纤维协同效应下超高性能混凝土的弯曲性能

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2023年第12期北京时间：

作者：李福海，刘耕园，刘梦辉，杨宗驰，穆勃江，苏君豪，姜怡林

单位：西南交通大学 土木工程学院， 四川 成都 610031

摘要：为研究钢-聚丙烯粗纤维对超高性能混凝土（UHPC）的弯拉性能影响，采用四点弯曲试验，得到不同掺量（钢纤维与聚丙烯粗纤维掺入体积分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%）组合下的荷载-挠度曲线，从试件破坏形态、抗弯强度、弯曲韧性等方面进行阐述，并且利用单掺纤维拟合公式引出一个可行性较高的评价模型，并利用该模型对混杂纤维的协同效应进行分析，最后结合扫描电子显微镜（SEM）对混杂纤维UHPC微观结构进行观测。试验结果表明：钢-聚丙烯粗纤维的掺入显著提高了UHPC的抗弯强度，提高幅度为17.8%～101.2%；同时利用提出的模型发现混杂纤维的协同效应在总纤维掺入体积分数为1.5%~2.0%时呈现正协同效应，并在钢纤维与聚丙烯粗纤维掺入体积分数为1.0%时取得最好的正协同效应；另外，与不掺纤维的试件相比，钢纤维与聚丙烯粗纤维的加入分别使基体试件的初裂韧度提升了51.8%～98.2%与33.9%～48.2%，同时在钢纤维掺入体积分数为1.0%和聚丙烯粗纤维掺入体积分数为1.0%的搭配比例下，对UHPC弯曲韧性的改善效果最优，进一步验证了纤维协同效应评价模型；最后在微观层面揭示了纤维混杂产生的协同作用及混杂纤维增强增韧机理。

关键词：超高性能混凝土,混杂纤维,弯曲韧性,协同效应

基金资助：国家重点研发计划 （2021YFB2600900）；四川省科技厅项目（2021YJ0545，2021JDTD0012）；国家自然科学基金（U2034205）