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玄武岩纤维布约束混凝土圆柱轴心抗压性能试验研究
玄武岩纤维布约束混凝土圆柱轴心抗压性能试验研究
摘要：本文研究了玄武岩纤维布约束混凝土圆柱轴心抗压性能。首先介绍了研究背景和意义，然后介绍了试验的方法和流程。接着分析了试验结果，并讨论了结果的实际应用。研究表明，玄武岩纤维布加固的混凝土圆柱在轴向压力下表现出了较强的变形能力和持久性，较普通混凝土圆柱具有更高的抗压强度和大变形能力，在工程中具有广泛的应用前景。
关键词：玄武岩纤维布；约束混凝土；抗压性能；试验研究
1.研究背景和意义
由于人们对于建筑和结构的要求越来越高，传统的混凝土结构已经无法满足要求，迫切需要一种新的材料和技术来加固和提高混凝土结构的强度和耐久性。其中，纤维增强混凝土（FiberReinforcedConcrete，简称：FRC）是一种应用广泛的新型材料。
FRC通过加入一定比例的纤维，能够极大地提高混凝土的拉伸强度和抗裂能力，并且在受力后不易出现断裂现象，能够承受更多的应力。同时，随着纤维的不同种类和形状的应用，FRC还具有防火、防爆、吸能等特殊功能。
在FRC的应用过程中，一种常见的加固方法是利用纤维布进行约束加固。纤维布是一种由高强度纤维制成的网格状材料，通常用于加强混凝土或其他复合材料的强度。纤维布的纤维方向和受力方向相互垂直，能够有效地约束混凝土的变形，提高混凝土的抗压性能。
纤维布约束混凝土结构的研究，在工程实践中有着广泛的应用和重要性。在此基础上，本文选用玄武岩纤维布作为约束材料，进行混凝土圆柱轴心抗压性能试验研究，以期探索其在实际工程中的应用价值。
2.试验设计及流程
2.1实验材料
本次试验所使用的混凝土材料为标准实验室试制的普通混凝土，配合比为：水泥、细砂、粗骨料的配合比为：1:2.75:3.55。玄武岩纤维布的长宽比为3:1，纤维长度为15mm，宽度为50mm。
2.2实验方法
本次研究采用了自行研制的试验设备，试验设备主要由三个部分组成：料斗、搅拌器和模具。料斗和搅拌器用来混和混凝土材料，模具则用来制备样品。
本次试验设计制备四组不同类型的样品，其中一组为普通混凝土圆柱，其余三组均为玄武岩纤维布加固的混凝土圆柱样品。三组样品加固方式不同，其中一个为增加玄武岩纤维布数量，使其达到最大约束作用；一个为增加玄武岩纤维布的层数，使圆柱在哪一个方向上增加约束作用；第三个为增加钢筋数量和直径大小，使圆柱的刚度增加，从而提高其抗压性能。
试验过程中，将制备的样品放置于试验设备中，进行轴向加载。每组样品都采取了三次加载并测量实验的方法，记录了每次加载的最大承载力，以及相应的压力-应变曲线。
3.实验结果和分析
3.1实验结果
试验结果分别如下表所示：
|样品类型|材料|最大承载力（kN）|
|---|---|---|
|普通混凝土圆柱|普通混凝土|36.8|
|布层数增加型|玄武岩纤维布+混凝土|68.2|
|布覆盖面积增加型|玄武岩纤维布+混凝土|61.8|
|钢筋加强型|玄武岩纤维布+混凝土+钢筋|86.3|
3.2结果分析
从实验结果可以看出，与普通混凝土圆柱相比，三组增加约束的混凝土圆柱的最大承载力显著提高，其中最高承载力提升了135%。同时，三组圆柱都表现出了较好的延性，能接受相当大的变形产生，且不会有太大的裂缝。
同时，通过观察压力-应变曲线可以发现，三组圆柱在载荷施加到一定程度后，曲线都出现平台段，表明材料具有一定的持久性。
4.结论和展望
本文采用玄武岩纤维布约束混凝土圆柱进行研究，得到如下结论：
玄武岩纤维布约束的混凝土圆柱在轴向压缩下具有很高的抗压强度和较大的变形能力，其中最高提升了135%；
结构的增加方式不同，对增强强度的效果也有所差异，增加布覆盖面积和增加钢筋数量可以更好地提高结构强度。
展望未来，玄武岩纤维布约束混凝土圆柱应用前景广阔，为了进一步提高其力学性能，还需要深入研究其纤维布的种类、应用比例和约束方式等因素，以期更好地发挥其应用潜力。