杜運(yùn)興 ,張忻穎 ,周芬 1,,張蒙蒙
(1.湖南大學(xué)綠色先進(jìn)土木工程材料及應(yīng)用技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南長(zhǎng)沙410082;2.湖南大學(xué) 土木工程學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙410082)
纖維編織網(wǎng)增強(qiáng)混凝土(TRC)作為一種新型復(fù)合材料,在建筑領(lǐng)域備受關(guān)注.TRC結(jié)合了高性能混凝土和纖維編織網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn),具有承載力高、延性好、自重輕、耐久性好的特點(diǎn)[1].同時(shí),TRC可根據(jù)建筑需要制作成各種形狀,具有較高的靈活性[2].可見,TRC作為受彎構(gòu)件相比于傳統(tǒng)混凝土材料更具潛力,而充分了解TRC的抗彎性能有利于其在工程中的廣泛應(yīng)用[3-5].
一些學(xué)者已對(duì)TRC板的抗彎性能進(jìn)行了一定的試驗(yàn)研究,表明短纖維有助于改善TRC受彎構(gòu)件的抗彎承載力和裂縫形態(tài),預(yù)應(yīng)力有助于延緩TRC受彎構(gòu)件開裂.Li等[6]的研究發(fā)現(xiàn),在基體中摻入短切聚乙烯醇(PVA)纖維改善了基體的抗裂能力,顯著提高了試件的韌性,增加了試件裂縫數(shù)目.王激揚(yáng)等[7]的研究發(fā)現(xiàn),鋼纖維提高了TRC板常溫下的抗彎承載力和剛度,而鋼纖維的長(zhǎng)徑比對(duì)TRC板抗彎性能沒有明顯影響.卜良桃等[8]研究發(fā)現(xiàn),鋼纖維可以顯著改善水泥基體的性能,使其具備高強(qiáng)度和良好的韌性及抗裂性能.Vilkner[9]的研究發(fā)現(xiàn),預(yù)應(yīng)力延緩了TRC板開裂,提高了板開裂后的抗彎剛度和板的承載力,但降低了板的延性.
玄武巖纖維作為一種綠色環(huán)保材料,在TRC領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[10-11].目前對(duì)TRC抗彎性能的研究多為纖維種類、短纖維摻量、預(yù)應(yīng)力水平、表面處理等單一影響因素.本文將玄武巖纖維編織網(wǎng)作為筋材、精細(xì)混凝土作為基體,采用三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),研究了編織網(wǎng)層數(shù)、編織網(wǎng)上預(yù)拉力水平和鋼纖維摻量對(duì)玄武巖纖維編織網(wǎng)混凝土(BTRC)板抗彎性能和裂縫形態(tài)的影響.
試驗(yàn)中采用的玄武巖纖維編織網(wǎng)表面經(jīng)苯丙乳液浸漬處理,如圖1(a)所示.試件的承載力主要由經(jīng)向纖維束提供,因此制備了寬40 mm、標(biāo)距為100 mm的編織網(wǎng)條帶(圖1(b))以測(cè)試其經(jīng)向纖維束的力學(xué)性能.在條帶兩端粘貼鋁片,通過夾具將其夾持在MTS C43.304萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上,以0.5 mm/min的加載速率進(jìn)行測(cè)試[12].表1為玄武巖纖維編織網(wǎng)的材料參數(shù),圖2給出了玄武巖纖維編織網(wǎng)條帶的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線.
圖1 玄武巖纖維編織網(wǎng)及鋼纖維Fig.1 Characteristics of basalt textile and steel fibers
表1 玄武巖纖維編織網(wǎng)條帶的材料參數(shù)Tab.1 Properties of basalt textile strip
圖2 編織網(wǎng)條帶的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.2 Tensile stress-strain curves of basalt textile strips
試驗(yàn)采用表面鍍銅的鋼纖維,其形態(tài)如圖1(c)所示,其力學(xué)及幾何參數(shù)見表2.
表2 鋼纖維的力學(xué)和幾何參數(shù)Tab.2 Mechanical properties and geometric characteristics of steel fibers
試驗(yàn)中的基體采用具有較好流動(dòng)性和自密實(shí)能力的精細(xì)混凝土.預(yù)應(yīng)力試件采用先張法制作,在基體中加入硅灰使其具有較高的早期強(qiáng)度以減小預(yù)拉力損失.混凝土基體的配合比見表3,材料性能見表4.
表3 混凝土基體的配合比Tab.3 Fine-grained concrete matrix composition kg·m-3
表4 混凝土基體的力學(xué)性能Tab.4 Mechanical properties of fine-grained concrete matrix
為了減少試件的離散性,本試驗(yàn)中采用的尺寸為 280 mm(長(zhǎng))×50 mm(寬)×12 mm(厚)的 BTRC試件是由尺寸為300 mm(長(zhǎng))×180 mm(寬)×12 mm(厚)的大板切割而得,每種工況制備了6個(gè)試件.BTRC試件內(nèi)的編織網(wǎng)沿試件厚度對(duì)稱布置,如圖3示,采用具有特定厚度的鋼條來控制試件保護(hù)層厚度和相鄰編織網(wǎng)間距.試件的具體制作步驟如下:將編織網(wǎng)拉直并固定于張拉裝置上,保證每層編織網(wǎng)的經(jīng)向纖維束對(duì)齊;通過張拉裝置對(duì)編織網(wǎng)施加預(yù)拉力,保持張拉狀態(tài)24 h后,根據(jù)預(yù)拉力損失情況將編織網(wǎng)的預(yù)拉力重新加至預(yù)設(shè)預(yù)拉力值;將配好的基體澆筑到模板中,進(jìn)行充分振搗后,抹平表面;對(duì)于預(yù)應(yīng)力試件,5 d后拆模,并將此時(shí)的預(yù)拉力值作為實(shí)際施加的預(yù)拉力值Fcon,對(duì)于非預(yù)應(yīng)力試件,2 d后拆模;拆模后,板放置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至28 d;將養(yǎng)護(hù)完成的大板切割成標(biāo)準(zhǔn)試件;最后,為便于觀察裂縫的開展,在試件受拉底面涂上白色涂料.
圖3 不同編織網(wǎng)層數(shù)的BTRC試件橫截面示意圖(單位:mm)Fig.3 Illustration of the cross section of the BTRC specimens with different textile layers(unit:mm)
三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)在MTS C43.304萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,加載示意圖如圖4所示.由位移控制加載,加載速率0.5 mm/min.荷載P由力傳感器測(cè)定,跨中撓度f(wàn)由引伸計(jì)測(cè)定.試驗(yàn)過程中觀測(cè)到的撓度和荷載受試件尺寸影響較大,因此通過彎曲應(yīng)力和跨中撓度對(duì)比不同工況試件的抗彎性能,繪制彎曲應(yīng)力-跨中撓度曲線(以下簡(jiǎn)稱彎曲應(yīng)力-撓度曲線).等效彎曲應(yīng)力的計(jì)算采用式(1).
式中:σ表示彎曲應(yīng)力;P表示荷載;L表示板跨;b表示試件的寬度;h表示試件的厚度.
圖4 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)示意圖(單位:mm)Fig.4 Diagram of three-point bending test(unit:mm)
本試驗(yàn)以編織網(wǎng)層數(shù)為變量,研究1~5層BTRC板的抗彎性能.其中,3層BTRC試件摻入0.8%、1.6%體積含量的鋼纖維,研究鋼纖維對(duì)BTRC板抗彎性能的影響;對(duì)3層BTRC試件編織網(wǎng)施加20.7%、32.9%的預(yù)拉力,對(duì)4層BTRC試件編織網(wǎng)施加14.6%、18.9%的預(yù)拉力,對(duì)5層BTRC試件編織網(wǎng)施加14.1%、17.6%的預(yù)拉力,研究編織網(wǎng)上預(yù)拉力水平對(duì)BTRC板抗彎性能的影響;還研究了鋼纖維對(duì)預(yù)應(yīng)力BTRC板抗彎性能的影響.
本文試件的編號(hào)規(guī)則如下:L代表編織網(wǎng)層數(shù),P代表預(yù)拉力水平,S代表鋼纖維的體積摻量.其中預(yù)拉力水平是由實(shí)際施加的預(yù)拉力值(Fcon)與編織網(wǎng)本身抗拉承載力(Ft)的比值來衡量,F(xiàn)t為單層編織網(wǎng)的抗拉承載力與編織網(wǎng)層數(shù)的乘積.
在拉伸荷載作用下,編織網(wǎng)條帶的應(yīng)力隨應(yīng)變線性增長(zhǎng),當(dāng)編織網(wǎng)條帶拉伸應(yīng)變到達(dá)極限應(yīng)變時(shí)發(fā)生脆性斷裂,如圖2所示.圖5匯總了不同工況BTRC試件的彎曲應(yīng)力-撓度曲線,可以看出曲線呈現(xiàn)典型的4個(gè)階段.
圖5 不同工況BTRC試件的彎曲應(yīng)力-跨中撓度曲線Fig.5 Flexural stress versus mid-span deflection curves of BTRC specimens from different cases
階段Ⅰ:彎曲應(yīng)力隨撓度的增長(zhǎng)線性增大,此階段BTRC試件未開裂,荷載由基體和編織網(wǎng)共同承擔(dān).當(dāng)試件受拉區(qū)出現(xiàn)第1條裂縫時(shí),試件抗彎剛度突降,階段Ⅰ結(jié)束.
階段Ⅱ:BTRC試件多縫開裂階段,此階段試件受拉區(qū)不斷出現(xiàn)新的裂縫,彎曲應(yīng)力-撓度曲線呈波浪狀.編織網(wǎng)層數(shù)和鋼纖維增加使BTRC試件此階段曲線變得平滑.
階段Ⅲ:應(yīng)力強(qiáng)化階段,此階段裂縫數(shù)目不再增加.此階段中BTRC試件受拉區(qū)的拉力主要由編織網(wǎng)承擔(dān),因此試件的彎曲應(yīng)力隨撓度增大趨于線性增長(zhǎng).此階段曲線的斜率較階段Ⅰ有所減小,但隨編織網(wǎng)層數(shù)的增加和編織網(wǎng)上預(yù)拉力水平的提高,曲線斜率減小的幅度下降.對(duì)于相同層數(shù)的BTRC試件,編織網(wǎng)上施加預(yù)拉力會(huì)縮短這個(gè)階段的長(zhǎng)度,而鋼纖維會(huì)增加這個(gè)階段的長(zhǎng)度.
階段Ⅳ:破壞階段,主裂縫處的底層編織網(wǎng)拉應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變而斷裂,試件破壞.
基于三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)得到了BTRC試件的抗彎性能參數(shù)包括:開裂應(yīng)力、開裂撓度、抗彎強(qiáng)度、極限撓度、彎曲韌性和裂縫數(shù)目,相應(yīng)的數(shù)據(jù)匯總于表5.
3.2.1 編織網(wǎng)層數(shù)對(duì)BTRC抗彎性能的影響
從圖5(a)可以發(fā)現(xiàn),試件L0P0S0達(dá)到開裂應(yīng)力隨即發(fā)生脆性破壞,因此試件的抗彎強(qiáng)度等于其開裂應(yīng)力.試件L1P0S0開裂后,并未呈現(xiàn)明顯的應(yīng)變硬化性能,說明1層編織網(wǎng)對(duì)基體沒有明顯的增強(qiáng)效果.2層以上的BTRC試件開裂后表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變硬化性能,且隨編織網(wǎng)層數(shù)的增加,由于試件中參與抵抗試件截面彎矩的編織網(wǎng)增多,試件的抗彎強(qiáng)度增大,試件L2P0S0、L3P0S0、L4P0S0和L5P0S0的抗彎強(qiáng)度與L0P0S0相比,分別提高了35.8%、124.9%、171.5%和216.9%.
BTRC試件開裂后的抗彎剛度較開裂前有所減小,但隨編織網(wǎng)層數(shù)的增加,抗彎剛度減小的程度降低.裂縫處的拉應(yīng)力由編織網(wǎng)承擔(dān),編織網(wǎng)層數(shù)的增加更好地控制試件同一應(yīng)力水平下的變形.同時(shí),編織網(wǎng)層數(shù)的增加更好地限制了裂縫的發(fā)展,因此編織網(wǎng)層數(shù)的增加可提高試件開裂后的剛度.
結(jié)合表 5 和圖 6,試件 L2P0S0、L3P0S0、L4P0S0、L5P0S0均表現(xiàn)出多縫開裂的特征.隨編織網(wǎng)層數(shù)增加,BTRC試件受拉區(qū)的裂縫由平直的形態(tài)轉(zhuǎn)化為彎彎曲曲的形態(tài),裂縫數(shù)目增多,裂縫間距減小,表現(xiàn)為細(xì)而密的特點(diǎn).
圖6 不同編織網(wǎng)層數(shù)BTRC試件的裂縫形態(tài)Fig.6 Crack patterns of BTRC specimens with different textile layers
韌性表征試件破壞過程中吸收能量的能力,是纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的一項(xiàng)重要指標(biāo).韌性的提高,有助于增進(jìn)復(fù)合材料的抗沖擊與抗疲勞等性能.采用BTRC試件荷載-撓度曲線下的面積計(jì)算彎曲韌性.編織網(wǎng)層數(shù)從1層增加到5層,試件韌性從0.124 N·m增大到2.778 N·m.產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因有2個(gè):其一,隨編織網(wǎng)層數(shù)的增加,試件開裂后編織網(wǎng)對(duì)試件承載力的貢獻(xiàn)會(huì)增大;其二,編織網(wǎng)層數(shù)增加使試件上裂縫數(shù)目增多,更多細(xì)密裂縫的形成需消耗更多的能量.
3.2.2 編織網(wǎng)上預(yù)拉力水平對(duì)BTRC抗彎性能的影響
為了便于對(duì)比編織網(wǎng)上預(yù)拉力對(duì)BTRC試件抗彎性能的影響,將數(shù)據(jù)歸一化處理并匯總于圖7.結(jié)合表5和圖7可以看出,對(duì)編織網(wǎng)施加預(yù)拉力可以提高BTRC試件的開裂應(yīng)力,且預(yù)拉力水平越高,試件的開裂應(yīng)力越大,對(duì)于3層編織網(wǎng)BTRC試件,試件L3P20.7S0和L3P32.9S0的開裂應(yīng)力較L3P0S0分別提高了22.0%和38.5%;對(duì)于4層編織網(wǎng)BTRC試件,試件L4P14.6S0和L4P18.9S0的開裂應(yīng)力較L4P0S0分別提高了30.9%和55.0%;對(duì)于5層編織網(wǎng)BTRC試件,試件L5P14.1S0和L5P17.6S0的開裂應(yīng)力較L5P0S0分別提高了27.6%、52.4%.編織網(wǎng)的預(yù)拉力釋放后,預(yù)拉力通過編織網(wǎng)的經(jīng)向纖維束與基體間的粘結(jié)傳遞到了基體橫截面上,從而使基體上有了預(yù)壓力.在荷載作用下,BTRC試件底部開裂所受拉力要先抵消基體的預(yù)壓力,然后繼續(xù)增加直至達(dá)到基體的開裂荷載.
結(jié)合表5和圖7可得,隨編織網(wǎng)上預(yù)拉力水平的提高,BTRC試件的極限撓度減小.預(yù)應(yīng)力BTRC試件的編織網(wǎng)在加載前已存在一定的初始拉應(yīng)變?chǔ)?,而編織網(wǎng)的最大拉應(yīng)變?yōu)橐粋€(gè)定值εfu,則在加載過程中底層編織網(wǎng)拉應(yīng)變的增量最大為(εfu-ε0),這就說明對(duì)編織網(wǎng)施加的預(yù)拉力水平越大,它在試件加載過程中的拉伸變形增量就越小,從而使試件變形 的 能 力 降 低.試 件 L3P32.9S0、L4P18.9S0和L5P17.6S0的極限撓度分別較試件L3P0S0、L4P0S0和L5P0S0下降了52.2%、54.4%和56.7%.對(duì)編織網(wǎng)施加預(yù)拉力造成BTRC試件受拉區(qū)裂縫減少,裂縫間距相應(yīng)增大,如圖8所示.由于對(duì)編織網(wǎng)施加預(yù)拉力大大減小了試件的極限撓度,但對(duì)試件的抗彎強(qiáng)度沒有明顯的影響,因此試件的韌性顯著下降,如圖7所示.
圖7 不同預(yù)拉力水平BTRC試件的歸一化抗彎性能參數(shù)Fig.7 Normalized flexural properties of BTRC with different prestress levels
此外,BTRC試件彎曲應(yīng)力-撓度曲線階段Ⅲ的斜率較階段Ⅰ有所減小,但隨編織網(wǎng)上預(yù)拉力水平提高,曲線斜率減小的幅度下降,說明對(duì)編織網(wǎng)施加預(yù)拉力提高了BTRC試件開裂后的剛度.預(yù)應(yīng)力BTRC試件底層編織網(wǎng)在加載過程中拉伸變形增量減小,則裂縫寬度受到限制,從而開裂截面的抗彎剛度增大;同時(shí),釋放編織網(wǎng)上的預(yù)拉力后,經(jīng)向纖維束由于泊松比效應(yīng)會(huì)沿軸向回縮沿徑向擴(kuò)大,因此經(jīng)向纖維束與基體間產(chǎn)生擠壓,編織網(wǎng)與基體間的摩擦力提高,進(jìn)而提高編織網(wǎng)與基體間的界面粘結(jié)力,使試件在荷載作用下整體性更好,從而開裂截面的抗彎剛度增大.
圖8 不同預(yù)拉力水平下BTRC試件的裂縫形態(tài)Fig.8 Crack patterns of BTRC specimens with different prestress levels
3.2.3 鋼纖維摻量對(duì)BTRC抗彎性能的影響
由表5可知,鋼纖維摻量的增加可以提高BTRC試件的開裂應(yīng)力和抗彎強(qiáng)度,且鋼纖維對(duì)抗彎強(qiáng)度的影響更顯著.對(duì)于非預(yù)應(yīng)力BTRC試件,L3P0S0.8和L3P0S1.6的開裂應(yīng)力和抗彎強(qiáng)度較L3P0S0分別提高了14.5%、26.6%和17.0%、31.0%;對(duì)于預(yù)應(yīng)力BTRC試件,L3P20.7S0.8和L3P20.7S1.6的開裂應(yīng)力和抗彎強(qiáng)度較L3P20.7S0分別提高了7.7%、17.2%和18.1%、40.3%.在基體中的鋼纖維改善了基體的抗裂能力,從而提高了試件的開裂應(yīng)力;跨接在宏觀裂縫處的鋼纖維發(fā)揮橋聯(lián)作用,將拉應(yīng)力傳遞給裂縫兩側(cè)的基體,裂縫擴(kuò)展需要額外克服鋼纖維與基體間的粘結(jié)力,同時(shí),插入網(wǎng)格孔中的鋼纖維發(fā)揮錨固作用,增強(qiáng)編織網(wǎng)與基體間的界面性能,從而提高了試件抗彎強(qiáng)度.然而,試件開裂前應(yīng)力水平較低,鋼纖維限制微觀裂縫擴(kuò)展成宏觀裂縫的過程中傳遞的拉應(yīng)力較??;開裂后,試件承受的荷載逐漸增大,宏觀裂縫處鋼纖維上的拉應(yīng)力也不斷增大直至錨固段脫粘拔出,因此鋼纖維對(duì)抗彎強(qiáng)度的貢獻(xiàn)比開裂應(yīng)力大.
為了便于對(duì)比鋼纖維對(duì)非預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力BTRC試件抗彎性能的影響,將數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理,并匯總于圖9.結(jié)合表5和圖9可以發(fā)現(xiàn),對(duì)編織網(wǎng)施加預(yù)拉力使鋼纖維對(duì)開裂應(yīng)力的提高程度降低,由于編織網(wǎng)上的預(yù)拉力是提高開裂應(yīng)力的主要因素,因此鋼纖維對(duì)開裂應(yīng)力的提升效果不明顯.此外,鋼纖維摻量對(duì)預(yù)應(yīng)力試件抗彎強(qiáng)度的影響比非預(yù)應(yīng)力試件顯著,一方面是因?yàn)榫幙椌W(wǎng)上預(yù)拉力使基體中產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力,能夠一定程度上消除鋼纖維與基體間的初始間隙,進(jìn)而增大了鋼纖維與基體間的界面摩擦力,更好地發(fā)揮了鋼纖維的作用;另一方面是因?yàn)殇摾w維增強(qiáng)的基體更好地約束經(jīng)向纖維束放張后的徑向擴(kuò)大,進(jìn)一步提高了編織網(wǎng)與基體間的界面性能.
圖9 不同鋼纖維摻量下BTRC試件的歸一化抗彎性能參數(shù)Fig.9 Normalized flexural properties of BTRC with different volume contents of steel fibers
隨著鋼纖維摻量的增加,試件底部的裂縫形態(tài)變得更曲折且不貫通,如圖10所示,這是由于鋼纖維在基體中隨機(jī)亂向分布阻礙了微觀及宏觀裂縫的擴(kuò)展,促使裂縫發(fā)展方向發(fā)生改變.由表5和圖9可發(fā)現(xiàn),隨著鋼纖維摻量的增加,試件的極限撓度增大,試件L3P0S0.8和L3P0S1.6的極限撓度與L3P0S0相比,分別提高了10.8%、25.6%;L3P20.7S0.8和L3P20.7S1.6的極限撓度比L3P20.7S0分別提高了18.4%、29.2%.而試件裂縫總寬度等于開裂區(qū)段內(nèi)編織網(wǎng)的伸長(zhǎng)量減去基體的伸長(zhǎng)量,因此極限撓度增大使受拉底部裂縫的總寬度增大.同時(shí),基體中的鋼纖維阻礙裂縫向受壓區(qū)發(fā)展,裂縫處的鋼纖維發(fā)揮橋聯(lián)作用限制了裂縫寬度的增大,從而使裂縫數(shù)目增加,裂縫間距減小,表現(xiàn)為細(xì)密的裂縫形態(tài).
圖10 不同鋼纖維摻量下BTRC試件的裂縫形態(tài)Fig.10 Crack patterns of BTRC specimens with different volume contents of steel fibers
此外,鋼纖維提高了BTRC試件的韌性,試件L3P0S0.8和L3P0S1.6較L3P0S0分別提高了31.8%和 64.8%;L3P20.7S0.8和 L3P20.7S1.6較 L3P20.7S0分別提高了46.1%和92.5%.由于鋼纖維的抗拉強(qiáng)度較高,在荷載作用下跨接在裂縫處的鋼纖維不會(huì)被拉斷,而是隨著裂縫寬度的增大被緩慢拔出,此過程需消耗一部分的能量;摻入鋼纖維使試件裂縫形態(tài)更細(xì)密,更多裂縫的形成需要消耗更多的能量;裂縫從受拉區(qū)向受壓區(qū)擴(kuò)展過程中由一支分叉成多支,使開裂表面積增加,消耗更多的能量.
本文通過三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),研究了不同的編織網(wǎng)層數(shù)、預(yù)拉力水平以及鋼纖維摻量對(duì)BTRC板抗彎性能的影響,得到以下結(jié)論:
1)當(dāng)編織網(wǎng)層數(shù)為2層以上時(shí),BTRC試件表現(xiàn)出多縫開裂的特征.隨著編織網(wǎng)層數(shù)的增加,BTRC試件的抗彎強(qiáng)度、韌性顯著提高,且開裂后抗彎剛度相對(duì)開裂前減小的程度降低,其中5層BTRC試件抗彎強(qiáng)度較素混凝土板提高了216.9%.
2)對(duì)編織網(wǎng)施加預(yù)拉力,提高了BTRC試件的開裂應(yīng)力和開裂后的抗彎剛度,對(duì)4層和5層BTRC試件中編織網(wǎng)分別施加18.9%和17.6%的預(yù)拉力水平使試件的開裂應(yīng)力提高了55.0%和52.4%%.但提高編織網(wǎng)的預(yù)拉力水平對(duì)試件的抗彎強(qiáng)度沒有明顯影響,且嚴(yán)重降低BTRC試件的極限撓度和韌性,因此需要合理控制預(yù)拉力的大小.
3)鋼纖維可以提高BTRC試件的開裂應(yīng)力和抗彎強(qiáng)度;對(duì)編織網(wǎng)施加預(yù)拉力使鋼纖維對(duì)開裂應(yīng)力提高程度降低;對(duì)比非預(yù)應(yīng)力試件,鋼纖維摻量對(duì)預(yù)應(yīng)力試件抗彎強(qiáng)度的影響更顯著.同時(shí),鋼纖維改善了試件的裂縫形態(tài),使裂縫分布更細(xì)密均勻.因此,對(duì)編織網(wǎng)施加合適大小的預(yù)拉力的同時(shí),摻入鋼纖維可以使BTRC板獲得更好的抗彎性能,對(duì)3層BTRC板中編織網(wǎng)施加20.7%的預(yù)拉力,同時(shí)摻入1.6%摻量的鋼纖維,可以使試件的開裂應(yīng)力和抗彎強(qiáng)度提高43.0%和43.3%.
湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2020年5期