[发明专利]一种测定聚丙烯纤维分布对强韧性混凝土拉伸性能影响的方法

说明书

本发明公开了一种测定聚丙烯纤维分布对强韧性混凝土拉伸性能影响的方法，将水泥、粉煤灰倒入搅拌机中搅拌混合，再加入水和减水剂，搅拌混合；取多份混合物，分别加入不同含量的聚丙烯纤维，并搅拌；分别测量混合物的坍落度；将混合物倒入制作拉伸试件的模具中；出模后在标准养护室中养护；试件端部用环氧树脂粘贴钢片。使用此装置进行试验，可获得纤维分布与混凝土初次开裂强度、极限拉伸强度、极限拉伸应变的关系，为更加合理地设计纤维分布，获得适用于实际结构的纤维增强混凝土提供依据。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及测定聚丙烯纤维分布对强韧性混凝土拉伸性能影响的方法。

背景技术

目前，国内外对纤维加强混凝土广泛进行了大量研究，因其不仅具有高流动性和抗离析性，纤维的掺入还能提高混凝土抗拉强度、韧性和延性。其中高韧性聚丙烯混凝土由于原材料丰富、价格便宜，更是有很大研究价值。聚丙烯纤维还特别适合在恶劣环境下代替钢纤维，因为在某些恶劣的环境下，钢纤维容易受到锈蚀，而聚丙烯纤维则是新型的合成纤维，化学性质稳定并且能有效地抵抗温度应力。

要了解纤维分布对于混凝土拉伸性能的影响以对纤维分布进行合理化设计，一方面要对纤维增强混凝土试件进行拉伸试验，另一方面要观测试件中纤维桥连能力最弱的面即断裂面的纤维分布。

在现存的研究聚丙烯纤维增强混凝土的拉伸性能的试验有三种类型：弯拉试验、劈拉试验和直接拉伸试验，其中只有直接拉伸试验能反应真实抗拉强度，且能得到轴拉作用下试件的全拉伸过程曲线。对试件施加直接拉力的方法包括外夹式、内埋式和粘贴式。其中，外夹式通过摩擦提供拉力，夹持处存在两种方向的应力，混凝土容易在夹持处断裂；内埋式不易实现预埋件的精确对中，且试件内部传力复杂；粘贴式两端应力传递较好。减少应力集中造成的端部效应。本申请提出一种直接拉伸的加载方法，将粘贴式加载方法和扩大头试件结合，经试验发现可减小试件应力集中，得到更加准确的拉伸应力应变关系曲线。

传统采用光学显微镜来捕捉断裂面钢纤维分布图像，但这种装置捕捉的图像难以区分聚丙烯纤维及周围基质，观测精度不高。因此有必要提出一种新的观测方法来观测聚丙烯在试件断裂面基质中的分布，并采用图像处理软件自动统计纤维数量与分布，解放人力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的聚丙烯增强混凝土拉伸试验中拉伸应力应变关系曲线与实际情况偏差加大、断裂面聚丙烯纤维难以观测的问题，提出一种测定聚丙烯纤维分布对强韧性混凝土拉伸性能影响的方法，可以更加精确地得到高韧性聚丙烯纤维分布对聚丙烯纤维增强混凝土受拉性能的影响。

本发明采用的技术方案为：

一种测定聚丙烯纤维分布对强韧性混凝土拉伸性能影响的方法，包括：

第一步，将水泥、粉煤灰倒入搅拌机中搅拌混合，再加入水和减水剂，搅拌混合；

第二步，取多份第一步得到的混合物，分别加入不同含量的聚丙烯纤维，并搅拌；

第三步，分别测量第二步得到混合物的坍落度；

第四步，将第三步得到的混合物倒入制作拉伸试件的模具中；出模后在标准养护室中养护；

第五步，试件端部用环氧树脂粘贴钢片；

第六步，拉伸试件。

具体地，第一步中先将水泥、粉煤灰倒入搅拌机中混合搅拌2分钟，再加入水和高效减水剂，先低速搅拌1分钟，再高速搅拌2分钟。

具体地，第二步中取五份第一步得到的混合物，分别加入含量分别为0，2，4，6，8kg/m³的聚丙烯纤维，搅拌1分钟，共得到5组试样。