聚丙烯纤维轻骨料混凝土力学性能及破坏机理研究

摘要

轻骨料混凝土因轻质、保温、抗震性能好等特点得到广泛应用,但其高脆性导致力学性能较差。研究不同类型聚丙烯纤维对轻骨料混凝土力学性能的影响,将长度为6mm、12mm、19mm的聚丙烯纤维分别以体积掺量0.1%、0.2%、0.3%加入到轻骨料混凝土中,测量其抗压强度和劈裂抗拉强度,研究纤维在混凝土内作用机理及轻骨料混凝土破坏机理。研究结果表明:掺入聚丙烯纤维长度12mm体积掺量0.1%时轻骨料混凝土抗压强度最高,较基准混凝土提高14.74%;当掺入纤维长度6mm体积掺量0.1%时劈裂抗拉强度最高,较基准混凝土提高7.78%,聚丙烯纤维对轻骨料混凝土劈裂抗拉强度影响不大。通过扫描电子显微镜(SEM)观察混凝土微观结构发现,受荷载破坏后聚丙烯纤维存在拔出或拉断两种破坏形式。应用数字图像相关方法(DIC)分析试件表面应变场的变化,应变集中于骨料-水泥基体界面区,裂缝扩展穿过骨料以及骨料-水泥基体界面区导致混凝土破坏。