聚甲醛纤维超高强混凝土断裂性能研究

夏旸昊; 杨鼎宜; 高函; 郭子荣; 钱云峰

doi:10.13204/j.gyjzG220032707

聚甲醛纤维超高强混凝土断裂性能研究

doi: 10.13204/j.gyjzG220032707

1. 扬州大学建筑科学与工程学院, 江苏扬州 225127;
2. 扬州大学绿色建筑材料研究所, 江苏扬州 225127

基金项目:

国家重点研发计划项目（2018YFD1101002）；江苏省2021年研究生实践创新计划项目（SJCX21_1580）。

详细信息

作者简介:
夏旸昊,男,1998年出生,硕士研究生。

通讯作者:
杨鼎宜,女,1965年出生,博士,教授,ydy1991@163.com。

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出版历程
- 收稿日期: 2022-03-27
- 网络出版日期: 2023-03-22

Research on Fracture Properties of Ultra-High Strength Concrete with Polyformaldehyde Fibers

1. College of Civil Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China;
2. Research Institute of Green Building Materials, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China

摘要

摘要: 为探究聚甲醛（POM）纤维对超高强混凝土（UHSC）断裂性能的影响，采用三点弯曲梁法进行断裂试验，研究不同纤维长度和体积掺量对UHSC起裂韧度、失稳韧度、断裂能和延性指数等断裂参数的影响。试验结果表明：POM纤维的掺入可以改善UHSC的断裂性能，随着纤维体积掺量、纤维长度的增加，荷载-裂缝张开口位移（P-δ_CMOD）曲线的下降段更加饱满；当纤维长度为12 mm，纤维掺量为1.5%时，对起裂韧度提升最为显著；当纤维长度为20 mm，纤维掺量为1.5%时，试件的失稳韧度、断裂能和延性指数达到最大。
- 聚甲醛纤维 /
- 超高强混凝土 /
- 断裂韧度 /
- 断裂能 /
- 延性指数
Abstract: To explore the influence of polyformaldehyde (POM) fibers on the fracture properties of ultra-high strength concrete (UHSC), the three-point bending beam method was used for fracture test, the influence of fiber length and fiber volume content on the UHSC crack toughness, instability of toughness, fracture energy and ductility indexes was studied. The experimental results showed that the addition of POM fibers could improve the fracture properties of UHSC. With the increase of fiber volume content and fiber length, the descending segment of P-δ_CMOD curve became fuller. When the fiber length was 12 mm and fiber content was 1.5%, the crack initiation toughness was improved most significantly. When the fiber length was 20 mm and the fiber content was 1.5%, the specimens' instability toughness, fracture energy and ductility indexes reached the maximum.
- polyformaldehyde fiber /
- ultra-high strength concrete /
- fracture toughness /
- fracture energy /
- ductility index

HTML全文

参考文献(32)

[1]	王德辉, 史才军, 吴林妹. 超高性能混凝土在中国的研究和应用[J]. 硅酸盐通报, 2016, 35(1):141-149.
[2]	蒲心诚. 超高强高性能混凝土[M]. 重庆:重庆大学出版社, 2004.
[3]	孔德成, 安明喆, 贾方方. 聚丙烯粗纤维超高性能混凝土的断裂性能[J]. 公路, 2021, 66(5):281-285.
[4]	金轶凡, 陶燕, 柴栋, 等.玄武岩纤维混凝土三点弯曲梁的断裂性能[J/OL].土木与环境工程学报(中英文):1-8[2023-01-28].http://kns.cnki.net/kcms/detail/50.1218.TU.20210802.0848.002.html.
[5]	邓宗才, 王辉, 刘岩. 生态钢纤维混凝土弯曲韧性和断裂性能[J]. 建筑科学与工程学报, 2017, 34(2):111-118.
[6]	REIS J M L, FERREIRA A J M. A contribution to the study of the fracture energy of polymer concrete and fibre reinforced polymer concrete[J]. Polymer Testing, 2004, 23(4):437-440.
[7]	黄廷健, 牟浩, 阳知乾, 等. 高强高模聚甲醛纤维的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(10):1-6.
[8]	阳知乾, 刘建忠, 沙建芳, 等. 高性能聚甲醛纤维的研发与应用实践[J]. 高科技纤维与应用, 2021, 46(1):48-56.
[9]	文珍稀, 叶敏, 彭刚, 等. 聚甲醛纤维的制备及其力学性能研究[J]. 合成纤维, 2011, 40(1):24-27 , 54.
[10]	张丽辉, 刘建忠, 周华新, 等. 聚甲醛纤维对混凝土性能的影响[J]. 混凝土与水泥制品, 2018(1):58-62.
[11]	刘露, 侯帅, 吴静, 等. 聚甲醛纤维增强混凝土抗折性能研究[J]. 武汉纺织大学学报, 2013, 26(3):35-38.
[12]	侯帅, 王文年, 曾宪森, 等. 聚甲醛纤维增强混凝土劈裂抗拉强度的研究[J]. 武汉纺织大学学报, 2013, 26(3):39-42.
[13]	徐世烺, 赵国藩. 混凝土结构裂缝扩展的双K断裂准则[J]. 土木工程学报, 1992(2):32-38.
[14]	张恩, 路国运, 杨会伟, 等. 聚丙烯纤维增强橡胶混凝土工作性能及力学性能试验研究[J]. 混凝土, 2021(3):86-89.
[15]	ALBERTI M G, ENFEDAQUE A, GALVEZ J C. The effect of fibres in the rheology of self-compacting concrete[J]. Construction and Building Materials, 2019, 219:144-153.
[16]	戴丽, 杨峰, 周美容, 等.纤维混凝土复合材料的制备及力学性能的研究[J].功能材料, 2021, 52(12):12095-12099.
[17]	李曈, 张晓东, 范锦泽, 等. 高吸水树脂玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2019(12):29-33.
[18]	卿龙邦, 杨卓凡, 慕儒. 龄期对定向钢纤维增强水泥基复合材料断裂性能的影响[J].工业建筑, 2021, 51(1):146-151.
[19]	刘晓峰, 张颖, 阎述韬, 等. 玄武岩纤维增强复材约束的玄武岩纤维混凝土的力学性能[J]. 工业建筑, 2021, 51(1):187-193.
[20]	皇民, 段敬民, 张佳祥, 等. 冻融循环下玄武岩纤维增强复材混凝土的断裂损伤及软化本构关系[J]. 工业建筑, 2021, 51(8):199-205 , 178.
[21]	徐世烺, 赵艳华. 混凝土裂缝扩展的断裂过程准则与解析[J]. 工程力学, 2008, 25(增刊2):20-33.
[22]	徐世烺, 吴智敏, 丁生根. 砼双K断裂参数的实用解析方法[J]. 工程力学, 2003(3):54-61.
[23]	宁喜亮, 王万平, 郝帅, 等. 不同纤维对混凝土在多重因素作用下抗冻耐久性的影响[J]. 工业建筑, 2020, 50(10):122-128.
[24]	KIZILKANAT A B. Experimental evaluation of mechanical properties and fracture behavior of carbon fiber reinforced high strength concrete[J]. Period Polytech-Civ, 2016, 60(2):289-296.
[25]	陈伟, 王钧, 张可, 等. 玄武岩纤维对混凝土梁抗裂性能的影响[J]. 材料科学与工程学报, 2017, 35(1):144-148.
[26]	RILEM T C. Draft recommendation:determination of the fracture energy of mortar and concrete by means of three-point bend tests on notched beams[J]. Materials and Structures, 1985, 18(6):484.
[27]	魏新江, 任梦博, 冯鹏, 等.纤维混凝土断裂性能研究现状综述及展望[J/OL].工业建筑:1-12[2022-03-12 ].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2068.TU.20220120.1939.008.html.
[28]	ZHANG S L, ZHANG C S, LIAO L. Investigation on the relationship between the steel fibre distribution and the post-cracking behaviour of SFRC[J]. Constr Build Mater, 2019, 200:539-550.
[29]	RAJA R B, SIVAKUMAR M V N. Studies on effect of steel fiber and coarse aggregate on fracture properties of self compacting con crete using wedge splitting test[J].International Journal of Structural Integrity, 2020, 11(6):751-767.
[30]	柴栋. 玄武岩纤维增强水泥基复合材料基本力学性能及阻裂机理研究[D].昆明:昆明理工大学, 2020.
[31]	IRWIN G R. Analysis of stresses and strains near end of a crack traversing a plate[J]. Journal of Applied Mechanics, 1956, 24(24):361-364.
[32]	GHASEMI M, GHASEMI M R, MOUSAVI S R. Studying the fracture parameters and size effect of steel fiber-reinforced self-compacting concrete[J]. Construction and Building Materials, 2019, 201:447-460.