超高性能混凝土纤维-基体黏结性能测试与机理分析-《混凝土与水泥制品》杂志社

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超高性能混凝土纤维-基体黏结性能测试与机理分析

Test and Mechanical Analysis on Fiber-matrix Bonding Properties of Ultra-high Performance Concrete

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关键词：

超高性能混凝土；黏结性能；单根纤维拔出；拉伸本构模型

Key words：

Ultra-high performance concrete;Bonding properties;Single fiber pull out test;Stretch constitutive model

刊期：

２０16年第5期

DOI：

文章编号：

1000-4637（2016）05-62-05

基金项目：

作者：

程俊1，刘加平1，张丽辉2

单位：

1．东南大学材料科学与工程学院，南京211189；2．江苏省建筑科学研究院有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室，南京210008

摘要

摘要：为研究超高性能混凝土纤维-基体黏结性能，通过单根纤维拉拔试验得到纤维拔出应力-位移曲线，并研究界面参数对纤维黏结性能的影响；通过扫描电镜观察、比较拔出纤维表面和端部形貌，发现钢纤维被拔出后，端部和表面黏结大量“球状”碎屑，且表面有“切削”痕迹，当钢纤维体积掺量为2%、埋入深度为3mm时，拔出纤维表面附着的碎屑密度最大，纤维-基体黏结强度最佳；结合混凝土拉伸本构模型，计算理论拉伸强度σc1，并通过配制相应的混凝土，利用单轴拉伸试验测得试验拉伸强度σc2，比较发现，其误差范围为5%±2%。

Abstract: In order to study bonding properties of fiber-matrix adhesion of ultra-high performance concrete, a stress-displacement curve is obtained by a single fiber pullout experiment, and the influence of interface parameters on fiber bonding properties is investigated; the surface and end of steal fiber attach to large numbers of "spherical" clastic by scanning electron microscopy and the surface has "cutting signs" at the scene, when the volume content of fiber is 2%, buried depth reaches 3mm, density of "spherical" clastic attached to the surface of pulled fiber is the largest, bonding properties of fiber-matrix is the best; combining stretch constitutive model of concrete, calculating the theoretical tensile strength σc1 and formulating the corresponding concrete, measuring the tensile strength σc2 by uniaxial tensile test, which the error range is 5%±2%.

结论

（1）单根纤维拔出应力-应变曲线分为弹性阶段和软化阶段。软化阶段比弹性阶段更为复杂，A点过后，随着位移的增大，应力突然下降，随后上升，然后又迅速下降，最终缓慢下滑，曲线上下微小幅度振动并伴随噼啪声响。

（2）钢纤维被拔出后，端部和表面黏结大量球状碎屑，且表面有切削痕迹。基体中掺钢纤维组，拔出纤维表面黏结的球状碎屑密度大于不掺纤维组，且钢纤维体积掺量为2%时，纤维表面碎屑密度最大；埋入深度为3mm时，钢纤维表面球状碎屑密度最大；埋入深度过大，钢纤维破坏形式为拔断，被拔断的钢纤维端口有明显的紧缩现象。

（3）基体中掺入钢纤维有利于纤维-基体界面的黏结性能。当钢纤维掺量为2%时，钢纤维与水泥砂浆的界面黏结强度τ■最大，表现为拔出纤维表面球状碎屑密度最大；钢纤维埋入深度越大，拔出力Fmax越大，但黏结强度τ■反而减小。

（4）基于拉伸本构模型计算得相应UHPC的理论最大应力值σc1，与单轴拉伸试验测得实际应力值σc2比较可知两者吻合度较高，误差范围为5%±2%，且σc1普遍大于σc2。

参考文献

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[2] 冯乃谦.高性能混凝土结构[M].北京:机械工业出版社,2004.

[3] 程俊,刘加平,张丽辉.含粗骨料超高性能混凝土单轴拉伸性能及机理分析[J].混凝土与水泥制品,2015(12):1-5.

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[6] 刘建忠.超高性能混凝土的制备基础及静、动态力学行为[D].南京:东南大学,2012.

引用本文

上一个：不同掺量水泥生土砌块湿变环境下体积稳定性研究

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