钢纤维混凝土轴拉应力-应变特性的试验讨论 在混凝土基体未开裂前,纤维与混凝土共同处于弹性状态,对材料的变形性能影响很小,但在基体开裂后处于裂纹面的纤维便发挥出其桥联阻裂性能,使材料具有较高的裂后强度、抗拉韧性等
传统的混凝土拉伸试验方法有 3 种:劈拉试验,轴拉试验和弯拉试验(抗折试验)
劈拉试验因其操作简便,数据稳定的特性,而成为工程人员最易接受的一种方法,但由于复杂的加载条件[2],破坏断面上材料处于复杂的应力状态(包括拉、压、剪等作用),不利于对其力学行为进行分析
弯拉试验虽然操作同样简单方便,但只适用于以抗折强度为依据的混凝土结构,同样无法用来测量钢纤维混凝土的应力~应变全曲线
轴拉试验作为最基本的试验方法,其核心是对棱柱体试件进行均匀的轴向拉伸,在整个加载过程中,由于试件断面应力应变分布相对均匀,所测得应力、应变值对应关系明确,故能够直接、准确地测量材料的本构行为
另一方面,由于试件破坏形式简单,破坏准则易于掌握,便于进行钢纤维混凝土机理分析
但该试验的缺点是对试验设备要求较高,操作复杂
对于钢纤维混凝土(SFRC)来说,目前还没有统一的轴拉试验标准可循,国外学者在这方面涉及较早[3~6],其采纳的加载方式主要有两种:一是采纳楔形夹具通过摩擦作用于试件两端加载;另一种是采纳环氧树脂粘结试件端面加载,其试验对象包括素混凝土以及低、中、高各种纤维体积含率的纤维增强砂浆或混凝土材料
进入 90 年代后期,国内有相关的文献报道[7~9]
其中,文献[7]采纳大头试件对高掺量(体积含率 6%~12%)的纤维砂浆进行了轴向拉伸全过程试验
而文献[8,9]则从另一个角度出发,设计出了环状试件加内水压加载的形式来模拟轴拉试验,并得到了材料的拉伸全曲线
但是,以此方法能否替代轴拉试验还需要进一步的论证
综合上述分析,对纤维混凝土增强机理进行讨论,要获得钢纤维混凝土的受拉全过程曲线