玄武岩纤维桥梁混凝土韧性特征及衰减规律

摘要：

为研究玄武岩纤维对桥梁混凝土的增韧阻裂效果,设计了弯曲韧性试验、断裂韧性试验,分析不同玄武岩纤维掺量(体积分数,0％、0.07％、0.08％、0.09％,下同)对桥梁混凝土抗裂性能的影响规律,从中选出最优纤维掺量.利用动态疲劳加载试验,研究普通混凝土和最优纤维掺量组在不同荷载应力水平下(0.5、0.7)弯曲韧性系数和断裂能的劣化衰减规律,并基于扫描电镜(SEM)试验,从微观角度剖析玄武岩纤维对桥梁混凝土的增韧阻裂机理.试验结果表明:玄武岩纤维能够增加混凝土的弯曲韧性,起到增韧阻裂作用,有利于避免在荷载作用下混凝土过早开裂,玄武岩纤维掺量为0.08％时,改善效果最明显,28 d弯曲韧性系数较普通混凝土提高了 235％;玄武岩纤维显著提升了桥梁混凝土的断裂能,当纤维掺量为0.08％时,提升效果最明显,较普通混凝土提高了247％;在不同荷载应力水平下,桥梁混凝土的弯曲韧性系数和断裂能都随着疲劳加载次数的增加而逐渐衰退,且初期降低幅度小,后期降低幅度较大.但掺入玄武岩纤维可以减缓桥梁混凝土衰减速率,提高其抵抗疲劳开裂的能力,进而延长桥梁混凝土疲劳寿命;纤维与水泥基体之间良好的黏结性能,使得玄武岩纤维在混凝土内部形成稳定的乱向三维网状结构,起到"二次微加筋"作用,并且通过玄武岩纤维与水泥基体的摩擦和纤维的拉拔作用,消耗了桥梁混凝土裂缝扩展所需要的能量,起到增韧阻裂的作用.

关键词：桥梁工程、玄武岩纤维、桥梁混凝土、韧性特征、微观结构、阻裂

所属期刊栏目：43

分类号：U416.216(道路工程)

资助基金：国家自然科学基金;陕西省交通运输厅科研项目

在线出版日期：2023-05-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：89-99