粗合成纖維混凝土力學(xué)特性及其細(xì)觀增強(qiáng)機(jī)理.pdf

1、粗合成纖維興起于20世紀(jì)末，它是一種新型的增強(qiáng)增韌材料，相對(duì)于鋼纖維、細(xì)合成纖維，它具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：(1)質(zhì)輕；(2)無(wú)腐蝕；(3)易于均勻分散；(4)顯著提高混凝土的韌性、抗沖擊、抗疲勞、抗震防爆性能；(5)可以提高塑性混凝土的早期抗裂性能；(6)在噴射混凝土中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。粗合成纖維混凝土在美國(guó)和日本等國(guó)家已有多年的使用歷史，其顯著的效果已為大量工程實(shí)踐所證明，它已成為水泥基復(fù)合材料的未來(lái)發(fā)展方向。 本論文首先對(duì)粗合成

2、纖維混凝土的力學(xué)特性進(jìn)行了一系列試驗(yàn)研究，其中包括：(1)抗彎試驗(yàn)；(2)抗彎沖擊試驗(yàn)；(3)軸向拉拔試驗(yàn)；(4)單軸拉伸試驗(yàn)；(5)抗震試驗(yàn)；(6)抗疲勞試驗(yàn)；(7)抗氯離子腐蝕試驗(yàn)；(8)混雜纖維混凝土的力學(xué)性能試驗(yàn)。 通過(guò)對(duì)粗合成纖維混凝土抗彎韌性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，基于美國(guó)ASTM及日本JSCE方法，提出了粗合成纖維混凝土抗彎韌性新評(píng)價(jià)方法，該韌性評(píng)價(jià)方法能夠準(zhǔn)確地反映粗合成纖維的阻裂增韌效果。 國(guó)內(nèi)外大部分關(guān)于纖維

3、混凝土抗沖擊性能研究均采用抗沖壓試驗(yàn)，而實(shí)際工程中構(gòu)件多處于受彎拉狀態(tài)。自行研制了落錘式抗彎沖擊試驗(yàn)裝置，該裝置的研制成功，為今后系統(tǒng)研究纖維混凝土抗彎沖擊性能具有重要意義。針對(duì)沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)較離散的缺陷，本論文引入數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果較全面、客觀的反映了纖維混凝土動(dòng)載特性。 本論文首次完成了柔性粗纖維的拉拔試驗(yàn)，重點(diǎn)研究了纖維埋置長(zhǎng)度、養(yǎng)護(hù)齡期、基體強(qiáng)度對(duì)粗合成纖維-砂漿基體界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響。通過(guò)對(duì)

4、拉拔荷載-位移曲線進(jìn)行擬合，建立異型柔性纖維的拉拔理論模型，理論模擬曲線與試驗(yàn)曲線吻合良好，它的提出對(duì)粗合成纖維細(xì)觀增強(qiáng)機(jī)理的深入研究具有較高的實(shí)用價(jià)值和理論意義。 由于混凝土自身是多相、多組分、多尺度層次的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)特性，單一纖維增強(qiáng)作用是有限的，混雜纖維能在不同結(jié)構(gòu)和不同性能層次上逐級(jí)阻裂與強(qiáng)化，達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短的作用。本文試驗(yàn)研究了粗合成纖維與鋼纖維混雜纖維混凝土的韌性及斷裂性能，試驗(yàn)結(jié)果充分體現(xiàn)了粗合成纖維與鋼纖維良好的協(xié)同