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玄武岩纤维受剪破坏梁承载能力改善作用研究
隗志远
(中铁四局集团第七工程分公司,合肥 230022)
[摘 要 ] 玄武岩纤维材料作为重要的外掺料,在提升混凝土性能方面起到一定的作用。通过室内模型
试验的方法,对不同玄武岩纤维含量的混凝土梁的受剪破坏过程及抗剪承载力开展研究。试验结果表明,
玄武岩纤维对于提升受剪混凝土梁的开裂荷载有明显的作用,玄武岩纤维掺量在1 kg/m³左右时,对混凝土
受剪梁的承载能力提升效果不显著;而掺量在2 kg/m 3左右时,能有效提高混凝土受剪梁的承载能力。除此
之外,玄武岩纤维也能有效提升受剪破坏梁整体的韧性,使其具有较好的抗冲击破坏能力。
[关键词 ] 玄武岩纤维 ;模型试验 ;受剪破坏 ;裂缝开展
[中图分类号] TU 758.11 [文献标志码] A [文章编号] 1001 -523X (2022 )09-01-05
RESEARCH ON IMPROVEMENT OF BEARING CAPACITY OF
BASALT FIBER BEAMS UNDER SHEAR FAILURE
Kui Zhi-yuan
[ Abstract ] Basalt fiber material, as an important admixture, plays a certain role in improving the
performance of concrete.In this paper, the metod of idoor model test is used to study the shear failure process and shear
capacity of concrete beams with different basalt fiber content.The results showed that basalt fiber has a
significant effect on increasing the cracking load of sheared concrete beams. When the content of basalt fiber is about
1 kg/m³, the effect of improving the bearing capacity of concrete shear beams is not significant. However, when the
content of basalt fiber is about 2 kg/m³, it can effectively improve the bearing capacity of concrete shear beams. In
addition, basalt fiber can also effectivly improve the overall toughness of the shear-damaged beam, so that it has better
resistance to impact damage.
[Keywords ] basalt fiber; model test; shear failure; crack development
玄武岩纤维是由天然玄武岩矿石经过 1 400 ℃ ~
1 500 ℃的高温熔融后,通过漏板快速拉制而成的一
种绿色新型环保纤维,表面呈金褐色。玄武岩纤维作
为纯天然的高性能无机纤维,具有取材天然、性价比
高、力学性能优越、抗拉强度高、弹性模量高、化学
稳定性好、耐酸碱、耐腐蚀、阻燃绝缘等优点,且与
水泥有很好的相容性,握裹能力强,可与混凝土复合
形成多种高性能复合材料,是现有建筑用纤维较好的
替代品之一,目前已成为一大研究热点。
建筑用纤维主要作用是提升混凝土的抗裂强度以
及韧性,但目前现有的关于玄武岩纤维混凝土复合结
构的研究还存在以下问题:(1)现有关于玄武岩纤
维混凝土的研究大多主要针对材料本身,通过研究混
凝土试块,测试其强度和耐久性指标等,所得结论较
片面,与实际工程中具体结构的破坏机理存在一定的
差异。( 2)钢筋混凝土梁常见的破坏形式为受剪破
坏,发生该类型的破坏通常是箍筋配置不足,或受到
地震等动荷载因素的影响,因此梁的抗剪能力的提升
对于整体结构的安全性至关重要。研究玄武岩纤维对
受剪破坏梁的承载力影响,结合具体试验构件,从抗
剪指标分析玄武岩纤维抗裂破坏的情况及玄武岩纤维
对混凝土梁抗剪性能的影响。
1 试验设计
1.1 试验构件设计
简支梁是最常见且最具代表性的梁的形式,然
而,钢筋混凝土梁的破坏形式同样最具有代表性,因
此,在满足设计规范的情况下,本次试验选择钢筋混
凝土简支梁构件作为研究试件。简支梁
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