以混凝土断面上粗骨料断裂分数作 为评价手段 ，研究 了粗 骨料和钢纤维对混凝土 中裂纹扩展模式 的影 响。研究结 果表 明 ：对于 轻骨料混凝土和高强混凝土 ，裂纹 的扩展模式 主要是 以穿 过粗 骨料的方式进行 ；对于低强混凝 土 ，裂纹 的扩展模 式主要是 以沿过渡 区的 方式进行 。掺入钢纤维后 ，显著 改变了轻 骨料 混凝土和高强混凝土 中裂纹 的扩展模式 ，使得 部分裂纹 的扩展 由穿过粗骨料进行 转变 为沿 过渡区进行 ；掺入钢纤维后 ，轻骨料混凝 土断面上粗骨料 断裂分数降低 了 39．6％，高强混凝土断面上粗骨料断裂分数降低 了 26．O％。 关键词 ： 粗骨料 ；钢纤维 ；裂纹 ；扩展模式 中图分 类号 ： TU528．O1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1002—3550(2012)05—0001—04 Influenceofcoarseaggregateandsteelfiberoncrackpropagationpatterninconcrete HAN Jian-guo，YAN Pei-yu (DepartmentofCivilEngineering，KeyLaboratoryofCivilEngineeringSafetyandDurabilityofChinaEducationMinistry TsinghuaUniversity，Beijing100084，China) 。 Abstract： Usingfracturedaggregatearearatio(FAAR)asevaluatingparameter，theinfluenceofcoarseaggregateandsteelfiberoncrackprop— agationpaRem inconcretewerestudied．Testresultsshow thatthecrackpropagationpatterninlightweightaggregateconcreteandhi曲 strength concreteismainlythepassthroughcoarseaggregatetype；andinlow strengthconcrete，thecrackpropagationpatternismainlyalongwiththe transitionzonetype．Aftertheintroduceofsteelfiber，thecrackpropagationpaRem oflightweightaggregateconcreteandhi曲 strengthconcreteis changed notably，from pass through coarse aggregate to along with the transition zone．The calculation resultsmanifestthatthe FAAR of lightweightaggregateconcreteisloweredby39．6percentandtheFAARofhighstrengthconcreteisloweredby26．0percentaftertheintroduceof steel丘b矗 toconcrete． ． Keyw ords： coarseaggregate；steelfiber；crack；propag~ionpattern 0 引言 通 常 ，混凝 土可看作是 由水泥浆基体 、骨料和界 面过渡 区 三相组成的复合体，并一般认为界面过渡区是混凝土中的薄弱 区。随着混凝土配合比中胶凝材料体系组成、水胶比和骨料品质 的变化 ，混凝土在受力破坏的过程中，裂纹的扩展模式可沿过 渡区进行或穿过粗骨料进行，这取决于上述三相之间的强度关系。 混凝土 是一种准脆性 材料 ，为增强混 凝土的韧性 ，通 常将 其与高强高延性材料如钢筋、钢管和纤维等复合 ，制备成钢筋 混凝土 、钢管混凝土和纤维增强混凝 土。这些 高强高延性 的材料 在掺人后 ，除可对混凝 土产 生增强增 韧的效果外 ，还 可能会对 混凝土中裂纹扩展 的模式产生影响。 相对于使用石灰石、花岗岩和玄武岩等作粗骨料所制备的 普通混凝土 ，使用黏土陶粒 、页岩陶粒 、粉煤灰陶粒、浮石和火 山渣等制备 的轻骨料混凝土 ，具有 自重 小 、保温 、隔声和经济 的 特点 ，因此在混凝土结构的轻质隔墙、非承重楼板和屋顶的建 造方面获得了广泛的应用。同时，在使用高强度的轻骨料时，所 制备的轻骨料混凝土还可用于建造剪力墙、柱、筏基和桥面等 承受荷载的构件。轻骨料的强度要小于普通骨料的强度，但通过 收稿 日期 ：2011-l1_o9 基金项 目：“十一五 ”国家科技支撑计~(2008BAE61B05) 调节混凝土的配合比 可制备出比轻骨料本身强度更高的混凝 土【1]。由于轻骨料和水泥浆体之间的火山灰反应，使得界面过渡 区的品质得以提高 ；以及由于轻骨料疏松多孔，有利于水泥浆 体 向内部迁 移 ，产 生锚 固效应 。因此 ，在 轻骨料混凝土 中，其 强 度 的薄弱点通 常是轻骨料本 身【2j，在轻骨料 混凝 土 的破坏过 程 中 ，裂纹 的扩展往往会直接穿过轻骨料进行 。 本试验制备了使用石灰石骨料的。C30低强混凝土和 C80 高强混凝土 ，以及使用页岩陶粒的 LC30轻骨料混凝土。并通过 掺人钢纤维 ，制备了与上述 3种混凝土相应的纤维混凝 土。研究 了在混凝土的弯曲破坏过程中 ，骨料类型和钢纤维对裂纹扩展 模式的影响。所得结果可对如何考察混凝土中裂纹的扩展模式 和如何改善混凝土的弯曲韧性提供借鉴。 1 原材料和 配合 比 混 凝土制备所 用原材料包括 P·O42．5级水 泥 ，F级 I级粉 煤灰 ，无定形 SiO：含量大于 90％的硅灰 ，它们的化学组成如表 1 所示 ；细度模式为 2．8的天然二 区中砂 ；聚羧 酸型减水剂 ，其 用 量以使得新拌混凝土的坍落度达到(160~10)蛐 为准。粗集料 分为两种 ：第一种是 5~20mln连续级配石灰石碎石 ，压碎指标

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