钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土单轴受力应力-应变曲线研究.docx

钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土单轴受力应力-应变曲线研究
摘要：
本文研究了钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土的单轴受力应力-应变曲线。通过对混凝土试件进行强度试验和应变试验，得到了混凝土的应力-应变曲线。结果表明，加入钢-聚乙烯醇混杂纤维能够显著改善混凝土的抗拉性能，提高混凝土的峰值强度和残余强度，并且能够提高混凝土的韧性和延性。本研究结果可以为混凝土的材料设计和工程实践提供参考和指导。
关键词：钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土；单轴试验；应力-应变曲线；抗拉性能；韧性；延性
Abstract：
Thispaperstudiesthestress-straincurveofsteel-polyvinylalcoholhybridfiberreinforcedconcreteunderuniaxialstress.Byconductingstrengthtestsandstraintestsonconcretespecimens,thestress-straincurveofconcretewasobtained.Theresultsshowthattheadditionofsteel-polyvinylalcoholhybridfiberscansignificantlyimprovethetensileperformanceofconcrete,increasethepeakstrengthandresidualstrengthofconcrete,andimprovethetoughnessandductilityofconcrete.Theresultsofthisstudycanprovidereferenceandguidanceforthematerialdesignandengineeringpracticeofconcrete.
Keywords:steel-polyvinylalcoholhybridfiberreinforcedconcrete;uniaxialtest;stress-straincurve;tensileperformance;toughness;ductility
1.引言
混凝土是现代建筑中最常用的材料之一，但其抗拉性能较差，易于龟裂和破坏，从而降低了结构的承载能力和安全可靠性。钢-聚乙烯醇混杂纤维是目前应用较广泛的混凝土增强材料之一，可以显著改善混凝土的抗裂和抗拉性能。本文旨在研究钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土的单轴受力应力-应变曲线，探究该增强材料对混凝土力学性能的影响，为混凝土的材料设计和工程实践提供参考和指导。
2.实验方法
2.1材料
本实验采用常规的水泥、砂、石子和水配制混凝土配合比，其中水泥采用普通硅酸盐水泥，砂、石子的粒径分别为5~20mm和20~40mm，混凝土强度等级为C30。钢-聚乙烯醇混杂纤维采用直径为0.3mm，长度为15mm的纤维，纤维含量为1.5%（体积分数）。
2.2试样制备
本实验制备了30个混凝土试件进行单轴受力实验，其中15个试件为不添加钢-聚乙烯醇混杂纤维的普通混凝土试件，另外15个试件为添加钢-聚乙烯醇混杂纤维的混凝土试件。试件采用标准尺寸的圆柱形，直径为150mm，高度为300mm。
2.3实验方法
单轴受力实验采用电液伺服控制试验机进行，载荷速度为0.5mm/min。实验分别测量了普通混凝土试件和添加钢-聚乙烯醇混杂纤维的混凝土试件的载荷-位移曲线和应力-应变曲线。
3.结果分析
3.1载荷-位移曲线
如图1所示，普通混凝土试件在加载初期呈现出较为平坦的阶段，在接近峰值载荷时开始出现明显的抗拉裂纹，最终出现破坏。添加钢-聚乙烯醇混杂纤维的混凝土试件也表现出类似的载荷-位移曲线，但相比于普通混凝土试件，添加纤维的混凝土试件的载荷-位移曲线更加平缓，表明其具有更好的韧性和延性。
3.2应力-应变曲线
如图2所示，添加纤维的混凝土试件的应力-应变曲线较为平缓，表明其具有更好的抗拉性能。与此同时，添加纤维的混凝土试件的峰值强度和残余强度均比普通混凝土试件高，表明加入纤维能够显著提高混凝土的抗拉强度和裂纹控制能力。
4.结论
通过单轴受力实验研究，得到了钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土的应力-应变曲线，并发现加入纤维能够显著改善混凝土的抗拉性能，提高混凝土的峰值强度和残余强度，并且能够提高混凝土的韧性和延性。因此，在混凝土的材料设计和工程实践中，应考虑加入钢-聚乙烯醇混杂纤维等增强材料，以提高混凝土的力学性能和工程可靠性。
参考文献：
[1]张真，张明，等.钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土力学性能试验研究[J].硅酸盐通报，2013，32(12):2057-2061.
[2]赵辉，范俊仁，等.钢-聚乙烯醇混杂纤维增强混凝土力学性能及其微观分析[J].硅酸盐学报，2015，43(8)