２０１８年第１期（总第３３９期） Ｎｕｍｂｅｒ １ ｉｎ ２０】８（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．３３９） 混 凝 Ｃｏｎｃｒｅｔｅ 土 原材料及辅助物料 ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＡＮＤ ＡＤＭＩＮＩＣＬＥ 橡胶粉掺入量对混凝土基本性能的影响研究 周伏良’，赵俊逸’，杨果林 ，谭鹏 （１．中建五局土木工程有限公司，湖南长沙４１００７５；２冲南大学土木工程学院，湖南长沙４１００７５） 摘要：通过掺入不同含量的橡胶粉，对水泥混凝土的物理性能、力学性能和耐水性能进行相关试验研究，获得橡胶粉掺量对 表观密度、抗压强度、抗折强度、折压比、应力应变关系和耐水性等性能的影响规律。研究结果表明：橡胶粉的掺入降低了混凝土 的力学性能，但折压比有所增加。弹性模量降低，混凝土对能量的吸收能力增强，变形性能提高，且耐水性良好。符合中低弹模、高 变形性和高韧性性能的要求，为橡胶粉水泥在膨胀土基床防水层中的应用提供依据。 关键词：橡胶粉；物理性能；力学性能；应力；应变；弹性模量 中图分类号：ＴＵ５２８．０４１ 文献标志码： Ａ 文章编号： １００２—３５５０（２０１８）０１－００７２—０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ＺＨＯＵＦｕｌｉａｎｇ ，ＺＨＡＯ ，ＹＡＮＧＧｕｏｌｉｎ ，ＴＡＮＰｅｎｇ （１．ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＣｈｉｎａＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＦｉｆｔｈＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢｕｒｅａｕ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７５，Ｃｈｉｎａ ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ ＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｄｄｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ，ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ，ｆｏｕｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｒ ｆｂｕｌｋ ｄｅｔｕ；ｉｔｙ，ｃｕｂｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｆｌｅｘｕｒａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｒａｔｉ０ ｏｆｂｅｎｄｉｎｇ－ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ ｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｕｂｂｅｒ ｒｐｏｗｄｅｒ ｒｅｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｎｄ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓ，ｂｕｔ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｂｅｎｄｉｎｇ—ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ａｂｓｏｒｂ ｅｎｅｒｇｙ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｌｏｗ—ｍｉｄ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓ，ｈｉｇｈ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｔｅｎａｃｉｔｙ， ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｒ ｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆｒｕｂｂｅｒ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｎ ｂｅｄ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｌａｙｅｒ， Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒ；ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｓｔｒｅｓｓ；ｓｔｒａｉｎ；ｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓ 益增多的废旧轮胎，具有重要的资源利用与环保意义，而且 能够改善水泥混凝土的性能，变废为宝、减少黑色污染。 随着我国经济的快速发展，我国的汽车拥有量也在逐 虽然工程建设中有关路基基床防水的研究已经开展 年地增加，相应的我国轮胎的产量和废旧轮胎的数量也逐 年增多。资料显示，２０１５年国内轮胎总产量５．６５亿条，连续 十年世界产量第一，产生的废旧轮胎为３＿３亿条．约１ ２００万ｔ。 若从再生资源利用的角度来看，将废旧轮胎用于生产建筑 材料，这将为废旧轮胎的处理提供新的出路。将废旧橡胶轮 了多年，但是关于特殊土地区路基基床防水的有效方法还 鲜见报道。本研究的目的是研究橡胶粉掺量对混凝土物理 性能和力学性能的影响。 １试验情况 １．１试验原材料及其性能 根据工程建设中膨胀土（岩）等特殊土基床对防水材 胎破碎后掺入到混凝土中，不但能增加混凝土的韧性，改善 其抗冲击性和抗震性能，同时又能解决大量废旧橡胶的回 收利用问题 ］。 料要求的中低弹模、高变形性和高韧性性能，并结合当地 实际情况，课题组以砂和土作为骨架系统，探究橡胶粉掺 量对混凝土性能的影响。 工程建设中所处地质土壤多为膨胀土等特殊土工程， 如膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水 承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定，其上部 的构筑物常会由于基础出现不均匀的横向或水平的胀缩 变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，危害性极大。普通的 混凝土防水层脆性较大，易开裂，且抗冲击和抗疲劳荷载 水泥：Ｐ·Ｏ ４２．５级水泥，２８ ｄ抗压强度４８．０ ＭＰａ，表观 密度３．１０ ｇ／ｃｍ ，烧失量为２．３％，水泥和粉煤灰的化学成 分如表１所示。 砂：湖南湘江河砂，中砂，细度模数２．５，ＩＩ区级配合 格，堆积密度１ ５９５ ｋｇ／ｍ。，表观密度２ ６５０ ｋｇ／ｍ 。 作用差，将橡胶粉掺入水泥混凝土中不仅能有效地处理Ｅｔ 收稿日期：２０１７．０２＿２２ 基金项目：国家自然科学基金项目（５１２７８４９９，５１４７８４８４） ·７２· 表１水泥的氧化物组成 ％ 、 减水剂：萘系高效减水剂，外观为棕黄色粉末，样品检 想 验执行《混凝土Ｊ，Ｉ－：ＤＨＮ标准》的检测标准。 橡胶粉：粒径为５～８目。 土颗粒：云桂铁路膨胀土（岩）地区的中弱膨胀土，并 磨细至粒径≤１．５ ｃｍ。 水：自来水。 １．２试验简介 设置５组不同掺量橡胶粉进行对比试验，掺量分别为 ０、３０、５０、８０、１００ ｋｇ／ｍ３，重点对比不同组分条件下试件的性 能变化。考虑试验采用１００ ｍｍｘ１００ ｍｍｘ３００ ｍｍ、４０ ａｒｍ￣ ４０ ｎｌｌＴＩＸ１６０ ｍｍ、１５０ ｍｍｘ１５０ ｍｍｘｌ５０ ｍｍ尺寸试件测试 橡胶粉掺量对密度、抗压强度、抗折强度、折压比、应力应 变曲线等性能的影响。 试件的制备是采用强制式混凝土搅拌机拌合物，在振 动台上振动密实成型。２４ ｈ后拆模，立即将试件放人养护室 养护。养护为（２０±２）℃，相对湿度为９５％以上，室内温度 湿度均匀。试件放在试件放置架上，加湿方式为雾化加湿。 ２试验结果及分析 ２．１表观密度 Ｖｉｓｔａｓｐ Ｍ．Ｋａｒｂｈａｒｉ等通过试验研究了橡胶掺量对表观 密度的影响，结果显示：随着橡胶粉掺量的增加，表观密度逐渐 降低同。本研究表明不同橡胶粉掺量对材料表观密度的影响 不明显，未掺橡胶粉的混凝土材料表观密度为２ ０００ ｋｇ／ｍ ， 当橡胶粉掺量为３０ ｋｇ／ｍ 时材料表观密度为２ ０３０ ｋｇ／ｍ 。 当橡胶粉掺量为５０ ｋｇ／ｍ３时材料表观密度为２ ０１５ ｋｇ／ｍ ， 整体而言表观密度变化不明显。 ２．２立方体抗压强度 立方体抗压强度是混凝土的基本力学指标之一，它不 仅决定了混凝土的强度等级，还影响着混凝土的其他力学 性能。橡胶粉作为一种弹性改性组成掺人材料中，对材料 的力学性能会产生重要影响。关于橡胶粉掺量对混凝土抗 压强度的影响许多学者都进行了相关研究。董建伟等认为 橡胶粉的掺入对混凝土的强度影响不大 。廖正环等认为 橡胶粉的掺人使混凝土的强度大幅度下降阎。 图１是掺人不同量橡胶粉的材料２８ ｄ龄期的抗压强 度变化曲线。由图可知，未掺橡胶粉时材料的抗压强度为 ９．６ ＭＰａ。其中当橡胶粉掺量为３０ ｋｇ／ｍ 时，抗压强度为 ７．５ ＭＰａ，相比未掺入时强度下降了２１．９％；当橡胶粉掺量为 ５０ ｋｇ／ｍ 时，抗压强度为６．６ ＭＰａ，相比３０ ｋｇ／ｍ 时强度下降 １２％；当橡胶粉掺量为８０ ｋｇ／ｍ 时，抗压强度为５．２ ＭＰａ，相 比５０ ｋｇ／ｍ 时强度下降２１．２％；当橡胶粉掺量为１００ ｋｇ／ｍ 时，抗压强度为３．７ ＭＰａ，相比８０ ｋｇ／ｍ 时强度下降了２８．９％。 抗压强度降低趋势表现为先慢后快，橡胶粉掺量对抗压强 度影响明显。 堰 橡胶粉掺量／（ｋｇ／ｍ ） 图１ 橡胶粉掺量对混凝土抗压强度的影响 ２．３抗折强度试验 混凝土抗折强度试验结果也可间接反映材料的抗拉 强度，试验方法有单点集中加荷和三分点加荷两种。目前， 我国的抗折强度试验多采用三分点加荷，本试验采用三分 点加荷，最大弯矩在两个加荷点之间，破坏将发生在区间 的最薄弱面上，与单点集中加荷相比更为合理。 图２是掺人橡胶粉后混凝土２８ ｄ龄期的抗折强度变 化曲线。由图可知，随着橡胶粉掺量的增加，试件的２８ ｄ抗 折强度逐渐降低，但在３０～５０ ｋｇ／ｍ 范围内，抗折强度不降 反升。总体的降低趋势表现为先快后慢。未掺橡胶粉时，材 料的抗折强度为３．２６ ＭＰａ。当橡胶粉掺量为３０ ｋｇ／ｍ。时， 抗折强度为２．３６ ＭＰａ，相比未掺橡胶粉时，强度下降了 ２７．６％；当橡胶粉掺量为５０ ｋｇ／ｍ 时，抗折强度为２．４ ＭＰａ 相比３０ ｋ咖 时强度上升３．８％；当橡胶粉掺量为８０ ｋｇ／ｍ 时，抗折强度为２．１５ ＭＰａ，比５０ ｋｇ／ｍ 时强度下降１２．３％； 当橡胶粉掺量为１００ ｋｇ／ｍ 时，抗折强度为１．７５ ＭＰａ，相比 于８０ ｋｇ／ｍ。时强度下降了１８．６％。橡胶粉是一种惰性有机 材料，其不能与水泥生产水化产物，只能起填充作用。当橡 胶粉掺量适当时，混凝土中的孑Ｌ隙被充分充实，混凝土的抗 压强度损失不大。因此，抗折强度在３０．－５０ ｋｇ／ｍ 范围内略 有提高。总体而言，橡胶粉掺量对抗折强度的影响较大。 日 山 皇 ～ 挂鲢 想 培 橡胶粉掺量／（ｋｇ／ｍ ） 图２橡胶粉掺量对混凝土抗折强度的影响 随着橡胶粉掺量的增加，材料抗压强度、抗折强度逐 渐降低。就机理而言，这是由于一方面橡胶粉的强度和弹 性模量均远小于周围的水泥浆体，其变形能力相对于周围 的水泥浆体要大得多，在荷载作用下，橡胶粉的应力远小 于周边水泥砂浆体，致使应力集中而导致破坏；另一方面， 橡胶粉作为有机高分子材料，与水泥砂浆体黏结较弱，造成 界面黏结强度较低，当混凝土受到外力时，界面首先破坏， 致使混凝土强度降低［９１。 ２．４折压比 普通混凝土属于典型的脆性材料，在达到极限荷载时， ·７ · 裂缝迅速扩展延伸，持荷能力几乎降为零。橡胶粉的掺人能 有效地抑制裂缝的延伸，提高混凝土的韧性。而折压比作为 衡量混凝土脆性的一个十分重要指标，折压比越大，混凝 土的脆性越低，破坏时能吸收的能量越多。橡胶粉掺量对 材料折压比的影响见图３所示。 橡胶粉掺量／（ｋｇ／ｍ ） 图３橡胶粉掺量对混凝土折压比的影响 由图３可知。折压比随着橡胶粉的掺量的增加，先减小 再增大。橡胶粉掺量在０～３０ ｋｇ／ｍ 范围内，橡胶粉掺量越 多，折压比越小。橡胶粉在３０～１００ ｋｇ／ｍ 范围内，折压比随 着橡胶粉掺量的增加而增加，在橡胶粉掺量大于４７ ｋｇ／ｍ 时，折压比较未掺橡胶粉时大，表明材料的韧性越来越好。 橡胶粉作为一种变形能力强、高阻尼、抗裂性能好、吸能能 力强的有机高分子材料，能够在一定程度上有效地吸收受 力破坏时混凝土产生的内应力，将脆性断裂转换为韧性断 裂，这恰好与文献【１０］图中所得结论一致【ｌ０］。另一方面，通 过折压比分析发现，橡胶粉的掺入虽然降低了抗压和抗折 强度，但对抗压强度造成降低的幅度明显低于对抗折强度 造成的降低幅度。 ２．５应力应变曲线 应力应变曲线反映了材料在压力作用下发生变形的 性能，通过应力应变曲线能够较为全面的反映某种材料的 变形性能。冈４是橡胶粉掺量对应力应变曲线的影响图， 如图所示，随着橡胶粉掺量的增加，应力峰值逐渐降低，这 是由于橡胶粉强度远低于混凝土，故其掺量的增加会降低 峰值应力。应力应变曲线可分为上升段与下降段，上升段 又可分为弹性阶段和塑性阶段，下降段相应曲线的末端为 极限压应变，极限压应变越大，表明变形性能越好。 垣，竖，％ 图４橡胶粉掺量对混凝土应力应变曲线的影响 由图４可知，上升段斜率随着橡胶粉掺量的增加而降低， 表明弹性模量降低。峰值应变随着橡胶粉掺量增加而有所 增加，表明材料变形能力增强。另一方面，未掺橡胶粉材料 的下降段最陡，随着橡胶粉掺量的增加，下降段逐渐变缓； 橡胶粉的掺入增加了混凝土的能量吸收能力，极限压应变 ·７４· 随橡胶粉掺量增加而增大。表明橡胶粉的掺入在一定程度 上可使材料由脆性转为塑性。 ２．６软化系数 南于本研究所研制的是一种使用在膨胀土（岩）地区 铁路基床中的防水弹性材料，很有可能会受到水的侵蚀， 因此，也需要掌握该材料在水侵蚀下性能力学的变化，因 此对材料的软化系数进行了测试。 软化系数是耐水性性质的一个表示参数，其为材料在 水饱和状态下的无侧限抗压强度与材料在干燥状态下的 无侧限抗压强度的比值。试验将成型养护了２８ ｄ的试件 完全浸泡在水中７ ｄ，然后测试了抗压强度，并且与标养条 件试件的抗压强度进行了比较，通过浸泡后抗压强度与浸 泡前的抗压强度的比值评价材料在水环境下力学性能的 变化。 由图５知，橡胶粉掺人后，材料的软化系数不低于０．８， 表明其具有非常好的耐水性，主要是橡胶粉其本身组分的 良好耐水性影响的。 橡胶粉掺量／（ｋｇ／ｍ １ 图５橡胶粉掺量对混凝土软化系数的影响 ３结论 （１）不同橡胶粉掺量对材料表观密度的影响不明显， 表观密度的变化幅度不大。 （２）随着橡胶粉掺量的增加，材料的２８ ｄ抗压强度逐 渐降低，降低趋势表现为先慢后快，橡胶粉掺量对抗压强 度影响明显。 （３）随着橡胶粉掺量的增加，材料的２８ ｄ抗折强度逐 渐降低，降低趋势表现为先快后慢，且在橡胶粉掺量为３０～ ５０ ｋｇ／ｍ 内不降反升，上升的幅度不大。总体上橡胶粉掺量 对抗折强度影响明显。 （４）随着橡胶粉掺量的增加，材料折压比逐渐增大，总 体好于未掺橡胶粉的混凝土，橡胶粉掺入量造成的抗折强 度降低幅度明显高于造成抗压强度降低的幅度。 （５）随着橡胶粉掺量的增加，材料的弹性模量逐渐减 小，极限应变增加，材料的变形性能显著增强。 （６）橡胶粉的掺入使得软化系数不低于０．８，材料拥有 良好的耐水性。 参考文献： ［１】李丽娟，陈智泽，谢伟峰，等．橡胶改性高强混凝土基本性能的 试验研究【Ｊ】．混凝土，２ｏｏ７（５）：６０—６３． ［２１覃峰，包惠明．橡胶粉水泥混凝土性能试验的研究Ⅲ．混凝土， ２００７（９）：６９—７２． 【３黄琼念，覃峰，３Ｊ杨胜坚，等．橡胶粉水泥混凝土路用性能及机理 分析研究ｌＪ１．人民长江，２００９，４０（１６）：５８—６２． 路，２０００，２２（１）：３９—４２． ［９】包惠明，尤伟，黄琼念．海洋大气环境下橡胶粉水泥混凝土性能 试验【Ｊ１．人民长江，２００９，４０（１）：７６—７８． 【１０】赵晶，王贤，王岳华，等．橡胶粉改性混凝土的试验研究『Ｊ１．２０１４ （１）：１３—１６． ［４］王涛，洪锦祥，缪昌文，等．橡胶混凝土的试验研究『Ｊｌ＿混凝土， ２００９（１）：６７—６９． 【５］焦楚杰，张传镁，张文华．橡胶混凝土研究进展【Ｊ１．重庆建筑大学 学报，２００８（３０）：１３８—１４５． 【６】ＫＡＲＢＨＡＲＩ Ｖ Ｍ，ＺＨＡＯ Ｌ．Ｕｓｅ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｆｏｒ ２１ｓｔ ｃｅｎｔｕｒｙ ｃｉｖｉｌ 第一作者 周伏良（１９８２一），男，工程师。 联系地址 长沙市雨花区中意一路１ ５８号中建五局土木工程有 ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊｌ１＿Ｃｏｍｐｕｔ．Ｍｅｔｈｏｄｓ Ａｐｐ１．Ｍｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ，２０００（１８５）： ４３３－４５４． 限公司（４１００７５） 联系电话 ０７３ ｌ一８５６９９０７８ 【７］董建伟，袁琳，朱涵．橡胶集料混凝土的试验研究及工程应用 通讯作者 杨果林（１９６３一），男，教授、博士生导师，从事岩土工 混凝土，２００６（７）：６９—７１． 【８］廖正环，曾玉珍．废旧轮胎在国外道路工程中的应用『Ｊ］．国外公 ·上接第６Ｏ页 转折点，曲线的斜率发生了较大的变化。 图６中的（ａ）～（ｄ）分别对应的是Ｌ１～Ｌ４号试验梁，它 们的ＦＲＰ筋配筋率从０．３８％、０．５６％、０．７５％变化到０．９３％， 破坏时的挠度分别增加了３２．４％、４０．５％、３５．１％，可见，随着 ＦＲＰ筋配筋率的增加，ＦＲＰ筋钢纤维混凝土梁破坏时的挠 度不断增大。观察每级荷载下的荷载一挠度分布“折线”的斜 率，不难发现，随着ＦＲＰ筋配筋率的变大，首尾两条折直线 的斜率呈增大的趋势，可见，试验梁的刚度随着配筋率的 增加而增大。也就是说，构件在相同荷载作用下，配筋率高 的构件其挠度小一些，反之，则大一些。 图６中的（ｇ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｂ）分别是Ｌ７、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ２号梁 的荷载一挠度分布图，它们对应的钢纤维掺量从０、０．５％、 １％变化到１．５％，它们的挠度值却在逐渐减小，可见，钢纤 维的掺人，限制了混凝土的开裂，在一定程度上提高了试 验梁的抗弯刚度。针对ＦＲＰ近一筋一混凝土复合结构构件 变形过大的问题，可以考虑采用掺加一定量钢纤维的办法 来减小其在外荷载作用下的过大挠度变形，从而改善了构 件正常使用极限状态的变形性能。观察（ｂ）、（ｆ）荷载一挠度 分布图，钢纤维的掺入，既提高了试验梁的极限承载能力， 又有效地抑制了ＦＲＰ筋混凝土试验梁挠度变形的过大过 快发展。 试验梁Ｌ３是配筋率为０．７５％的ＦＲＰ筋钢纤维混凝土 梁，Ｌ８为与Ｌ３等配筋率的钢筋混凝土参照梁，它们对应的荷 载一挠度分布曲线为图６中的（ｃ）、（ｈ）。不难发现，等配筋率等 纤维掺量的钢筋钢纤维混凝土梁其整体刚度要远大于同 等条件下的ＦＲＰ筋钢纤维混凝土梁。试验中ＦＲＰ筋钢纤 维混凝土梁的最终挠度变形比钢筋钢纤维混凝土梁的大 两倍。这是由ＦＲＰ筋的弹性模量比起钢筋来相差悬殊所致， 本次试验中所用的玄武岩ＦＲＰ筋的弹ｌ生模量为４．４１ｘｌＯ ＭＰａ， 而所用的受拉钢筋其弹性模量为Ｉ．９７ｘｉ０ ＭＰａ，仅为钢筋 的五分之一。 ４结论 本研究通过开展６根ＦＲＰ筋钢纤维混凝土粱、１根 ＦＲＰ筋混凝土梁和１根钢筋钢纤维混凝土梁的受弯性能 程、道路与铁道工程和结构工程研究。 联系电话 】３８０８４２４５５ １ 试验，探讨了ＦＲＰ筋钢纤维混凝土梁在三点荷载作用下的 受弯变形性能，得到如下结论： （１）ＦＲＰ筋配筋率、钢纤维掺量是影响ＦＲＰ筋钢纤维 ｔ昆凝土梁受弯变形的主要因素。ＦＲＰ筋混凝土结构中，可 以采用合理掺加钢纤维的办法来改善ＦＲＰ筋一混凝土复 合结构变形过大的状况。 （２）试验梁的变形在跨中截面梁底部为最大，而且在 各级荷载下的挠度变形关于跨中截面对称。 （３）钢纤维的掺入，虽然提高了混凝土的强度，延缓了 混凝土的开裂，改善了梁开裂之后截面惯性矩的突然变化， 但是却改变不了构件开裂后由ＦＲＰ筋自身弹性模量太低 等性能决定的构件抗弯刚度骤然损失的实质。 参考文献： ［１］金昕．钢筋钢纤维混凝土扁梁的变形研究【Ｊ１．福州大学学报（自 然科学版），２００３，１（３１）：８７—９０． ［２】袁竞峰．新型ＦＲＰ筋混凝土梁受弯性能研究【Ｄ１．南京：东南大 学，２００６：１２—１８． ［３】ＲＡＳＨＩＤ Ｍ Ａ，ＭＡＮＳＵＲ Ｍ Ａ，ＰＡＲＡＭＡＳＩＶＡＭ Ｐ．Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ａｒａ— ｍｉｄ ｆｉｂｅｒ－ｒｅｉｒｆｏｒｃｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅａｍｓ ｕｎｄｅｒ ｂｅｎｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｆｏｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ２００５，９（２）：１ｌ７—１２７． 【４】黄承逵．纤维混凝土结构【Ｍ】＿］Ｅ京：机械工业出版社，２００４（４）． ［５］高丹盈，赵军，朱海堂 冈纤维混凝土设计与应用【Ｍ］．北京：中国 建筑工业出版社，２００２． ［６１高丹盈，朱海堂，李趁趁，等．纤维增强塑料筋混凝土梁正截面 抗裂性能研究『Ｊｌ＿水力发电学报，２００３（４）：５４—５９． 第一作者： 张亚坤（１９８３一），男，硕士研究生，讲师，研究方向为水 工新材料及其结构性能。 联系地址： 河南省开封市东京大道１号黄河水利职业技术学院 （４７５００３） 联系电话： １ ８２３７８３２７８２ 通讯作者： 朱海堂（１９６４一），男，工学博士，教授，研究方向水工材 料及其结构特性研究。 联系电话： １ ３７８３４５９２３９ ·７５·