聚丙烯纤维混凝土常规抗压强度试验研究.pdf
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1、 年第 期(第 卷)黑龙江水利科技 ()文章编号:()聚丙烯纤维混凝土常规抗压强度试验研究王国飞,姚鹏飞(中国水利水电第十一工程局有限公司,郑州 )摘要:随着中国建筑行业的快速发展,对混凝土的抗压强度提出了更高的要求,聚丙烯纤维混凝土抗压强度是否能满足工程要求。文章分别开展了对单轴抗压试验、循环加卸载试验和不同荷载的循环试验,研究结果表明:单轴抗压试验中,在压力峰值时聚丙烯纤维混凝土较普通混凝土,应变缓慢,抗压性能明显高于普通混凝土;循环加卸载试验中,经过 次加卸载,聚丙烯纤维混凝土试块主体结构完整;不同荷载的循环试验中,聚丙烯纤维混凝土较普通混凝土在相同荷载作用下应变较小。以上研究可供类似混
2、凝土工程参考。关键词:聚丙烯纤维混凝土;普通混凝土;抗压强度;应变率中图分类号:文献标识码:;(,):,:,;,;,:;收稿日期 作者简介 王国飞(),男,河南灵宝人,工程师,从事水利、公路施工等;姚鹏飞(),男,河南商丘人,工程师,从事水利、公路施工等。引言随着国家基础建设的不断发展,越来越多的混凝土被应用于工程实践。对此学者们进行了研究,童伟光等 对不同形态聚丙烯纤维掺入混凝土的抗冲击性进行了研究,研究结果表明:掺入长的网状纤 年第 期(第 卷)黑龙江水利科技 ()维制成新型混凝土抗冲击力较普通混凝土明显增强,其强度与掺入的量成正比。秦泽轩 用不同的纤维制成的再生混凝土进行了单轴抗压与劈裂
3、抗拉实验,研究结果表明:直聚丙烯纤维较曲聚丙烯纤维能增强混凝土的力学性能,植物纤维前期能使混凝土的结构紧密,随着时间的流逝,结构会变得越来越松散。谭刚等 对聚丙烯纤维掺量和混凝土抗压强度进行了分析,研究结果表明:聚丙烯纤维掺量在 的之间时,聚丙烯纤维混凝土具有较好的抗压强度。刘福顺 简析了聚丙烯纤维对混凝土的影响,研究结果表明:不同等级的混凝土掺入聚丙烯纤维制成聚丙烯纤维混凝土较普通混凝土强度均有显著提高。李嘉卿 对聚丙烯纤维混凝土力学性能展开了研究,研究结果表明:聚丙烯纤维掺入混凝土中能提高混凝土的抗压能力,聚丙烯纤维均匀分布能提高混凝土的抗折强度。马士宾 等对聚丙烯纤维高性能混凝土抗冲击性
4、能进行了研究,研究结果表明:聚丙烯纤维能够增强混凝土的冲击韧性和抗裂能力。刘文 等对聚丙烯纤维混凝土基本力学性能进行了研究,研究结果表明:聚丙烯纤维对混凝土的抗压强度具有增强增韧的效果。杨彬 研究了聚丙烯纤维掺量和长度对混凝土抗压强度的影响,研究结果表明:掺入固定长度的聚丙烯纤维,聚丙烯纤维混凝土的强度最高。董学超 对聚丙烯纤维混凝土抗压强度进行了研究,研究结果表明:聚丙烯纤维对混凝土抗压强度有显著增强,提高了混凝土的韧性。张延年 等对聚丙烯纤维增强混凝土拉压比进行了试验,研究结果表明:聚丙烯纤维可以显著改善混凝土脆性,提高抗压能力,提高混凝土的韧性。参考以上研究,文章主要聚焦于聚丙烯纤维混凝
5、土的抗压试验,分别进行了单轴抗压试验、循环加卸载试验及不同荷载的循环试验。单轴抗压作用下混凝土力学性能研究 抗压测试首先制备两种混凝土的试样,一种普通混凝土,另一种聚丙烯纤维新型混凝土,普通混凝土按照常规 抗压强度的配合比制备,新型混凝土掺入聚丙烯纤维。按照 混凝土结构设计规范 规定,对试验的混凝土按照规范要求进行物质配合,其中主要的原料为 水泥、粉煤灰、河砂、细石子、水、外加剂。水泥为普通硅酸盐水泥,河砂为 中砂,细石子为 碎石,外加剂为水溶性树脂减水剂,按照规范要求 混凝土的质量配合比为水泥 粉煤灰 河砂 细石 水 外加剂 。所掺入的聚丙烯纤维长约 ,通混凝土掺入量为 ,聚丙烯纤维的物理参
6、数,见表 。表 聚丙烯纤维的物理参数密度 直径 抗拉强度 弹性模量 断裂延伸率耐热性 试件的制备采用干拌法,制备好的聚丙烯纤维混凝土试件为 立方体为试验试件,试件按要求存放于温度为 、相对湿度 以上的条件下养护 ,用标准的方法测试。单轴抗压作用下聚丙烯纤维混凝土的力学分析过程,需用到数显式混凝土抗压强度试验机,该试验机测量范围为 ,测量精度 。单轴抗压试验的方式为:试验的聚丙烯纤维混凝土上逐步增加应力,加载的应力速率为 ,直到试件破裂损坏。试件取出后,先检查其形状,选两面相对水平,表面平整,倾斜偏差相差 ,量出的棱边长度精确到 ,选好试件后,以试件上下面为受压面,将试件放在试验机中心开始加压。
7、测试结果分析分别对两种混凝土试件进行抗压实验后对比分析,掺入了聚丙烯纤维的混凝土改良效果非常明显,其强度性能和变形性能较普通混凝土提升明显。分别取聚丙烯纤维混凝土试块和普通混凝土试块,在相同的单轴抗压强度条件下进行试验,单轴抗压应力应变曲线图,见图 。年第 期(第 卷)黑龙江水利科技 ()图 单轴抗压应力应变曲线图由应力应变曲线得知,单轴压力试验过程分为 个阶段:)应变率从 (第 阶段),此阶段两种混凝土试块被压缩,试块里原有的细小孔隙被挤压消失,孔隙消失,压力直接作用在试块上。在 的压力下,普通混凝土应变率较聚丙烯纤维混凝土略大,当在 的压力时,两种混凝土应变基本相同,故在此压力下,两种曲线
8、基本变化接近。)应变率从 (第 阶段),在逐渐加载压力下,混凝土表面出现凹痕,并有细小裂缝出现,普通混凝土应变率快速变大,到达 的压力时与聚丙烯纤维混凝土应变相同,应变率为 ,而聚丙烯纤维混凝土的应变率较普通混凝土增长缓慢,曲线较普通混凝土平滑,由此可知聚丙烯纤维混凝土抗压强度在此阶段高于普通混凝土。)应变率从 (第 阶段),随着压力逐渐增大,混凝土表面出现较大的不规则裂痕。其应变率急剧增大,当压力达到 时,普通混凝土的应变率为 ,强度达到峰值,而聚丙烯纤维混凝土则还可承受更大的压力,直到 时,聚丙烯纤维混凝土承受的压力达到最大,其应变率为 。由此表明在此阶段相同的压力下聚丙烯纤维混凝土性能有
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