凯泰(CTA)改性聚丙烯纤维混凝土——单轴拉伸力学

清华大学水利水电工程
(三峡工程研究项目J02)

概述：通过对凯泰（CTA）改性聚丙烯纤维混凝土的单轴拉伸试验测得纤维混凝土应力—应变全曲线及其主要力学特征值，如：抗拉强度、极限应变、断裂能等性能的测试分析可以充分了解掺加凯泰（CTA）改性聚丙烯纤维对混凝土抗裂性能的改善。试验发现：当纤维掺量为0.9kg/m3时，纤维混凝土的抗拉强度比基准混凝土提高约10％，拉伸极限应变提高26％，断裂能提高53％；临界断裂时的最大裂缝宽度增加38％。纤维混凝土特征长度增加26%。试验证明： 凯泰（CTA）改性聚丙烯纤维具有良好的阻裂性能，纤维的掺加增强了硬化混凝土的抗裂性能，使纤维混凝土的脆性降低，韧性增加。

      纤维混凝土的抗拉强度、极限拉应变、断裂能值是极其重要的力学指标。对于纤维混凝土的抗裂设计、验算和温度应力的仿真计算都是不可缺少的重要力学指标。

      目前关于基准混凝土及钢纤维混凝土试件的直接拉伸试验已有报道，但合成纤维混凝土试件的直接拉伸试验甚少。这是由于直接拉伸对试验机的要求高，试件对中难度较大，加载控制精度要求高等原因造成的。因此，以往用劈裂强度代替轴心拉伸强度，但劈拉试验不能真实反映合成纤维对混凝土抗裂性的贡献，不能精确测定极限拉伸应变、拉伸断裂能等。直接拉伸试验能较准确地反映合成纤维混凝土的拉伸力学性能。对于重要的工程尽可能通过直接拉伸实验测定纤维混凝土的抗拉力学性能指标。

      直接拉伸应力－变形全曲线可以清楚反映纤维混凝土在拉伸过程中有裂缝产生后结构的承载力变化规律，以及纤维对混凝土裂缝扩展的抑制作用。