[发明专利]针状硅灰石-聚丙烯混杂纤维混凝土本构关系曲线计算方法

说明书

本发明提供的针状硅灰石‑聚丙烯混杂纤维混凝土本构关系曲线计算方法，通过考虑针状硅灰石纤维和聚丙烯纤维混杂效应的前提下对混杂纤维混凝土单轴受压本构关系曲线的影响，经过计算可以准确的预测针状硅灰石‑聚丙烯混杂纤维混凝土单轴受压本构关系曲线。计算模型合理；预测结果准确；实用性强。

技术领域

本发明涉及纤维混凝土评估技术领域，具体涉及一种针状硅灰石-聚丙烯混杂纤维混凝土本构关系曲线计算方法。

背景技术

当今，混凝土是在工程结构中应用最广泛、用量最大的建筑材料。在性能上，混凝土抗压强度高、整体性好、耐火性强、持久性好等特点。混凝土与其它如钢材、木材等材料相比有价格低廉的明显优势，而且取材方便、生产工艺简单等。但是，混凝土的脆性大、易开裂、抗拉强度低等缺点极大的限制了在工程中的应用。

混凝土材料是一种多结构、多层次、多相的非均质结构复合材料。从理论上来说，如果只是掺入单一的纤维，或许能改善某一相、或者某一层次和某一结构上的性能，若要提高混凝土的综合性能，掺入的纤维也最好是多元的混杂；采用单一纤维增强混凝土材料，可以通过提高纤维的体积率和提高纤维与基材的粘结力等方法，但是一种纤维往往只能在某些方面发挥优点，不能完全达到理想的增强效果。

混杂纤维混凝土，基本原理是将两种或者两种以上的纤维增强材料交互组合，一并加入到混凝土的拌合物中，从而产生一种既能发挥不同纤维的优点，又能体现纤维之间的协同效应，同时又能改变若干力学性能的新型复合材料。单一纤维的增强混凝土已经在许多工程上取得了很大的成果。混杂纤维混凝土是在单纤维增强混凝土的基础上发展而来的，由于其同样具有较好的抗磨损和抗破裂能力，能抑制混凝土中裂缝的产生和发展，增强混凝土的防水和抗渗能力等优点，已经逐步在工程中得到应用，并带来了极大的经济效益。

混杂纤维可分为两类：一类是不同品质与不同几何形态的纤维混杂；另一类是同种品质几何形态不同的纤维混杂。混杂纤维又可分为二元混杂、三元混杂或者三元以上的多元混杂。下面是几种常见的纤维混杂形式：

1.不同性能纤维之间的混杂。高延性的纤维可明显改善混凝土的韧性和延性。高弹性模量的纤维可显著增大混凝土的最大荷载和初裂强度；若是将两种纤维按照一定的比例二元混杂可起到显著的增韧阻裂的作用。

2.不同尺度纤维之间的混杂。混凝土结构层次可以通过不同尺度的纤维改性。由于短纤维的细度较好从而在整个混凝土中具有更好的分散性，能对水泥基体的增强起到促进作用；粗长的纤维一般有高的弹性模量和硬度，若两种纤维之间可以互补，则能有效地减少由于混凝土干燥收缩而引起的变形。

然而，目前对于混杂纤维混凝土的研究，大多数是关于耐久性能、力学性能及高温性能的研究。而对于本构关系的研究，基本都是在单掺纤维混凝土的本构关系上开展起来的，而单掺纤维混凝土起步晚，成果少。近几年，关于混杂纤维混凝土的本构关系的研究才有所进展。

虽然国内外对纤维混凝土单轴受压本构关系进行了相关的研究，并且取得了部分研究成果。但这些研究一般只是设计了某一种的参数变化，如只考虑纤维的体积率、长径比，或者只考虑纤维体积率或者混凝土基体的强度等，很少考虑各因素之间的产生相互作用，或者不同类型纤维和体积率在不同基体强度混凝土中的适用性和效果，研究的广度和深度有待进一步加强。

发明内容

针对背景技术中的不足，本发明提供了一种考虑混杂效应的针状硅灰石-聚丙烯混杂纤维混凝土本构关系曲线计算方法，能够有效地、准确地、定量地预测针状硅灰石-聚丙烯混杂纤维混凝土本构关系曲线。

本发明的目的是这样实现的：一种针状硅灰石-聚丙烯混杂纤维混凝土本构关系曲线计算方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，根据混凝土配合比，确定纤维混凝土的针状硅灰石纤维体积率和聚丙烯纤维体积率；

步骤2，根据试验，确定针状硅灰石纤维体积率、聚丙烯纤维体积率和混杂纤维体积率在单轴受压过程的各阶段中对纤维混凝土的影响程度；