竹纤维混凝土是一种新型的绿色水泥基纤维复合材料。通过一系列单轴压、劈拉 、弯折对比试验,研究了 不同掺量和长度的细圆杆型竹纤维对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度 、抗折强度的影响,并分析竹纤维混凝土的增 强机理,给出了竹纤维混凝土力学性能的建议计算公式。试验结果表明,竹纤维可以大幅提升混凝土的抗劈拉性 能,体积掺量为 l%且纤维长度为45mm的竹纤维混凝土的抗劈拉强度比素混凝土提高了 40%。在劈拉和弯折试 验中,素混凝土试件在开裂后裂缝迅速贯通,表现为脆性破坏。而竹纤维混凝土试件在开裂后仍有部分竹纤维继 续承担拉力直至拉断 ,体 现出明显的延性。 关键词:竹纤维;混凝土;力学性能;试验研究;计算方法 中图分类号 :TU528.572 文献标志码 :A 文章编号 :1008—1933(2015)叭 一220—06 Experimentalstudy and analysison mechanicalpropertiesofbamboo fiberreinforced concrete ZHANG Chang,HUANG Zhen,WANG Xiandong,CHEN Guowei (SchoolofNavalArchitecture,OceanandCivilEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai 20~0,China) Abstract:Bamboofiberreinforced concreteisanew kindofenvironmentfriendly cement—based composite materialwith bamboo fiber added.Thispaperexperimentallystudiedthemechanicalpropertiesofthebamboofiberreinforced concrete,and analyzed theeffectof thefiberlength and volume fractions on the reinforced concrete’Scompressive strength,splittensile strength and bending strength. Accordingtothe analysis ofthe testresults.bamboo fibercan substantially improve the spilttensile property as the bamboo fiber reinforcedconcretehasa40% highersplitstrengththantheplainconcrete.Besides,bamboofibercanalsoimprovetheductilityofthe concretein splittingand bendingtest. Key words:bamboofiber;concrete;mechanical properties;experimental study;computingmethod O 引 言 纤维混凝土是 以混凝土为基材 ,并向其 中掺入 非连续短纤维作为增强材料而形成 的。向混凝土 中 掺人纤 维 主要有 以下 作用 : 1)提高混凝土抗拉强度 ; 2)阻止混凝 土中原有微裂缝 的扩展并延缓 新 裂缝 的 出现 ; 3)提高混凝 土的变形能力从而改善其韧性 及 抗 冲击性能 J。 另外 ,在实际工程 中,纤维混凝 土施 工方式 多 样 、施工方法便捷 ,可以显著地节省工期 。如钢纤维 混凝土,在大面积地坪施工 中可以省去铺设钢筋的 收稿 日期 :2013-12—11 作者 简介:张 昌(1989一),男 ,湖南湘 潭人 ,硕士研究生 ,研 究方 向 为纤维混凝土力学性能 。 基金项 目:国家 自然科学基金资助项 目(51178265) E —m ail:zhangchang0807@ gmail.tom 时间和人工 J。竹纤维的抗拉 强度接 近 200MPa, 具有一般天然有机纤维绿色环保 的特点 ,同时具有 接近钢材抗拉强度 的出色力学性能,有很好 的工程 应用前景。目前 ,关于金属纤维及合成纤维混凝土 研究 、应用较成熟 ,而天然有机纤维混凝土特别是竹 纤维混凝土的研究和工程实践较少。作为天然有机 纤维混凝土的一种 ,竹纤维混凝土一方面保 留了混 凝土抗压强度高以及和易性好 、便于施工的优点 ,另 一 方面利用了竹纤维轻质高强和对环境友好的特性 改善了混凝土抗拉性能并降低了材料 自重和生产过 程 中的能耗 ,具有广阔的应用前景 J。已有其他文 献对掺入薄片卷丝型竹纤维的?昆凝土力学性能做 了 研究 ,表明混凝土 中掺人竹纤 维后 ,其延性韧性有 明显提高 ,但抗压力学性能有所降低 J。 本文选取直径为 1.5mm的细圆杆型竹纤维 ,改 变竹纤维长度和长径 比并采用不同体积率掺量 ,将 竹纤维掺人到混凝土中,通过多组单轴受压、单轴劈 拉及弯折试验来研究竹纤维对混凝土力学性能的影
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