最大，相比素活性粉末混凝土而言提高0.23倍。

5、臨界等效裂縫長(zhǎng)度、失穩(wěn)韌度與臨界裂縫尖端位移隨玄武巖纖維摻量的不同沒有呈現(xiàn)單調(diào)變化，但整體上來看，無論摻入玄武巖纖維的體積率是多大試件的這三個(gè)斷裂參數(shù)都比不摻纖維的高，都在纖維體積率為2%時(shí)最大，最多分別提高10.17倍、10.34倍與31.35倍，說明BF改善了活性粉末混凝土的延性，對(duì)其韌性的增加有促進(jìn)作用，綜上，針對(duì)BFRPC的斷裂性能BF的最佳摻量為2%。本文還對(duì)玄武巖纖維活性粉末混凝土的基本力學(xué)性能進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究，包括軸心抗