： 在钢筋无机聚合物混凝土梁正截面抗弯试验过程 中，取得各级荷载作用下梁侧面的裂缝图片 ；通过数字图像的盒计数法验证 了钢筋无机聚合物混凝土梁侧表面裂缝的发展 和分 布具有分形特征 ，并确定 了表征裂缝不 规则 发展的分形维数 ；证明了钢筋无机聚合物 混凝 土梁侧表面裂缝的盒维数与荷载 、跨 中挠 度 、混凝土应变 、钢筋应变之 间存 在定量 关系。试验结果表 明 ：分形理论可 以用来 描述钢筋 无机聚合物混凝土梁侧表面裂缝的发展过程 ，分形 维数 与粱 的力学性能之间存在定量关系。 关键词 ： 钢筋无机聚合物混凝土梁 ；表面裂缝 ；分形 ；分形 维数 中图分类号： TU528．07 文献标 志码 ： A 文章编号 ： 1002—355o(2o12)o8—0047—04 Experimentalresearch011fractalcharacterizationofcracksininorganicpolymerreinforcedconcretebeam YAN Yah ，TANG Pei，FAN Xiao—chun ，LU Zhe．8n (a．SchoolofCi~lEngineeringandArchitecture； b．HubeiKeyLaboratoryofRoad，BridgeandStructuralEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan 430070，China) Abstract： Digitalpicturesofbeam crackscausedbydiferentlevelsofloadswereobtainedduringtheprocessofcross—sectionbendingtest ofinorganicpolymerreinforcedconcretebeam ；Itisrevealedthatthesurface—crackdistributionan ddevelopment ofinorganicpolym errein- forcedconcretebeam takesonfi'actalbehaviorbydigitalimageboxcountingmethod．FractaldimensionswhichCan characterizetheirregular developm entofcrackswerealso confirmed．It isconfirm edthatthereare quantitative relationsbetween crack box—counting andapplied load， cross-deflection，concretestrain，steelstrain．Testresultsindicateth atthe fractaltheory Can beemployed to describethesurface—crack evolving processofinorgan icpolymerreinforced concretebeam an d there isquan titativerelation betw een t~actaldimension andm echanicalproperties ofthebeam ． Keywords： inorgan icpolymerconcrete；surfacecrack；fractal；fractaldimension 0 引言 1 试验设 计 无机聚合物材料是近年来在建筑工程、环境工程领域受到 极大关注的一种新类型胶凝材料【l_2]。无机聚合物的原材料以工 业废渣为主，原料价格低廉 ，储量丰富且制备工艺简单 ，且无需 像水 泥生产那样经历高温烧制过程 ，能耗 低 ，污染少 ，因而是一 种具 有广泛发展前 景的新 型绿色节能建筑材料【3]。目前 ，国内外 的学者对无机聚合物混凝土做 了一系列的研究 ，并 取得 了一定 的成果 。研究 了无 机聚合 物混凝土 的原 材料和配合 比，基本力 学性 能等 】。 分形理论作为一种有效的非线性数学工具 ，为分析材料 中一类不规则几何现象提供了新的思想 、方法、解释。近年来 ， 分 形理 论被广 泛 的应 用在 混凝 土 的研 究 中 ，应用分 形理 论来 描 述混凝 土的一些宏 观力学性能并 与细观力 学联系起 来是 目 前的发展方向[61。通过钢筋无机聚合物混凝土梁的试验研究和 数 据分析 ，将分 形理论 和钢 筋无机 聚合 物混凝 土在 荷载 作用 下 的物理 性能 结合起 来 ，用 分形 维数量 化 的描述 梁侧表 面裂 缝 的出现 、发展过程 ；根 据试验数据 描述分形 维数与外 荷载作 用下钢筋无机聚合物混凝土梁截面应力和钢筋的应力之间的 关系。 收稿 日期 ：2012-02—16 1．1 试验 材料 (1)碱激发剂：氢氧化钠溶液和水玻璃。 (2)矿粉：武钢 $95矿粉，密度大于2．8g，cm]，活性指数 28d 大于 95％。 (3)粉煤灰 ：青 山电厂生产 的 Ⅱ级粉煤灰。 (4)粗 骨料 ：粒径 5～31．5nun连续 级配碎石 。 (5)细骨料 ：中粗砂 ，细度模数为 2．67。 1．2 配合 比设 计 基于普通混凝土的立方体抗压强度，制作具有相同立方体 抗压强度的无机聚合物混凝土 ，本试验所采用的无机聚合物混 凝土的配合比见表 1。

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