玄武岩纤维高性能混凝土轴拉和抗冲击韧性试验研究
Experiment Study on Axial Tensile and Impact Toughness of Basalt Fiber Reinforced High Performance Concrete
关键词：
玄武岩纤维；混凝土；破坏形态；轴拉性能；抗冲击韧性
Key words：
Basalt fiber; Concrete; Failure mode; Tensile property; Impact toughness
刊期：
2022年第3期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2022.03.056.05
文章编号：
基金项目：
北京市教委科技重点项目（KZ201810005008） 。
作者：
于跟社1,2，邓宗才3，王 珏2，王亚楠2
单位：
1.中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075；2.中交第三公路工程局有限公司，北京 101304； 3.北京工业大学城市与重大工程安全减灾省部共建重点实验室，北京 100124
摘要
摘 要：研究了玄武岩纤维掺量对混凝土轴拉性能和抗冲击韧性的影响，观察了试件拉伸与冲击的破坏形态，测得了试件的轴拉强度、破坏冲击次数等指标。结果表明：随着玄武岩纤维掺量的增加，混凝土的轴拉强度先增大后减少；当玄武岩纤维掺量为5 kg/m3和10 kg/m3时，试件的轴拉强度相比素混凝土的轴拉强度分别提高了24.41%和50.17%；当玄武岩纤维掺量为15 kg/m3时，试件的轴拉强度相比素混凝土的轴拉强度降低了3.73%；各试件的冲击破坏裂缝均出现在试件中部；与素混凝土相比，玄武岩纤维掺量为5 kg/m3和10 kg/m3试件的破坏冲击次数分别增加了46.29%和69.66%，抗冲击韧性的改善效果明显；当玄武岩纤维掺量为15 kg/m3时，由于纤维分散不够均匀，导致试件的破坏冲击次数降低。
Abstract: The effects of basalt fiber content on the axial tensile properties and impact toughness of concrete were studied. The failure modes of tensile and impact of the specimens were observed, and the tensile strength and failure impact times of the specimens were measured. The results show that the tensile strength of concrete increases first and then decreases with the increase of basalt fiber content. When the content of basalt fiber is 5 kg/m3 and 10 kg/m3, the tensile strength of specimens is increased by 24.41% and 50.17% respectively compared with that of plain concrete. When the content of basalt fiber is 15 kg/m3, the tensile strength of the specimen is 3.73% lower than that of plain concrete. The impact failure cracks of each specimen appear in the middle of the specimen. Compared with plain concrete, the failure impact times of specimens with basalt fiber content of 5 kg/m3 and 10 kg/m3 are increased by 46.29% and 69.66% respectively, and the improvement effect of impact toughness is obvious. When the content of basalt fiber is 15 kg/m3, the failure impact times of the specimen are reduced due to the uneven dispersion of the fiber.
结论
（1）素混凝土拉伸破坏时表现为脆性断裂；而纤维混凝土在拉伸过程中，裂缝由细微裂缝逐渐发展成宏观裂缝，纤维有效抑制了裂缝的产生和发展。
（2）随着BF掺量的增加，混凝土的轴拉强度呈先增大后减少的趋势。相比于素混凝土，BF掺量为5 kg/m3和10 kg/m3试件的轴拉强度分别提高了24.41%和50.17%，而BF掺量为15 kg/m3试件的轴拉强度降低了3.73%。
（3）相比于素混凝土，BF掺量为5 kg/m3、10 kg/m3、15 kg/m3试件的极限拉应变分别增加了13.9%、28.2%、9.6%。
（4）素混凝土和纤维混凝土的冲击破坏裂缝均出现在试件跨中处，说明BF的掺入不会影响混凝土冲击断裂的破坏形态。
（5）适量的BF可以显著增强混凝土的抗冲击韧性。本试验中，BF的合理掺量范围为5~10 kg/m3。
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引用本文
于跟社,邓宗才,王珏,等.玄武岩纤维高性能混凝土轴拉和抗冲击韧性试验研究[J].混凝土与水泥制品,2022(3):56-60.
YU Gen-she, DENG Zong-cai, WANG Jue,et al.Experiment Study on Axial Tensile and Impact Toughness of Basalt Fiber Reinforced High Performance Concrete[J].China Concrete and Cement Products,2022(3):56-60.
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