纤维混凝土弹性模量及泊松比试验研究.pdf
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1、5 0 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o v 第 4 6卷第 1 期 2 0 1 5年 1 月 v 0 1 4 6 No 1 J a n 2 0 1 5 纤维混凝土弹性模量及泊松比试验研究 贺东青 2 ,鲁 畅 2 ( 1 河南大学材料与结构研究所 , 4 7 5 0 0 4 ,河南开封 ;2 河南大学土木建筑学院,4 7 5 0 0 4 ,河南开封 ) 摘要:通过分析聚丙烯纤维混凝土、玄武岩纤维混凝土、钢纤维混凝土与素混凝土间弹眭模量及泊松 比对比试验, 得到了不同纤维对混凝土的弹性模量和泊松比影响不同, 其弹性模量变化与所掺纤维弹
2、生有关, 掺入纤维对混凝土泊松比形象较小等结论。 关键词:纤维混凝土 ;弹睦模量;泊松比;试验研究 中图分类号 :T U 5 0 2 4 文献标志码 :A 文章编号 :1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 5 ) 0 1 0 0 5 0 0 3 EXPERI M ENTAL STUDY ON ELAS TI C M oDULUS AND POI S SON S RATI O OF S EVERAL FI BER REI NFoRCED CoNCRETES HE Don g q i n g ,L U Cha n g ( 1 I n s t i t u t e o f Ma t e r
3、i a l a n d S t r u c t u r e ,He n a n Un i v e r s i t y ,4 7 5 0 0 1 ,Ka i f e n g ,H e n a n ,C h i n a ; 2 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g a n d A r c h i t e c t u r e ,He n a n U n i v e r s i ty,4 7 5 0 0 4 ,Ka i f e n g ,He n an,C h i n a ) Abs t r ac t : Af t e r a n a l y
4、s i s o n c o n t r a s t t e s t be t we e n el a s t i C m o d ul us a n d Po i s s on S r a t i o o f po l y p r o p y l e n e fib e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e ,ba s a l t f i b e r r e i nf o r c e d c o n c r e t e , s t e e l fib e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e a n d p l a i
5、 n c o n c r e t e i t i S f o un d t h a t d i f f e r e n t fi be r s h a ve d i f f e r e n t i n flue n c e s o n e l a s t i c mo d u l us a nd P oi s s o n S r a t i o of c o n c r e t e t h a t t h e c h a n g e o f e l a s t i c mo d u l u s i S r e l a t e d t o t h e e l a s t i c i t y of
6、 f i b e r a d d e d a n d t h a t fib e r h a s r e l a t i v e l y s ma l l i n fl ue n c e o n Po i s s o n S r a t i o o f c o n c r e t e Ke y wo r ds : fi b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e : e l a s t i c mo d u l us ;Po i s s o n S r a t i o;e x p e r i me n t a l i n v e s t i g a t
7、i o n 弹性模量和泊松比是混凝土两个重要的物理力 学性能参数。弹性模量是反映混凝土在弹性变形阶 段应力和应变关系的量;泊松比反映的是混凝土在 比例极限内,由均匀分布的纵向应力所引起的横向 应变与相应 的纵 向应变之比 。 目前 ,各种类型的纤维混凝土在实际工程技术 中 得到越来越广泛的应用 ,由于在混凝土结构工程的内 力分析及构件变形、抗裂性计算中,混凝土的弹 生模 量和泊松比是不可缺少的依据,因此研究纤维混凝土 的弹性模量和泊松比有着重要的实际意义 【 1】 。本文主 要针对几种常见的纤维混凝土 ,研究其弹性模量和 泊松比,并与普通混凝土进行对比分析 ,为后续研 究提供试验依据 。 l
8、试 验材料及 仪器 皎凝材料 :开封产 P O 4 2 5 R硅酸盐水泥。 骨料:中河砂,细度模数 2 8 ;石子 ,粒径 5 3 0 m m,大小均匀,无片状,连续级配。 纤维: 石家庄产聚丙烯短纤维, 详细性能见表 l ; 收稿 日期 :2 0 1 4 1 0 1 3 基金项目:河南省基础与前沿科技研究计划项目 ( 2 0 1 0 B 5 6 0 0 0 2 ) 作者简介 : 贺东青 ( 1 9 7 2 一 ),女,河南正阳人,副教授,硕士, 主要研究方向为高性能混凝土和高性能复合混凝土结构, e m a i l h e _d o n g q i n g 1 6 3 c o rn 牡丹江产
9、短切玄武岩纤维,详细性能见表 2 ;郑州产 铣销型钢纤维 ,详细性能见表 3 。 应变片:应变片详细性能见表 4 。 表 l 聚丙烯短纤维性能参数 密度 拉 伸 长 长 度 吸水率 燃点 熔点 抗拉强度 弹 眭模量 ( g c m ) 度 mm MP a MP a O 9 1 1 2 1 8 2 O O 5 9 3 1 6 5 2 7 6 3 7 9 3 表 2 短切玄武岩纤维性能参数 单 纤 直 径 长度 密度 抗 拉 强 度 弹 性 模 量 极限延伸率 g m mm ( k g m ) MP a GP a 1 5 1 2 2 6 5 0 4 1 5 0 - 48 0 0 9 3 1 1 0
10、 3 1 表 3 钢纤维的性能参数 长度 等效直径 外形 抗拉强度 弹性模量 极限拉伸 密度 mm re a l MP a G P a ( c m ) 4 5 0 7 5 大波浪形 9 5 0 2 0 0 O 5 3 5 7 8 表 4 电阻应变片基本参数 兰 I皇 竺 竺l墨 壁 至 鍪 l 至 l : ! 垒 垒l ! ! ! :兰 : l : 塾 : l l 本试验中使用的主要仪器为 T S Y - 3 0 0 0型 电液式 压力试验机和 X L 2 1 0 1 B 2 +静态应变仪。 2 试验方法 2 1 试件制备 按 J T G D 4 0 -2 0 1 1 公路水泥混凝土路面设计
11、2 0 1 5 年 1 月 贺东青,等 :纤维混凝土弹性模量及泊松 比试验研究 5 1 规范 中对混凝土弯拉强度等级4 5 - 5 0 MP a 的要求, 确定普通混凝土的配合比如表 5 所示。以此配合比为 基础设计聚丙烯纤维混凝土、玄武岩纤维混凝土和钢 纤维混凝土试件, 其中各类型纤维掺量见表 6 。 表 5 普通混凝土配合比 k 2 m 水泥 l 砂 l 石 I 水 I 总重 I水灰比 3 3 0 l 6 7 1 I 1 3 0 0 l 1 5 2 l 2 4 5 3 l 0 4 6 表 6 各类型纤维掺量 k g m3 聚丙烯纤维 l 玄武岩纤维 l 钢纤维 o 9 1 I 2 6 5
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