武汉理工大学
硕士学位论文
层布式钢纤维、混杂纤维混凝土的增强机理研究
姓名：郭赞
申请学位级别：硕士
专业：结构工程
指导教师：张季如
20060401
武汉理工大学硕十学位论文
的增强效果几乎相同，参照表２．４及２．５我们发现两组试件的不同处仅在于纤维抗拉强度。这表明试件界面破坏形式为纤维的脱粘而非拉断（与观察到的情况一致如图２．３（ｂ）），并且两试件的界面粘结力非常接近。而海川钢纤维的增强效果要较好一些，究其原因，可能是由于相较于弓形纤维盾牌形纤维能与基体间形成更好的机械咬合作用力，故而在宏观上起到更好的增强效果。
（ａ）试验１中试件破坏丽（ｂ）试验２中试件破坏面
图２－３两次试验的典型破坏面对比
综合比较这两次试验我们发现，其它条件不变的情况下，如果钢纤维的抗拉强度过低则其对ＬＳＦＲＣ试件的增强效果有限（试验１中的增强效果大多数不超过１０％），这时适当的增加钢纤维的抗拉强度可获得更好的增强效果。但是，钢纤维的抗拉强度也不是越大越好，当达到一定程度后再增加纤维的抗拉强度以期获得更好的增强效果是不可能的。此中的关键是找到一个与基体相匹配的纤维的抗拉强度值，又由于基体构成的复杂性及纤维品种的多样性所以很难预先给出一确定值，所以这一值往往只能通过试验来确定。
２．２．３初裂点和初裂强度
ＬＳＦＲＣ的初裂荷载和极限荷载如图２—４所示。为了获得真实的挠度，剔除附加挠度，梁挠度中不包括垫砂、加载点的位移及钢板与试件间的缝隙、钢板的弹性变形。位移速率为０．２ｍｍ／ｍｉｎ。计算机自动采集数据，得到荷载～挠度全曲线。
武汉理ｌ：人学硕士学位论文
图２－４层布式ＳＦＲＣ的初裂荷载和极限荷载
根据文献［２］，确定混凝士小梁的初裂点的方法是根据荷载～挠度曲线，即将直尺与荷载～挠度曲线的线性部分重叠放置确定初裂点。各种ＬＳＦＲＣ的初裂点荷载如图２—４。从图上可知，ＬＳＦＲＣ的初裂荷载都比索混凝土的高，东洲纤维、海川纤维、贝尔卡特纤维的ＬＳＦＲＣ比素混凝土的初裂荷载提高率分别为２０．８６％、３１．１３％、１６．３１％，折算成初裂强度分别为４．５７ＭＰａ、５．５２ＭＰａ、８．００ＭＰａ、５．３１ＭＰａ这表明相对素混凝土，ＬＳＦＲＣ具有更好的抗裂性能。
２．２．４荷载—尧度曲线分析
从图２．５的四种混凝土构件的典型荷载挠度曲线可以看出，素混凝土的荷载位移曲线只有上升段，这是是因为素混凝土是脆性材料，一旦试件开裂，即发生破坏，而且断裂前没有先兆，破坏断面完全断开。
而对于ＬＳＦＲＣ，当试件初裂后，所有试件均能继续承受荷载，纤维在荷载作用下逐渐被拔出，试件裂而不断，其荷载一挠度曲线表现出变形强化特性，在出现第１个峰值荷载后，又出现第２个峰值荷载。这与纤维在混凝土中的拔出过程密切相关。ＬＳＦＲＣ在初裂前为弹性阶段，初裂后荷载稍有增加即达到第１个峰值荷载，这时纤维开始部分脱粘，纤维滑移量增加，此时纤维两端的锚固作用起到阻止纤维滑移的作用，承载力呵继续上升，于是出现第２个峰值荷载，