活性粉末混凝土RC力學(xué)特性大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

中文摘要活性粉末混凝土（RPC）作為一種高性能結(jié)構(gòu)材料，具有超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性等優(yōu)良特點(diǎn)。用RPC材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以使結(jié)構(gòu)輕型化，并改善結(jié)構(gòu)的耐久性，減少使用期間的維修費(fèi)用。RPC材料的本構(gòu)關(guān)系是進(jìn)行RPC結(jié)構(gòu)非線性有限元分析和研究其設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)。由于RPC材料配制原理及性能的特殊性，常規(guī)混凝土的本構(gòu)關(guān)系已無法適用于RPC材料。本文以**教授負(fù)責(zé)的國家自然基金50568005項(xiàng)目為依托，基于經(jīng)典彈塑性理論，在RPC200二軸受壓強(qiáng)度與變形特性試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)其本構(gòu)關(guān)系和力學(xué)性能進(jìn)行了研究，成果如下：1.得到二向應(yīng)力狀態(tài)下RPC的破壞強(qiáng)度，并初步認(rèn)識(shí)應(yīng)力比的變化對(duì)RPC破壞形態(tài)的影響；2.得到二向應(yīng)力狀態(tài)下RPC的變形特性，即：不同應(yīng)力比作用下，二軸受壓狀態(tài)下RPC的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系全曲線；3.繪制出RPC的主應(yīng)力空間二軸強(qiáng)度包絡(luò)圖，及峰值應(yīng)變強(qiáng)度包絡(luò)圖，為RPC的設(shè)計(jì)理論發(fā)展提供必要的依據(jù)；4.基于得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，擬合得到二向應(yīng)力狀態(tài)下RPC破壞準(zhǔn)則和本構(gòu)關(guān)系；5.初步對(duì)RPC二向應(yīng)力狀態(tài)下的破壞全過程進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：活性粉末混凝土；二軸受壓；應(yīng)力-應(yīng)變曲線；本構(gòu)關(guān)系；破壞機(jī)理；強(qiáng)度包絡(luò)圖ABSTRACTReactivePowderConcrete(RPC)possessesexcellentpropertiessuchasultra-highstrength,hightoughnessandhighdurabilityetc.ApplicationofRPCforstructuraldesigncanlightentheweightofbuildings,improvestructuredurabilityandreducethemaintenanceexpense.RPC200constitutiverelationshipisthefoundationfornonlinearfiniteelementanalysisandresearchonstructuraldesigntheory.Astheparticularityofproducingprincipleandmechanicsperformance,conventionalconcreteconstitutiverelationshipisunfitforRPC.ThisstudyispartoftheNationalNatureScienceFundsprojectNo.50568005inthechargeofAnMingZheadjunctprofessor.Inthispaper,RPC200constitutiverelationshipandmechanicsperformancehavebeenstudiedbasedonelasto-plastictheoryandexperimentalinvestigationofRPC200strengthanddeformationunderbiaxialcompressionstate.Theresultsareasfollows:1.ThedestroyingstrengthofRPC200isconfirmed,andtheimpactcausedbythechangeofthestressratiotothedestroyingtypeisstudied.2.ThedistortioncharacteristicofRPC200underbiaxialcompressionisstudiedandstress-strainfullcurveismadebasedontheexperimentdata.3.Basedonthestress-strainfullcurve,thestress&strainpeakvaluecirclefigismade,offeringbasaldatafortheapplicationanddesignofRPC.4.Basedontheexperimentdataandthestress-strainfullcurve,theconfigurationrelationisstudiedandtheequationdescribingtheconfigurationrelationisconformed.5.Eachphaseofthewholedestroyingcourseisstudied,andsomequalitativeanalyseismade.KEYWORDS：ReactivePowderConcrete,biaxialcompression;stress-straincurve,constitutiverelationship,strengthcirclefig.目錄畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書……………Ⅳ開題報(bào)告……………………ⅥHYPERLINK\l"_Toc200964790"中文摘要XIVHYPERLINK\l"_Toc200964791"ABSTRACTXVHYPERLINK\l"_Toc200964792"第一章緒論1HYPERLINK\l"_Toc200964793"1.1概述.1HYPERLINK\l"_Toc200964794"1.1.1活性粉末混凝土的定義及發(fā)展歷程.1HYPERLINK\l"_Toc200964795"1.1.2RPC材料的設(shè)計(jì)思想及制備原理.3HYPERLINK\l"_Toc200964796"1.1.3RPC原材料選擇5HYPERLINK\l"_Toc200964797"1.2活性粉末混凝土材料的性能及應(yīng)用前景7HYPERLINK\l"_Toc200964798"1.2.1RPC材料的主要性能和優(yōu)越性7HYPERLINK\l"_Toc200964799"1.2.2RPC材料在工程中的應(yīng)用11HYPERLINK\l"_Toc200964800"1.2.3RPC材料的應(yīng)用前景14HYPERLINK\l"_Toc200964801"1.3RPC材料存在的問題和兩軸受力特性研究的意義.15HYPERLINK\l"_Toc200964802"1.3.1RPC材料研究存在的問題15HYPERLINK\l"_Toc200964803"1.3.2RPC材料需要進(jìn)行的研究16HYPERLINK\l"_Toc200964804"1.3.3RPC兩軸受力特性研究的意義17HYPERLINK\l"_Toc200964805"1.4本文研究?jī)?nèi)容18HYPERLINK\l"_Toc200964806"第二章試件制備與試驗(yàn)方案19HYPERLINK\l"_Toc200964807"2.1活性粉末混凝土試件的制備19HYPERLINK\l"_Toc200964808"2.1.1原材料19HYPERLINK\l"_Toc200964809"試件的制作及養(yǎng)護(hù)22HYPERLINK\l"_Toc200964810"2.1.3試件制備的設(shè)備：23HYPERLINK\l"_Toc200964811"2.2試驗(yàn)方案24HYPERLINK\l"_Toc200964812"2.2.1試驗(yàn)設(shè)備24HYPERLINK\l"_Toc200964813"2.2.2界面層處理24HYPERLINK\l"_Toc200964814"2.2.3加載制度和應(yīng)力比25HYPERLINK\l"_Toc200964815"2.2.4試驗(yàn)步驟：26HYPERLINK\l"_Toc200964816"第三章試驗(yàn)數(shù)據(jù)及其處理27HYPERLINK\l"_Toc200964817"3.1實(shí)際應(yīng)變的獲取27HYPERLINK\l"_Toc200964818"3.2應(yīng)力比1：0.1的σ-ε曲線32HYPERLINK\l"_Toc200964819"3.3．應(yīng)力比1：0.3的σ-ε曲線35HYPERLINK\l"_Toc200964820"3.4．應(yīng)力比1：1的σ-ε曲線38HYPERLINK\l"_Toc200964821"第四章試驗(yàn)結(jié)果分析42HYPERLINK\l"_Toc200964822"4.1破壞模式42HYPERLINK\l"_Toc200964823"4.2RPC雙軸受壓破壞全過程描述48HYPERLINK\l"_Toc200964824"4.3.本構(gòu)方程50HYPERLINK\l"_Toc200964825"4.4.強(qiáng)度包絡(luò)線55HYPERLINK\l"_Toc200964826"應(yīng)力空間強(qiáng)度包絡(luò)線55HYPERLINK\l"_Toc200964827"峰值應(yīng)變包絡(luò)線57HYPERLINK\l"_Toc200964828"第五章結(jié)論與展望59HYPERLINK\l"_Toc200964829"5.1結(jié)論59HYPERLINK\l"_Toc200964830"5.2工作展望60HYPERLINK\l"_Toc200964831"參考文獻(xiàn)61HYPERLINK\l"_Toc200964832"致謝64HYPERLINK\l"_Toc200964833"附錄錯(cuò)誤！未定義書簽。HYPERLINK\l"_Toc200964834"附錄一.實(shí)習(xí)報(bào)告錯(cuò)誤！未定義書簽。HYPERLINK\l"_Toc200964835"附錄二.英文文獻(xiàn)原文錯(cuò)誤！未定義書簽。HYPERLINK\l"_Toc200964836"附錄三.英文文獻(xiàn)翻譯錯(cuò)誤！未定義書簽。第一章緒論1.1概述.活性粉末混凝土的定義及發(fā)展歷程.活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete，簡(jiǎn)稱RPC）是繼高強(qiáng)（High-strengthconcrete）、高性能混凝土（HighPerformanceConcrete，簡(jiǎn)稱HPC）后，于90年代初期開發(fā)出的一種新型水泥基復(fù)合材料，具有超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、收縮徐變小、體積穩(wěn)定性良好等優(yōu)越性能。它是DSP（Densifiedsystemcontainingultra-fineParticles）材料與纖維增強(qiáng)材料相復(fù)合的高技術(shù)混凝土，即以水泥、細(xì)石英砂、硅灰、磨細(xì)石英粉組成基材，以鋼纖維為增強(qiáng)材，在高效減水劑配合下配置而成，然后經(jīng)高溫、加壓養(yǎng)護(hù)成型。活性粉末混凝土根據(jù)其抗壓強(qiáng)度分為兩個(gè)等級(jí)：RPC200和RPC800，前者抗壓強(qiáng)度為170MP-230MP；后者達(dá)490MP-810MP。作為一種新型水泥基材料，活性粉末混凝土的產(chǎn)生是混凝土技術(shù)不斷發(fā)展前進(jìn)的必然結(jié)果?；仡櫥炷恋陌l(fā)展歷程，可以加深對(duì)活性粉末混凝土的認(rèn)識(shí)和理解?；炷烈云湓县S富、造價(jià)低廉、制作簡(jiǎn)單、造型方便、堅(jiān)固耐久、耐火抗震、維護(hù)費(fèi)低等諸多優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于土木工程各領(lǐng)域，成為目前使用量最大的建筑材料，全世界年消耗量達(dá)45億噸，而且在未來一段時(shí)期內(nèi)還將繼續(xù)增長。自1824年硅酸鹽水泥問世并出現(xiàn)混凝土、尤其是鋼筋混凝土以來，混凝土作為一種革命性的建筑材料，在房屋建筑、橋梁、地下結(jié)構(gòu)等諸多領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，為人類做出了巨大貢獻(xiàn)。但直到20世紀(jì)70年代，在工程中實(shí)際使用的混凝土最高強(qiáng)度還只有34.2MPa，低于木材抗壓強(qiáng)度（50MPa）。隨著土木工程的不斷發(fā)展，大量新型、大跨度、超高層、輕型化、高抗?jié)B要求等結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，對(duì)混凝土的要求、尤其是強(qiáng)度要求也不斷提高。繼普通混凝土之后，高性能混凝土又是一項(xiàng)重大進(jìn)步。20世紀(jì)70年代之后，隨著高效減水劑的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，相繼出現(xiàn)了無宏觀缺陷水泥（MDF）、超細(xì)粒聚密水泥（DSP）、化學(xué)結(jié)合陶瓷（CBC）等超高強(qiáng)水泥基材料，由于高效減水劑使得獲得同等和易性混凝土的需水量大幅度減少，水灰比下降，混凝土抗壓強(qiáng)度也提高至100MP。但超高強(qiáng)度的出現(xiàn)，同時(shí)也伴隨著高脆性、自收縮嚴(yán)重、抗沖擊性能差、制作工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高等問題，嚴(yán)重限制了超高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用。目前，國際上較為通用的配制超高強(qiáng)混凝土（≥100MPa）的技術(shù)為“硅酸鹽水泥＋硅灰＋高效減水劑”，但高強(qiáng)混凝土（HSC）抗彎拉強(qiáng)度仍然不高，必須通過配筋來增強(qiáng)，而大量配筋又帶來施工澆注的困難，同時(shí)增加工程成本。此外，由于混凝土收縮變形受鋼筋約束還會(huì)引起收縮應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂，減小構(gòu)件截面面積，降低結(jié)構(gòu)承載能力，同時(shí)加速鋼筋銹蝕，對(duì)耐久性產(chǎn)生不利影響。而且，在高強(qiáng)混凝土中，粗骨料與漿體的界面薄弱區(qū)形成的缺陷也造成了混凝土強(qiáng)度和耐久性的降低。正是上述各項(xiàng)缺陷，成了高強(qiáng)度混凝土在工程應(yīng)用中的瓶頸。根據(jù)1995年全國公路合作研究計(jì)劃的調(diào)查結(jié)果，約有10萬座橋梁的橋面板，在混凝土澆筑后一個(gè)月內(nèi)就出現(xiàn)了間隔1～3mm的貫穿性裂縫，致使結(jié)構(gòu)承載力大幅度下降，直接影響工程安全。高強(qiáng)混凝土在早期的彈性模量隨強(qiáng)度升高而增大，同時(shí)變形受約束產(chǎn)生的應(yīng)力松馳作用（徐變）減小，因此導(dǎo)致它比中低強(qiáng)度的混凝土更易開裂。因此，許多學(xué)者在改善混凝土性能、開發(fā)其功能等方面進(jìn)行了大量的研究工作，雖然取得了不少改進(jìn)性成果，但仍未出現(xiàn)具有革命性的新型混凝土。針對(duì)以上問題，1993年，法國BOUYGUES公司率先研制出一種具有超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、收縮徐變小、體積穩(wěn)定性良好等優(yōu)越性能的新型水泥基復(fù)合材料，由于增加了組分的細(xì)度（組分中剔除了粗骨料，以水泥、細(xì)石英砂、硅灰、磨細(xì)石英粉組成基材）和反應(yīng)活性（活性硅灰與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生二次水化，在微觀上提高材料結(jié)構(gòu)密實(shí)度），因此它被稱為活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete，簡(jiǎn)稱為RPC）。1998年8月，在加拿大召開的高性能混凝土及活性粉末混凝土國際研討會(huì)上，就RPC的原理、性能和應(yīng)用進(jìn)行了廣泛而深入的討論。與會(huì)專家一致認(rèn)為：作為一類新型混凝土，RPC具有廣闊的應(yīng)用前景。1.1.2RPC材料的設(shè)計(jì)思想及制備原理.RPC是一種高強(qiáng)度、高韌性、低孔隙率的超高性能混凝土。它的基本配制原理是：使材料含有的微裂縫和孔隙等缺陷最少，就可以獲得由其組成材料所決定的最大承載能力，并具有特別好的耐久性。根據(jù)這個(gè)原理，RPC所采用的原材料平均顆粒尺寸在0.1μm到1mm之間，目的是盡量減小混凝土中的孔間距，從而使拌合物更加密實(shí)。RPC的制備采取了以下措施：（1）去除粗骨料以提高勻質(zhì)性，骨料主要采用粒徑在0.1mm左右的細(xì)石英砂；（2）優(yōu)化顆粒級(jí)配，并且在凝固前和凝固期間加壓，盡量排除拌合物中殘存的空氣，以提高拌合物的密實(shí)度；（3）凝固后采用90℃以上熱水養(yǎng)護(hù)，促發(fā)二次水化作用，改善微結(jié)構(gòu)，以獲得更加致密的混凝土；（4）摻入微細(xì)的鋼纖維以提高韌性。應(yīng)用前三條措施制備的基質(zhì)具有很高的抗壓強(qiáng)度，但是其韌性并不比普通的砂漿高很多。摻入鋼纖維后明顯提高了抗彎拉強(qiáng)度，同時(shí)可以獲得所需要的高韌性和延性。

勻質(zhì)性提高普通混凝土是一種在力學(xué)上（骨料和砂漿彈性模量的差異）、物理上（硬化砂漿和骨料的線膨脹系數(shù)的差異）、化學(xué)上（化學(xué)收縮性質(zhì)的差異）都不勻質(zhì)的材料。RPC通過以下的手段來減小非勻質(zhì)性：（1）去除粗骨料，而用細(xì)砂代替。RPC與HSC的最大粒徑比為：φmax(RPC)／φmax(HSC)＝1／50～1／30；（2）水泥砂漿的力學(xué)性能提高。RPC與HSC的骨料與水化水泥漿體的楊氏彈模之比為：HSC：Ea／Ep≈3.0，RPC：Ea／Ep＝1.0～1.4；（3）消除了骨料與水泥漿體的界面過渡區(qū)。

堆積密度增大

RPC由細(xì)石英砂、水泥、硅粉、硅塵或沉淀硅等顆?；旌衔锝M成。通過以下方法來優(yōu)化RPC的顆粒級(jí)配：（1）由不同粒級(jí)組成的混合物在每一粒級(jí)中有嚴(yán)格的粒級(jí)范圍；（2）對(duì)于相鄰的粒級(jí)選擇高的平均粒徑比；（3）研究水泥－高效減水劑的相容性，并通過流變學(xué)分析決定最佳摻量；（4）優(yōu)化攪拌條件；（5）通過流變學(xué)和優(yōu)化相對(duì)密度來決定需水量。

提高密實(shí)度和抗壓強(qiáng)度的一個(gè)有效的方法是在新拌混凝土的凝結(jié)前和凝結(jié)期間加壓。這一措施有三方面的益處：其一，加壓數(shù)秒就可以消除或有效地減少氣孔；其二，在模板有一定滲透性時(shí)，加壓數(shù)秒可將多余水分自模板間隙排出；其三，如果在混凝土凝結(jié)期間（通常為拌和后6～12h）始終保持一定的壓力，可以消除由于材料的化學(xué)收縮引起的部分孔隙。

通過凝固后熱養(yǎng)護(hù)改善微結(jié)構(gòu)

根據(jù)組分和制備條件不同，RPC分為RPC200和RPC800兩個(gè)等級(jí)，其中RPC200抗壓強(qiáng)度達(dá)170～230MPa，而RPC800達(dá)500～800MPa。RPC200研究較多并已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際工程中，RPC800還處于試驗(yàn)室試配階段。

RPC200的熱養(yǎng)護(hù)是在混凝土凝固后進(jìn)行加熱，90℃的熱養(yǎng)護(hù)可顯著加速火山灰反應(yīng)，同時(shí)改善水化物形成的微結(jié)構(gòu)，但這時(shí)候形成的水化物仍是無定形的；更高溫度（250～400℃）的熱養(yǎng)護(hù)用于獲得RPC800，養(yǎng)護(hù)使水化生成物C－S－H凝膠體大量脫水，形成硬硅鈣石結(jié)晶。通過熱養(yǎng)護(hù)引發(fā)二次水化作用，使RPC在微結(jié)構(gòu)層次上獲得更高的致密性。摻鋼纖維增加韌性

未摻鋼纖維的RPC呈線彈性，斷裂能低，為了進(jìn)一步提高其韌性，必須摻入微細(xì)的鋼纖維。RPC200中摻的纖維長度為3～13mm，直徑約0.15～0.20mm，體積摻量為1.5％～3％。

對(duì)于在250℃以上養(yǎng)護(hù)的RPC800，其力學(xué)性能（抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度）的改善是通過摻入更短的（≤3mm）且形狀不規(guī)則的鋼纖維來獲得的。這時(shí)，抗壓強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度大幅度提高。1.1.3RPC原材料選擇活性粉末混凝土的優(yōu)越性能主要得益于組成材料和養(yǎng)護(hù)條件。在材料選擇上主要包括以下幾種：(1)細(xì)石英砂；(2)水泥；(3)磨細(xì)石英粉；(4)硅灰；(5)高效減水劑。對(duì)韌性有要求時(shí)，還需摻入鋼纖維。細(xì)石英砂石英砂由于其具有很高的硬度和優(yōu)良的界面性能，同時(shí)易于采取并且價(jià)格低廉，在活性粉末混凝土中主要充當(dāng)集料的功能，故在選擇細(xì)石英砂時(shí)，主要考慮其礦物成分、平均粒徑、顆粒形狀和其在混凝土中占有的比例。依據(jù)最大密實(shí)理論模型。在活性粉末混凝土中，僅次于細(xì)石英砂粒徑的是水泥，其顆粒粒徑范圍為80～100μm，為避免與水泥顆粒粒徑?jīng)_突。其平均粒徑應(yīng)選擇為250μm左右，粒徑范圍限制在150μm-600μm之間，顆粒的形狀應(yīng)選擇為球形，石英砂礦物成分中，SiO2的含量不低于99％。水泥首先，水泥要與減水劑相容，從化學(xué)成分上看，含量低的水泥效果較好，但粉磨得太細(xì)的水泥由于需水量大，效果并不是很好。從流變特性和力學(xué)性能看，高硅模量水泥效果最好，但這種水泥緩凝作用嚴(yán)重，不適宜于工程應(yīng)用，因此通常含量高的水泥即可適于RPC混凝土的配制。硅灰在活性粉末混凝土中，硅灰主要有三個(gè)作用：(1)填充不同粒徑顆粒間的孔隙；(2)由于硅灰顧粒具有良好的球形，起到很好的潤滑作用，從而提高流咬特性；(3)硅灰具有高活性，起到第二次水化作用。因此選擇硅灰時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)參數(shù)：顆粒聚積程度、硅灰的純度和顆粒粒徑。通常，在活性粉末混凝土中，硅灰與水泥的比例為0．25。這樣，硅灰能發(fā)揮最佳的填充作用，同時(shí)能最大限度地與水泥水化產(chǎn)物進(jìn)行第二次水化反應(yīng)。磨細(xì)石英粉對(duì)于活性粉末混凝土熱處理過程來說，磨細(xì)石英粉是不可缺少的組成成分。據(jù)研究，在熱養(yǎng)護(hù)過程中。磨細(xì)石英粉活性發(fā)揮最大的粒徑范圍為5μm～25μm在活性粉末混凝土中采用的磨細(xì)石英粉平均粒徑為10μm。這與水泥的粒徑接近。另外，在活性粉末混凝土中，為提高其延性和韌性。需要摻入鋼纖維，其直徑約為0．15mm，體積摻量為1．5％-3．0％，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，選擇2．0％較佳。高效減水劑高效減水劑屬于有機(jī)化學(xué)材料，根據(jù)其發(fā)揮減水性的主要成分，可把高性能減水劑分為改性木質(zhì)素系、萘系、密胺系、氨基磺酸系、聚羧酸系等五大類。在我國．萘系高效減水劑應(yīng)用大約有20多年歷史，它主要成分為萘磺酸鹽甲醛縮合物，但由于減水率不太高，混凝士塌落度損失過快，難以滿足實(shí)際施工要求，而復(fù)合產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。往往影響到混凝土的凝結(jié)硬化和耐久性；另外，萘系產(chǎn)品的原料日益缺乏，價(jià)格上漲，急需研制非萘系減水劑。目前，我國研究聚羧酸系減水劑尚處于起步階段。1.2活性粉末混凝土材料的性能及應(yīng)用前景1.2.1RPC材料的主要性能和優(yōu)越性（1）超高的力學(xué)性能RPC材料具有超高的強(qiáng)度和良好的韌性。表1-1列出了RPC200、RPC800與HSC的主要力學(xué)性能參數(shù)?；炷练N類RPC200RPC800HSC抗壓強(qiáng)度/MPaa170-230500-80060-100抗折強(qiáng)度/MPPa30-6045-1406-10斷裂能/J.m20000-4000001200-20000140彈性模量/GPaa50-6065-7530-40表1-1RPC與HSC的主要力學(xué)性能比較從表1-1中可以看出，RPC的抗壓強(qiáng)度是HSC的3倍（RPC200）到12倍（RPC800）；RPC200的抗折強(qiáng)度高達(dá)60Mpa，是HSC的6倍，拉壓比可達(dá)到1/4，遠(yuǎn)大于HSC的1/10而且斷裂能大大提高。材料種類玻璃陶瓷及巖石普通混凝土金屬RPC鋼斷裂能/J.mm5<100120>1000030000100000表1-2不同材料的斷裂能表1-2所示的是不同材料的斷裂能，從表中數(shù)據(jù)可以看出，摻加微細(xì)的鋼纖維能顯著地提高RPC的韌性和能量的吸收能力，其斷裂能達(dá)30000J/m2，鋼的斷裂能為105J/m2，而普通混凝土的斷裂能卻只有120J/m2，所以RPC具有優(yōu)良的韌性。圖1-1顯示是各種常用材料的斷裂能和抗彎強(qiáng)度，從圖上仍然能夠看出，不同材料的斷裂能具有很大的差別，RPC材料斷裂韌性達(dá)20000-40000J/m2,比普通混凝土與高強(qiáng)混凝土高100倍，可與金屬鋁媲美。因此，RPC材料具有超高的強(qiáng)度和良好的韌性。圖1-1各種常用材料的斷裂能和抗彎強(qiáng)度（2）優(yōu)異的耐久性能RPC材料凝結(jié)后采用熱養(yǎng)護(hù)方式改善微觀結(jié)構(gòu)，具有極小的孔隙率，材料內(nèi)部孔隙較小且不連通，因此滲透率非常低，具有超高的耐久性。表1-3列出了NC、HPC、RPC200的主要耐久性能指標(biāo)。表1-3NC﹑HPC﹑RPC的主要耐久性能指標(biāo)：性能NCHPCRPC200氯離子擴(kuò)散2碳化程度/mm1020冰融剝落>10009007磨耗系數(shù)4.02.81.3吸水性—0.350.05表1-3NC﹑HPC﹑RPC的主要耐久性能指標(biāo)由表1-3中數(shù)據(jù)可知，RPC200的耐久性大大優(yōu)于NC和HPC，具有優(yōu)異的耐久性能。（3）良好的環(huán)保性能表1-4給出了同等承載力條件下，普通型30MPa引氣型混凝土、60MPa的HPC及RPC200的等效體積、水泥用量、生產(chǎn)水泥過程中CO2排放量及骨料用量。品種30MPa引氣混混凝土60MPa級(jí)HPPCRPC200等效體積/m12610033水泥用量/t444023CO排放量/t444023骨料用量/t23017060表1-4同等承載力條件下不同混凝土材料的生態(tài)性能比較由表1-4中數(shù)據(jù)可知，同等承載力條件下，RPC材料的水泥用量幾乎是普通混凝土與HPC的1/2，因此同等量水泥生產(chǎn)過程CO2排放量也只有它們的一半左右。生產(chǎn)過程不可再生的骨料用量，RPC材料只占HPC與30MPa混凝土的1/3與1/4。（4）施工性能活性粉末混凝土拌和物不含有大粒徑骨料，它不僅流動(dòng)性好，而且粘聚性良好，在運(yùn)輸、澆注和搗實(shí)過程不發(fā)生離析現(xiàn)象。在窄小的模板內(nèi)和鋼筋間隙的通過性能良好，澆注后不需要振搗，施工性能良好。（5）從工程應(yīng)用角度而言，RPC材料還具有如下優(yōu)越性：[1]RPC的原材料來源廣泛，生產(chǎn)工藝易實(shí)現(xiàn)。RPC從原材料選擇到制備工藝都和傳統(tǒng)混凝土密切相關(guān)。RPC材料除了在攪拌速度、原材料的添加順序、養(yǎng)護(hù)條件等按設(shè)計(jì)要求加以控制外，其它方面無特殊要求。RPC構(gòu)件便于工廠化預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼裝，在質(zhì)量得到保證前提下可提高施工速度，符合工程結(jié)構(gòu)發(fā)展的大方向。[2]RPC材料具有較高的抗彎強(qiáng)度，這對(duì)減輕結(jié)構(gòu)自重，增加跨越能力，發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)具有極其重要的意義；再者，RPC材料具有較高的抗剪強(qiáng)度，可在結(jié)構(gòu)中承受較大的剪切荷載，從而消除或減少結(jié)構(gòu)中的抗剪鋼筋。[3]高強(qiáng)混凝土的脆性成為限制其實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)主要因素，而RPC材料的極限應(yīng)變值則為高強(qiáng)混凝土的2~3倍，具有良好的塑性，消除了這個(gè)缺陷。[4]RPC具有很高的密實(shí)性、抗?jié)B性，抗腐蝕性和耐磨性等優(yōu)異性能，可大幅度提高結(jié)構(gòu)物的耐久性，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，減少結(jié)構(gòu)的維護(hù)費(fèi)用。[5]RPC材料的高韌性和超高強(qiáng)度有利于提高RPC結(jié)構(gòu)的抗震和抗沖擊性能。目前國際上已形成了RPC工程結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用的熱潮，國際上一些專家學(xué)者斷言：RPC的出現(xiàn)是土木工程和材料工程領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。RPC材料在工程中的應(yīng)用由于活性粉末混凝土RPC具有超高強(qiáng)度、高耐久性、高韌性、良好的體積穩(wěn)定性和環(huán)保性能，因此可應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛,包括供水、廢物處理、石油工業(yè)、鍛造與沖壓、探礦、一般機(jī)械、船舶制造、航空工程、建筑業(yè)、土木工程、低溫工程、表面防護(hù)層、化學(xué)工業(yè)、機(jī)床刀具、液壓設(shè)備以及在軍事上用于防護(hù)設(shè)施等[2]。這在國外引起了材料界和工程界的極大興趣，其中法國和加拿大已經(jīng)將這種新型水泥基材料產(chǎn)業(yè)化和用于土木工程中。（1）1997年秋，在加拿大的Sherbrooke的Magog河上，建起了一座長達(dá)60m的RPC人行橋，完成了RPC從理論到實(shí)踐的飛躍。圖1-2采用RPC材料建造的加拿大Sherbrooke行人/自行車橋梁（2）法國BOUYGUES公司與美國陸軍工程師團(tuán)合作，進(jìn)行了RPC制品的實(shí)際生產(chǎn)，合作生產(chǎn)的RPC制品包括：大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁、污水處理過濾板、壓力管道及放射性固體廢料儲(chǔ)存容器。（3）美國于2001年在伊利諾斯州用RPC材料建成了18m直徑的圓形屋蓋，該屋蓋未采用任何鋼筋，設(shè)計(jì)中考慮了RPC材料的延性，直接承受拉、彎應(yīng)力及初裂應(yīng)力?，F(xiàn)場(chǎng)拼裝用時(shí)11天，如采用鋼結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)拼裝則需要35天，大大縮短了施工工期。該屋蓋因其先進(jìn)的建筑材料和結(jié)構(gòu)形式獲得2003年Nova獎(jiǎng)提名。（4）2001年夏，為了研究RPC是否適合于用于橋梁上，美國聯(lián)邦高速公路管理局（FHWA）在弗吉尼亞的運(yùn)輸部（VDOT）制作了一根長達(dá)24ｍ的預(yù)應(yīng)力RPC梁，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。RPC梁中摻入了0.16×13mm的鋼纖維2%（V/V%），成型后在88℃的熱水中養(yǎng)護(hù)48小時(shí)，梁中除了預(yù)應(yīng)力鋼筋外沒有配其他鋼筋。試驗(yàn)中，此梁表現(xiàn)出來優(yōu)良的力學(xué)與變形性能。當(dāng)梁的撓度達(dá)到300mm時(shí)，試驗(yàn)人員借助放大鏡也沒有找出裂縫，其極限強(qiáng)度達(dá)到了207MPa，極限撓度為480mm。如此優(yōu)秀的性能令人驚訝。試驗(yàn)參與者Hartmann對(duì)RPC作了一段精彩的評(píng)論：“就耗能特性而言，這種材料的韌性很好，用來描敘混凝土制品的詞語已經(jīng)不適合了，需要借助于描敘鋼結(jié)構(gòu)的詞語來說明這一性能”。（5）北美的Lafarge公司將RPC材料商業(yè)化，為RPC注冊(cè)了“Ductal”的商標(biāo)，并應(yīng)用于工程實(shí)際，甚至于用來制作裝飾產(chǎn)品。2002年春，由法國著名建筑師RudyRiccioti設(shè)計(jì)的象征法國與韓國合作與友誼的步行橋——和平橋建成了。這座橋的主跨部分完全使用Lafarge公司的“Ductal”，它的一些基本參數(shù)為：跨度120m；高度5m；橋面板厚3cm；橋面板寬4.3m；橫截面高1.1m；RPC用量240T；非預(yù)應(yīng)力鋼筋0；預(yù)應(yīng)力鋼筋13.2T。整座橋除了基礎(chǔ)和橋墩部分外，全為預(yù)制裝配、后張預(yù)應(yīng)力施工，建設(shè)速度很快。設(shè)計(jì)中，和平橋很輕巧，自重很小，這都得益于RPC的超高強(qiáng)度。和平橋無論是從建設(shè)規(guī)模還是技術(shù)難度方面都遠(yuǎn)高于Sherbrooke步行橋，標(biāo)志著RPC在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到了新的高度。目前，澳大利亞正在用RPC建設(shè)一座可以通過機(jī)動(dòng)車的大橋，此橋的建成將標(biāo)志著RPC真正應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)，是RPC的飛躍。圖1-3北京五五環(huán)路斜拉橋橋隔離帶RPC空心板的應(yīng)應(yīng)用（6）我國有關(guān)RPC材料的研究?jī)H在清華大學(xué)、北京交通大學(xué)、東南大學(xué)等少數(shù)高校進(jìn)行，主要集中在材料的試配工作上,北京交通大學(xué)的研究成果已在北京市五環(huán)路上使用。如圖1-3，采用RPC材料工廠化生產(chǎn)跨度為2000mm、孔直徑40mm、板厚僅為60mm多孔預(yù)制板，用于主橋防撞墻蓋板。主要特點(diǎn)是：重量輕，有效降低主體結(jié)構(gòu)荷載。并且可切割、開孔，現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)便。該工程于2003年10月完工，使用至今該板性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。RPC材料的應(yīng)用前景RPC作為高技術(shù)混凝土，其性能同普通混凝土、現(xiàn)有的高性能混凝土相比有了質(zhì)的飛躍，且在經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保方面優(yōu)于鋼材。（1）利用RPC的超高強(qiáng)度與高韌性，在不需要配筋或少量配筋的情況下，能生產(chǎn)薄壁制品（如屋面板、橋面板）、細(xì)長構(gòu)件（如橋梁和工業(yè)廠房的桁架、梁、采礦井架等）和其他新穎結(jié)構(gòu)形式的構(gòu)件，故可替代工業(yè)廠房的鋼屋架和高層、超高層建筑的上部鋼結(jié)構(gòu)，進(jìn)入現(xiàn)有高強(qiáng)混凝土所不能進(jìn)入的應(yīng)用領(lǐng)域，可大幅度降低工程造價(jià)。此外，用其制作的預(yù)制構(gòu)件用于市政工程中的立交橋、行人過街天橋、城市輕軌高架橋、交通工程中的大跨度橋梁等，可增加橋下凈空間、縮短引橋長度、降低建設(shè)成本和縮短工期。用無纖維活性粉末混凝土制成的鋼管混凝土，具有極高的抗壓強(qiáng)度、彈性模量和抗沖擊韌性，用它來做高層或超高層建筑的支柱，可大幅度降低截面尺寸，增加建筑物的使用面積與美觀。（2）利用RPC的超高抗?jié)B性與抗拉性能，可替代鋼材制造壓力管道和腐蝕性介質(zhì)的輸送管道，用于遠(yuǎn)距離油氣輸送、城市遠(yuǎn)距離大管徑輸水、城市下水及腐蝕性液氣體的輸送，不僅可大大降低造價(jià)，而且可明顯地提高管道的抗腐蝕性能，解決目前遠(yuǎn)距離油氣輸送所采用的中等口徑高強(qiáng)混凝土管輸送壓力不夠高，大口徑鋼管價(jià)格昂貴等問題。（3）利用RPC的超高抗?jié)B性與高沖擊韌性，制造中低放射性核廢料儲(chǔ)藏容器，不僅可大幅度降低泄漏的危險(xiǎn)，而且可大幅度延長使用壽命。（4）RPC的早期強(qiáng)度發(fā)展快，后期強(qiáng)度極高，用于補(bǔ)強(qiáng)和修補(bǔ)工程中可替代鋼材和昂貴的有機(jī)聚合物，既可保持混凝土體系的有機(jī)整體性，還可降低工程造價(jià)。（5）RPC的高密實(shí)性性與良好的工工作性能，使使其與模板相相接觸的表面面具有很高的的光潔度，外外界的有害介介質(zhì)很難侵入入到RPC中去，而且RPC中的著色劑劑等組分也不不易向外析出出，利用這一一特點(diǎn)可作建建筑物的外裝裝飾材料。1.3RPC材材料存在的問問題和兩軸受受力特性研究究的意義.RPC材料研究存存在的問題雖然RPC的研制與應(yīng)應(yīng)用在國際國國內(nèi)都已有先先例，但從原原材料制備到到應(yīng)用、從RPC的性能到機(jī)機(jī)理，仍存在在許多問題需需要進(jìn)一步研研究和探討。（1）沒有完備的規(guī)范制制度。一般來來說，現(xiàn)行的的測(cè)試手段、測(cè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高高強(qiáng)度、高性性能的混凝土土有很多不適適應(yīng)的地方，有有時(shí)候往往還還會(huì)存在一定定的誤差。僅僅就高強(qiáng)混凝凝土而言，也也只有CECS：98《高強(qiáng)混凝凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)與施工規(guī)程程》可供參考考。在一般的的高強(qiáng)混凝土土沒有建立完完備的規(guī)范的的前提下，對(duì)對(duì)于具有更高高強(qiáng)度和性能能的RPC就更不用說說了。（2）RPC作為一種新新型混凝土材材料，最基本本的力學(xué)性能能——受壓、受拉拉應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和和本構(gòu)模型均均未定論，也也未能有一套套關(guān)于RPC結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)程或設(shè)計(jì)計(jì)準(zhǔn)則，這為為RPC材料在各種種大型結(jié)構(gòu)中中的應(yīng)用造成成一定困難。因因此，本構(gòu)關(guān)關(guān)系研究迫在在眉睫。（3）國內(nèi)外近年來對(duì)RRPC材料的基本本特性的研究究工作集中在在高效減水劑劑與硅粉等高高活性摻合料料復(fù)合，降低低水膠比，提提高基本硬化化密度，同時(shí)時(shí)摻加鋼纖維維提高抗彎強(qiáng)強(qiáng)度，獲得所所需要的高強(qiáng)強(qiáng)度、高韌性性和延性方面面，對(duì)RPC材料高性能能產(chǎn)生的機(jī)理理等方面缺乏乏系統(tǒng)的研究究。關(guān)于RPC材料細(xì)觀機(jī)機(jī)理與宏觀變變形、斷裂能能與斷裂韌性性及破壞行為為的研究也有有待深入展開開。（4）混凝土的變形會(huì)對(duì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)和性能造成成不良的影響響，而影響混混凝土收縮和和徐變的因素素很多，機(jī)理理也很復(fù)雜，對(duì)RPC材料的收縮和徐變特點(diǎn)需進(jìn)一步深入研究。（5）自收縮較大。由于于RPC水膠比較低低，且又采用用熱養(yǎng)護(hù)，自自身收縮較大大，這樣對(duì)于于現(xiàn)澆施工存存在一定困難難。國外在使使用RPC時(shí)也一般在在預(yù)制廠生產(chǎn)產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件。這這樣，在實(shí)際際的結(jié)構(gòu)工程程中，RPC的運(yùn)用會(huì)受受到限制。（6）成本昂貴。硅粉的的摻入、高效效減水劑和鋼鋼纖維的使用用以及較高的的成型和養(yǎng)護(hù)護(hù)條件，都提提高了RPC的生產(chǎn)成本本，阻礙了它它的推廣和使使用。所以，尋尋找較廉價(jià)的的摻料來優(yōu)化化替代昂貴的的組分，形成成工藝簡(jiǎn)單、成成本低廉的生生產(chǎn)線，仍然然是今后需要要改善和加強(qiáng)強(qiáng)的方向。RPC材料需要進(jìn)進(jìn)行的研究我國未來很長一段段時(shí)間內(nèi)，將將會(huì)處于建設(shè)設(shè)高峰期。大大量的橋梁、隧隧道、高層與與超高層建筑筑、工業(yè)廠房、市市政設(shè)施、化化學(xué)工業(yè)等面面臨著利用鋼鋼結(jié)構(gòu)、成本本與維護(hù)費(fèi)用用高，而用目目前的普通混混凝土，性能能低下達(dá)不到到設(shè)計(jì)要求等等問題。因此此從國內(nèi)建設(shè)設(shè)的需要出發(fā)發(fā)，利用國內(nèi)內(nèi)的原材料資資源，開發(fā)活活性粉末混凝凝土的應(yīng)用技技術(shù)，勢(shì)在必必行。（1）研究通用的配制和和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，以以及攪拌、成成型和養(yǎng)護(hù)等等生產(chǎn)工藝；；（2）研究RPC材料的破壞壞準(zhǔn)則和本構(gòu)構(gòu)關(guān)系；（3）研究RPC結(jié)構(gòu)的構(gòu)造造措施、結(jié)構(gòu)構(gòu)形式和選型型設(shè)計(jì)；（4）研究RPC結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)理論和設(shè)計(jì)計(jì)方法；（5）研究RPC結(jié)構(gòu)的疲勞勞特性、動(dòng)力力穩(wěn)定性及抗抗震性能。近幾年來，清華大大學(xué)長沙鐵道道學(xué)院、北京京交通大學(xué)、同同濟(jì)大學(xué)、福福州大學(xué)等單單位在RPCC研究方面做做了有益的嘗嘗試。湖南大大學(xué)的何峰、黃黃政宇等人試試驗(yàn)研究了原原材料品種、性性質(zhì)及配合比比對(duì)RPC強(qiáng)度的的影響；在未未摻鋼纖維的的情況下，配配制出了流動(dòng)動(dòng)性好，高溫溫養(yǎng)護(hù)(200℃)下抗壓強(qiáng)度度為229．0MPa的RPC，在摻摻鋼纖維的情情況下，RPPC的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度高達(dá)2998．6MPa。北北京交通大學(xué)學(xué)的閻貴平、安安明喆等人對(duì)對(duì)RPC200進(jìn)行了深入入的研究，并并已將研究成成果應(yīng)用于工工程實(shí)踐，也也有了自行的的研究體系。同同濟(jì)大學(xué)的龍龍廣成等人研研究了養(yǎng)護(hù)溫溫度和齡期對(duì)對(duì)水泥、粉煤煤灰以及硅灰灰等粉末材料料為主要原料料的RPC強(qiáng)度的的影響，以期期確定最佳養(yǎng)養(yǎng)護(hù)條件。清清華大學(xué)的曹曹峰、覃維祖祖在水泥基體體中復(fù)合使用用粉煤灰，在在減少硅灰用用量、降低RRPC成本等等方面做了嘗嘗試。福州大大學(xué)的有關(guān)人人員在廣泛調(diào)調(diào)研基礎(chǔ)上，確確定選用以地地方常見材料料為主的RPPC原材料，進(jìn)進(jìn)行制作工藝藝和配合比設(shè)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)研研究，取得可可喜的初步成成果。RPC作為一種新新型高性能混混凝土，需要要研究的內(nèi)容容還很多，本本文作為基礎(chǔ)礎(chǔ)性研究，同同時(shí)也由于試試驗(yàn)條件和時(shí)時(shí)間的限制，僅僅對(duì)RPC二軸受壓力力學(xué)性能進(jìn)行行了初步的研研究。RPC兩軸受力特特性研究的意意義活性粉末混凝土在在工程中的應(yīng)應(yīng)用前景廣闊闊，了解其受受力性能對(duì)改改善其耐久性性具有現(xiàn)實(shí)的的意義。目前前國內(nèi)對(duì)RPPC200單軸受力性性能的研究已已經(jīng)很多了，對(duì)對(duì)單軸受力性性能的了解已已經(jīng)比較成熟熟，但是對(duì)多多軸受力性能能的研究卻少少之又少，而而實(shí)際工程中中構(gòu)件的受力力往往不是單單軸受力，而而是處于復(fù)雜雜的多軸受力力狀態(tài)，所以以對(duì)多軸受力力性能的研究究更具現(xiàn)實(shí)意意義。1.4本文研究?jī)?nèi)內(nèi)容本文在北京交通大大學(xué)閻貴平、安安明喆、***、鐘鐵毅、潘潘雨課題組的的研究基礎(chǔ)上上，結(jié)合國內(nèi)內(nèi)的實(shí)際情況況，進(jìn)行原材材料選用和纖纖維RPC的配置，從從理論和實(shí)踐踐上對(duì)摻鋼纖纖維的活性粉粉末混凝土基基本力學(xué)特性性進(jìn)行初步探討，主要研研究?jī)?nèi)容如下下：（1）得到二向應(yīng)力狀態(tài)態(tài)下RPC的破壞強(qiáng)度度，并初步認(rèn)認(rèn)識(shí)應(yīng)力比的變化化對(duì)RPC破壞形態(tài)的的影響；（2）得到二向應(yīng)力狀態(tài)態(tài)下RPC的變形特性性，即：不同同應(yīng)力比作用下下，二軸受壓壓狀態(tài)下RPC的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系全全曲線；（3）繪制出RPC的主主應(yīng)力空間二二軸強(qiáng)度包絡(luò)絡(luò)圖及峰值應(yīng)應(yīng)變包絡(luò)圖，為RPC的設(shè)計(jì)理論論發(fā)展提供必必要的依據(jù)；；（4）基于得到的試驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)，擬合得得到二向應(yīng)力力狀態(tài)下RPC破壞準(zhǔn)則和和本構(gòu)關(guān)系；；（5）初步對(duì)RPC二向向應(yīng)力狀態(tài)下下的破壞全過過程進(jìn)行分析析。從而得出關(guān)于測(cè)定定高性能混凝凝土受壓應(yīng)力力-應(yīng)變曲線的的一套完整而而合理的試驗(yàn)驗(yàn)方法；獲取取比較全面的的RPC2000的受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線；；建立比較完完善合理的RPC2000二軸受壓本本構(gòu)模型；理理論分析RPC2000的二軸受壓壓全過程，并并初步對(duì)其宏宏觀性能機(jī)理理做出解釋。第二章試件制備備與試驗(yàn)方案2.1活性粉末混混凝土試件的的制備原材料制備RPC試件的主要要材料有水泥泥、硅粉、石石英砂、高效效減水劑、鋼鋼纖維和水，下下面給出所用用各種材料的的主要性能指指標(biāo)。（1）水泥拉法基42.5號(hào)號(hào)硅酸鹽水泥泥，細(xì)度34400cmm2/g，初凝時(shí)時(shí)間2h40min，終凝時(shí)間間3h40min，標(biāo)準(zhǔn)稠度度用水量277%，燒失失量為0.5。礦物組成見見表2-1，水泥膠砂砂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表2-2。礦物CSCSCACAFf-CaOf-MgO含量/%60.50.91.8表2-1琉璃河442.5水泥的熟料料礦物組成注：其中石膏摻量量為2.95～3.0％。指標(biāo)抗壓強(qiáng)度抗折強(qiáng)度齡期3d28d3d28d給定值/MPa27.055.05.59.0實(shí)測(cè)值/MPa46.2表2-2拉法基442.5水泥的主要要力學(xué)性能（2）硅粉灰白色細(xì)粉，密度度2.2144g/cm3，粒徑2μm以下，平均均粒徑0.31μm左右，比表表面積1433100cmm2/g。試樣檢驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果見表2-3，粒度分析析結(jié)果見表2-4。檢測(cè)項(xiàng)目質(zhì)量百分率/%檢測(cè)依據(jù)或說明SiO82.22ISO/DIS112677FeO1.81AlO0.97CaO0.36MgO1.31燒失量1.45KO0.84ZX-03-HXXFB06NaO0.16FC0.92GB/T30455-19899ZX-03-HXXFB05FeO0.27表2-3硅粉試樣樣檢驗(yàn)結(jié)果樣品名稱二氧化硅微粉測(cè)試條件CENTCONNSTANTTREV..(RPM))：2500測(cè)試及分析結(jié)果該樣品顆粒粒徑均均在2μm以下，其中中：<0.1μm的占占13%，<0.3μm的占48%，<0.5μm的占占74%，<1.0μm的占93%中值粒徑：0.331μm；比表面積積：14.331m/g表2-4硅粉粒度度分析結(jié)果（3）石英砂采用某砂廠生產(chǎn)的的石英砂，粒粒徑范圍0～1.25mmm。按粗細(xì)程度度分為細(xì)砂、中中砂、粗砂等等。不同粗細(xì)細(xì)程度石英砂砂的實(shí)測(cè)表觀觀密度與堆積積密度見表22-5。石英砂類別細(xì)砂中砂粗砂粒級(jí)/mm表觀密度/g/ccm2.6342.6272.586堆積密度/g/ccm1.4401.4281.306表2-5石英砂粒粒度分析結(jié)果果（4）減水劑國內(nèi)某混凝土外加加劑廠生產(chǎn)的的新型非萘系系高性能減水水劑AN30000，褐色粘稠稠液體，減水水率29%，含固量31%。1個(gè)小時(shí)無坍坍落度損失，輕輕微緩凝，不不引氣。（5）鋼纖維某廠生產(chǎn)的短細(xì)鋼鋼纖維，細(xì)圓圓形表面鍍銅銅，直徑0..22mm，長長度13mmm，抗拉強(qiáng)度2800MMPa。（6）配合比如下（單位位：kg/m3）：水泥/kg硅粉/kg石英砂/kg纖維/kg水/kg外加劑/kg粗砂中砂細(xì)砂70616035971818012010870表2-6配合比列表表2.1.2試件的的制作及養(yǎng)護(hù)護(hù)根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》及實(shí)際際試驗(yàn)條件的的限制，制備備試件尺寸為為150mm*150mm*50mm，用用150mmm*150mmm*150mmm鋼模成型,再切割打磨磨成所要的試試塊，試件如如圖2-1所示：（不不用成型面，這這樣可以不用用考慮成型面面的影響）做做3組，每組3塊。圖2-1RPCC試塊制作RPC試塊時(shí)，按按下列步驟進(jìn)進(jìn)行：（1）攪拌：先投入鋼鋼纖維、砂干干拌3min，再投水泥泥、硅粉干拌拌2min，最后把水水和減水劑倒倒入攪拌機(jī)中中，攪拌7min左右；（2）成型：將RPCC材料一次裝裝入試模，裝裝料時(shí)用抹刀刀沿試模內(nèi)壁壁略加振搗，并并使拌和物高高出試模上口口，振動(dòng)成型型，持續(xù)到混混凝土表面出出漿為止，用用抹刀抹平，然然后將模具放放入養(yǎng)護(hù)室；；（3）拆模：試塊澆筑筑完畢應(yīng)立即即用塑料薄膜膜覆蓋防止表表面起皮、開開裂，室溫下下養(yǎng)護(hù)36小以后拆模；；（4）養(yǎng)護(hù)條件高溫養(yǎng)護(hù)：先455熱蒸汽養(yǎng)護(hù)2h再升溫至60養(yǎng)護(hù)2h最后升至75養(yǎng)護(hù)68h后取出試塊塊。2.1.3試件制制備的設(shè)備：：(1)混凝土攪攪拌機(jī)：SJD30型單臥軸強(qiáng)強(qiáng)制式混凝土土攪拌機(jī)，主主軸轉(zhuǎn)數(shù)45轉(zhuǎn)/分，最大攪攪拌量30LL。(2)振動(dòng)臺(tái)：ZZHDG--80型混凝土試驗(yàn)驗(yàn)用振動(dòng)臺(tái)，振振幅（全幅）為為0.5mmm，震動(dòng)頻率為50Hz。(3)水泥混凝凝土養(yǎng)護(hù)箱：：上海路達(dá)試試驗(yàn)儀器有限限公司生產(chǎn)的的水泥混凝土土自動(dòng)控制養(yǎng)養(yǎng)護(hù)箱。(4)養(yǎng)護(hù)室：：北京交通大大學(xué)建筑材料料試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，溫溫度控制設(shè)備備為BYS-3溫度自動(dòng)控控制儀。2.2試驗(yàn)方案案試驗(yàn)設(shè)備加載設(shè)備采用清華華大學(xué)高壩大大型試驗(yàn)室INSTRRON85006四立柱液液壓伺服試驗(yàn)驗(yàn)機(jī)。雙向加加載系統(tǒng)為分分離式，豎向向?yàn)樗牧⒅囋囼?yàn)機(jī)，水平平為封閉加力力框架，兩個(gè)個(gè)方向可以互互不干擾的實(shí)實(shí)現(xiàn)力的輸出出。在水平和和豎直方向上上分別安裝高高精度應(yīng)變測(cè)測(cè)量裝置(這里采用引引伸儀)并將測(cè)得的的應(yīng)變實(shí)時(shí)傳傳回試驗(yàn)機(jī)，即即構(gòu)成以應(yīng)變變?yōu)榭刂茀?shù)數(shù)的閉環(huán)控制制(closeedlooop)加載系系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各各自方向上的的應(yīng)變輸出。此此時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)力比和加載載速率計(jì)算出出各個(gè)時(shí)刻的的控制應(yīng)變，再再以加載控制制文件的形式式輸入試驗(yàn)機(jī)機(jī)，即可以實(shí)實(shí)現(xiàn)應(yīng)力比例加載載。設(shè)備如圖2-2所示：圖2-2雙軸加載裝裝置詳圖界面層處理在受壓加載過程中中，由于泊松松效應(yīng)的影響響，混凝土試試件和鋼制加加載板都會(huì)發(fā)發(fā)生側(cè)向膨脹脹，又由于二二者的泊松比比不同，使得得加載板對(duì)試試件產(chǎn)生側(cè)向向約束效應(yīng)，試試件的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度會(huì)因此而而大大增加，此此時(shí)測(cè)得的抗抗壓強(qiáng)度和全全曲線都會(huì)失失真。解決這這個(gè)問題最常常用的方法就就是在加載板板和試件之間間設(shè)置減摩層層。本次試驗(yàn)驗(yàn)中采用兩層層0．26mm聚四氟氟乙烯(Tefloon)作為減減摩層，兩張張聚四氟乙烯烯之間均勻涂涂抹黃油合并并為一張，作作為一層減磨磨層，置于試試件和加載板板之間，試驗(yàn)驗(yàn)證明效果較較好。減摩層層厚度雖然不不大，但是由由于其本身剛剛度比較小，所所以在加載過過程中也會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生一定的變變形，為了便便于后期數(shù)據(jù)據(jù)處理，試驗(yàn)驗(yàn)中實(shí)測(cè)了減減摩層的應(yīng)力力-變形關(guān)系，即即將大小、形形狀、制作順順序等條件均均相同的減磨磨層置于加載載板和標(biāo)定鋼鋼塊之間，加加載之后所得得到應(yīng)變減去去鋼塊應(yīng)變即即為減磨層應(yīng)應(yīng)變。。加載制度和應(yīng)力比比根據(jù)Krajciinovicc的討論和以以往的試驗(yàn)，在在應(yīng)力控制加加載制度下加加載到達(dá)峰值值點(diǎn)后就會(huì)進(jìn)進(jìn)入非穩(wěn)定階階段，試件將將瞬間發(fā)生破破壞，此時(shí)不不能測(cè)得應(yīng)力力-應(yīng)變曲線的的下降段，而而在應(yīng)變控制制加載制度下下試件在加載載全過程都處處于穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)，可以測(cè)得得應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€線，所以本次次試驗(yàn)采用應(yīng)應(yīng)變控制加載載制度。試驗(yàn)驗(yàn)機(jī)記錄并用用于控制的應(yīng)應(yīng)變值是加載載板之間的變變形與試件原原始尺寸的比比值，這個(gè)應(yīng)應(yīng)變包含了試試件變形以及及試件與加載載板之間界面面層的變形，定定義為名義應(yīng)應(yīng)變E。根據(jù)混凝土土試驗(yàn)規(guī)定，以以豎向加載軸軸名義應(yīng)變?yōu)闉椋郊虞d載軸名義應(yīng)變變?yōu)?，以拉?yīng)應(yīng)變?yōu)檎瑝簤簯?yīng)變?yōu)樨?fù)。兩兩個(gè)加載軸名名義應(yīng)變的比比值定義為名名義應(yīng)變比=/，而由于加載載設(shè)備是以應(yīng)應(yīng)變控制力輸輸出的，故此此時(shí)應(yīng)變比即即為應(yīng)力比。加載過程中保持應(yīng)力比不變，并且根據(jù)應(yīng)力比的不同將所有試件分為3組。壓-壓區(qū)3組，應(yīng)力比分別為a=l，0.3和0.1。由于試驗(yàn)條件和經(jīng)費(fèi)的限制，沒有進(jìn)行雙向受拉區(qū)和拉-壓區(qū)的試驗(yàn)。試驗(yàn)步驟：（1）提前開機(jī)預(yù)熱330分鐘，將提提前做好的應(yīng)應(yīng)力比控制加加載的txt文件導(dǎo)入計(jì)計(jì)算機(jī)；（2）將切割打磨好的試試塊放在試驗(yàn)驗(yàn)機(jī)上；（3）試件的水平受壓壓面用涂貼少少許黃油的塑料薄薄膜作為減摩摩措施。具體體做法是：在在兩層塑料薄膜膜間涂甘油，甘油盡盡量均勻且薄薄，然后把兩塑料薄膜膜粘貼，盡量量不要有氣泡泡。試驗(yàn)時(shí)將將試件安裝在在三軸試驗(yàn)機(jī)機(jī)的加載板間間，在試驗(yàn)機(jī)機(jī)加載板和試試件之間放置置薄膜，使之受受力均勻；（4）把鋼板安裝在加加載頭上并調(diào)調(diào)準(zhǔn)試件位置置，將試件軸軸心物理對(duì)中中；（5）啟動(dòng)三軸試驗(yàn)系系統(tǒng)對(duì)試件施施加初始?jí)毫α?，一般?~10kkN即可。具體加加載順序?yàn)椋海合蓉Q向?qū)χ兄?，反?fù)預(yù)壓壓；再完成水水平方向預(yù)壓壓，且加載至至預(yù)設(shè)的側(cè)應(yīng)應(yīng)力值，并保保持恒定；檢檢查各部分運(yùn)運(yùn)行是否正常常，試件位置置是否正確。然然后在加載頭頭上安裝位移移計(jì)并對(duì)位移移計(jì)調(diào)零，最最后選擇加載載軸及加載比比例后開始加加載，由計(jì)算算機(jī)自動(dòng)記錄錄荷載及位移移值；（6）取出破壞的試件件，觀察其破破壞形態(tài)。第三章試驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)及其處理3.1實(shí)際應(yīng)變的的獲取試驗(yàn)獲得的應(yīng)變?yōu)闉槊x應(yīng)變，是RPC試塊與減磨層的共同應(yīng)變，故應(yīng)將所得試驗(yàn)應(yīng)變減去減磨層應(yīng)變，才是RPC試塊的實(shí)際應(yīng)變。為此，必須對(duì)減磨層應(yīng)變進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定時(shí)采用彈性模量為200GPa的鋼試塊，采用與PRC試塊加載時(shí)一樣的減磨層（尺寸、材料、制作方法均一樣）。原則上一個(gè)應(yīng)力比進(jìn)行一次標(biāo)定即可，但鑒于最初加載速率處于摸索階段，應(yīng)力比為1：0.1的第一個(gè)試塊按90的恒定速率加載，所得曲線下降段不完整，故之后的加載采用變速率加載，即1-2000個(gè)點(diǎn)區(qū)間按180的速率加載，2000-6000個(gè)點(diǎn)區(qū)間按90的速率加載，6000-10000個(gè)點(diǎn)區(qū)間按50的速率加載，所得曲線較理想。故應(yīng)力比1：0.1進(jìn)行兩次標(biāo)定，應(yīng)力比1：0.3進(jìn)行兩次標(biāo)定，應(yīng)力比1：1進(jìn)行兩次標(biāo)定。標(biāo)定所得應(yīng)變是減減磨層和鋼試試塊的共同應(yīng)應(yīng)變，用所得得應(yīng)力除以鋼鋼的彈性模量量，即得鋼試試塊的應(yīng)變；；然后用標(biāo)定定所得應(yīng)變減減去鋼試塊的的應(yīng)變，即得得減磨層的應(yīng)應(yīng)變；最后，將將試驗(yàn)所得應(yīng)變變減去其對(duì)應(yīng)應(yīng)的減磨層應(yīng)應(yīng)變，即得RPC試塊的實(shí)際際應(yīng)變。但試驗(yàn)獲得的數(shù)數(shù)據(jù)分別是試試驗(yàn)位移（μm）、試驗(yàn)力（KN）、標(biāo)定位移（μμm）和標(biāo)定（KKN），故先以試驗(yàn)位移除以RPC試塊長（1449mm）得到試驗(yàn)應(yīng)變，標(biāo)標(biāo)定位移除以以鋼試塊（150mm）得到標(biāo)定應(yīng)應(yīng)變，試驗(yàn)力除以受受力面積（1149mm*50mm）得到試驗(yàn)應(yīng)力，標(biāo)定力力除以受力面面積（1500mm*150mm）得到標(biāo)標(biāo)定應(yīng)力。得得到試驗(yàn)和標(biāo)定的的應(yīng)力、應(yīng)變之后方方可進(jìn)行下一一步處理。舉舉例如下：標(biāo)定應(yīng)變標(biāo)定應(yīng)力鋼的應(yīng)變減磨層應(yīng)變-5.09-3.59-17.9312.85-5.09-3.60-18.0012.91-5.09-3.60-18.0012.91-5.09-3.59-17.9312.85-6.11-3.60-18.0011.89-6.11-3.59-17.9311.83-6.11-3.59-17.9311.83-8.13-3.59-17.939.80-10.20-3.60-18.007.80-11.20-3.59-17.936.73-12.20-3.59-17.935.73-14.27-3.59-17.933.67-15.27-3.60-18.002.73-16.27-3.60-18.001.73-18.33-3.60-18.00-0.33-20.33-3.60-18.00-2.33-22.40-3.60-18.00-4.40-23.40-3.60-18.00-5.40-24.40-3.61-18.07-6.33-26.47-3.61-18.07-8.40-27.47-3.63-18.13-9.33-28.47-4.47-22.33-6.13-30.53-4.80-24.00-6.53-31.53-4.89-24.47-7.07-32.53-4.91-24.53-8.00-34.60-4.93-24.67-9.93-36.60-4.95-24.73-11.87-38.67-4.95-24.73-13.93-39.67-4.96-24.80-14.87-40.67-4.96-24.80-15.87-42.73-4.96-24.80-17.93-43.73-4.97-24.87-18.87-44.73-5.03-25.13-19.60-45.80-5.15-25.73-20.07-47.80-5.33-26.67-21.13-48.80-5.43-27.13-21.67-50.87-5.48-27.40-23.47-52.87-5.55-27.73-25.13表3-1減磨層應(yīng)變變的獲得試驗(yàn)應(yīng)變?cè)囼?yàn)應(yīng)力減磨層應(yīng)變標(biāo)定應(yīng)力試驗(yàn)應(yīng)變46.58-2.8312.85-3.5946.5846.58-2.8512.91-3.6046.5846.58-2.8512.91-3.6046.5846.58-2.8512.85-3.5946.5846.58-2.8511.89-3.6046.5846.11-2.8511.83-3.5946.1145.57-2.8511.83-3.5945.5744.03-2.859.80-3.5944.0342.01-2.857.80-3.6042.0140.94-2.856.73-3.5940.9439.40-2.855.73-3.5939.4038.39-2.853.67-3.5938.3936.85-2.852.73-3.6036.8535.30-2.861.73-3.6035.3033.29-2.85-0.33-3.6033.2931.21-2.85-2.33-3.6031.2129.73-2.86-4.40-3.6029.7328.66-2.86-5.40-3.6028.6627.11-2.87-6.33-3.6127.1126.11-3.07-8.40-3.6126.1124.56-3.72-9.33-3.6324.5623.02-3.95-6.13-4.4723.0222.01-4.03-6.53-4.8022.0120.47-4.04-7.07-4.8920.4718.93-4.04-8.00-4.9118.9316.91-4.03-9.93-4.9316.9114.83-4.03-11.87-4.9514.8313.29-3.99-13.93-4.9513.2912.28-3.84-14.87-4.9612.2810.74-3.72-15.87-4.9610.749.73-3.68-17.93-4.969.738.19-3.65-18.87-4.978.196.66-3.64-19.60-5.036.66表3-2RPC試塊塊實(shí)際應(yīng)變的的獲得從表3-2可知，試驗(yàn)驗(yàn)應(yīng)力和標(biāo)定定應(yīng)力并非一一一對(duì)應(yīng)的，故故需在兩者之之間尋找相等等（或差值小小于0.5）的應(yīng)力，然然后再將兩者者所對(duì)應(yīng)的試試驗(yàn)應(yīng)變減去去減磨層應(yīng)變變，這樣得到到的才是RPC試塊的實(shí)際際應(yīng)變。因?yàn)闉閿?shù)據(jù)量非常常大，每個(gè)試試塊采集的點(diǎn)點(diǎn)都在8000個(gè)以上，人工工尋找對(duì)應(yīng)的的試驗(yàn)應(yīng)力和標(biāo)標(biāo)定應(yīng)力工作作量非常大，故故采用VB編程，自動(dòng)處理，最最終得到PRC實(shí)際的應(yīng)變-應(yīng)力曲線。圖3-1數(shù)據(jù)處理軟軟件3.2應(yīng)力比1：：0.1的σ-ε曲線（1）主軸圖3-2應(yīng)力比1//0.1時(shí)的σ-ε曲線由圖3-2可見，三個(gè)個(gè)試塊在彈性性階段均表現(xiàn)現(xiàn)出較完整的的直線上升趨趨勢(shì)，且曲率率基本相同。但但彈性階段之之后，三者變變化趨勢(shì)差異異較大，亦即即離散度比較較大，必須做做出取舍。曲線1始終處于上升階段段，峰值應(yīng)力力為210.774MPa，峰值應(yīng)變變?yōu)?224..12με，基本沒有下降降段，峰值過過后試塊直接接崩裂，發(fā)生生脆性破壞，其原因主要在于加載速率過快，整個(gè)過程加載速率恒定為90，從而導(dǎo)致其強(qiáng)度增大，且最終脆性崩裂。故該曲線不足以作為應(yīng)力比1/0.1時(shí)RPC試塊的正常曲線，舍去。曲線2亦不完整，大部分分處于上升段段，峰值應(yīng)力力為162.442MPa，峰值應(yīng)變變?yōu)?046..27με，峰值過后后有一小段下下降段。曲線3最為完整，峰值應(yīng)應(yīng)力為168MPa，峰值應(yīng)變變?yōu)?797..67με，峰值應(yīng)力與與曲線2接近，峰值應(yīng)應(yīng)變則差別較較大。峰值過過后出現(xiàn)將長長的一段下降降段，但在7000με-7400με之間出現(xiàn)應(yīng)力力反彈，強(qiáng)度度突增至1667MPa，這可能是是因?yàn)樵撛噳K塊鋼纖維分布布不均勻，RPC基材破裂后鋼鋼纖維承擔(dān)大大部分應(yīng)力，從從而導(dǎo)致應(yīng)力力反彈現(xiàn)象。故故此段數(shù)據(jù)可可去除。綜合上述分析，取取曲線2全段和曲線線三（去除77000με-7400με之間的數(shù)據(jù)據(jù)）部分來進(jìn)進(jìn)行擬合，最最終得到應(yīng)力力比為1：0.1的σ-ε曲線，如下：：圖3-3應(yīng)力比1//0.1時(shí)最終σ-ε曲線由圖3-3可見，應(yīng)力力比為1/0.1時(shí)，RPC試塊峰值應(yīng)應(yīng)力為1688MPa，峰值應(yīng)變變?yōu)?800με。（2）水平軸按照上述處理主軸軸σ-ε曲線的方法法，可得到應(yīng)力比比1/0.1時(shí)水平軸的的σ-ε曲線，如下下：圖3-4應(yīng)力比1//0.1時(shí)水平軸σ-ε曲線由圖3-4可見，應(yīng)力力比為1/0.1時(shí)，水平軸軸σ-ε曲線基本成線線性，整個(gè)曲曲線處于上升升階段，但起起點(diǎn)沒有從0開始，而是是從0με-5.88MPa開始，其原原因在于記錄錄儀器的誤差差所致，其余余應(yīng)力比下水平平軸σ-ε曲線均有此特特點(diǎn)；峰值應(yīng)應(yīng)力為21MPa，為主軸峰值值應(yīng)力的0..125倍，沒有嚴(yán)嚴(yán)格等于0.1，其原因主主要是加載儀儀器本身誤差差所致；峰值值應(yīng)變?yōu)?110με，與之對(duì)應(yīng)地地，主軸應(yīng)力力為21MPPa時(shí)的應(yīng)變是是980με，其原因因在于RPC泊松膨脹效效應(yīng)所致，當(dāng)當(dāng)水平軸應(yīng)力力達(dá)到21MPa時(shí)，主軸處于于峰值應(yīng)力1168MPaa附近，泊松松膨脹效應(yīng)使使得RPC試塊在水平平方向產(chǎn)生拉拉應(yīng)力，抵消消部分加載壓壓應(yīng)力，因而而相同應(yīng)力值值下應(yīng)變差距距較大。3.3．應(yīng)力比11：0.3的σ-ε曲線（1）主軸圖3-5應(yīng)力比為11/0.3時(shí)時(shí)三條σ-ε曲線由圖3-5可見，曲線線2最為完整，但但其峰值與另另兩條曲線峰峰值差距較大大，離散度過過大，舍去；；曲線3只有上升段段，亦屬于非普通通情形，舍去去；曲線1有一部分下下降段，峰值值與中間值接接近，故取曲曲線1為應(yīng)力比為1/0.3時(shí)最終的σ-ε曲線，如下：：圖3-6應(yīng)力比1//0.3時(shí)最最終σ-ε曲線由圖3-6可見，應(yīng)力力比為1/0.3時(shí)，RPC試塊峰值應(yīng)應(yīng)力為1488MPa，峰值應(yīng)變變?yōu)?0488.37με（2）水平軸按照上述處理主軸軸σ-ε曲線的方法法，可得到應(yīng)應(yīng)力比1/00.1時(shí)水平軸的的σ-ε曲線，如下下：圖3-7應(yīng)力比1//0.3時(shí)水平軸σ-ε曲線由圖3-7可見，應(yīng)力力比為1/0.3時(shí)，水平軸軸σ-ε曲線接近線性性，整個(gè)曲線線處于上升階階段，但與圖3-4一樣，由于于記錄儀器存存在誤差，起起點(diǎn)沒有從0開始，而是是從0με-5.88MPa開始；峰值應(yīng)力為45MPa，為主軸峰值值應(yīng)力的0..3倍，與理論控控制值吻合；；峰值應(yīng)變?yōu)闉?100μεε，比主軸應(yīng)應(yīng)力45MPa時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)應(yīng)變小，原因因前面已述。但同時(shí)也可以看到，兩者之差比應(yīng)力比為1/0.1時(shí)小很多，這是應(yīng)力比變大所致。3.4．應(yīng)力比11：1的σ-ε曲線（1）主軸圖3-8應(yīng)力比1//1時(shí)三條σ-ε曲線由圖3-8可見，三條條曲線峰值很很接近，但曲曲線1不完整，舍舍去；曲線2和3均很豐滿，上上升段基本吻吻合，峰值應(yīng)應(yīng)力和峰值應(yīng)應(yīng)變相近，但但曲線2下降段較符符合經(jīng)典曲線線趨勢(shì)，曲線線3則波動(dòng)較大大，峰值后出出現(xiàn)一段平臺(tái)臺(tái)，應(yīng)變?yōu)?500μεε-55000με區(qū)間內(nèi)出出現(xiàn)應(yīng)力反彈彈現(xiàn)象，屬于于非正常變化化。鑒于上述述三條曲線特特點(diǎn)，故取曲曲線2為應(yīng)力比1/1時(shí)的最終σ-ε曲線：圖3-9應(yīng)力比1//1時(shí)最終σ-ε曲線由圖3-9可見，應(yīng)力力比為1：1時(shí)，峰值應(yīng)應(yīng)力為1155.33MPPa，峰值應(yīng)變變?yōu)?3366.35μεε。（2）水平軸.按照上述處理主軸軸σ-ε曲線的方法法，可得到應(yīng)應(yīng)力比1/00.1時(shí)水平軸的的σ-ε曲線，如下下：圖3-10應(yīng)力比11/1時(shí)水平軸σ-ε曲線由圖3-10所致，應(yīng)應(yīng)力比為1/1時(shí)，水平軸軸σ-ε曲線與主軸軸σ-ε曲線相近，表表現(xiàn)為直線上上升（彈性階階段）-非線性上升升（彈塑性和和塑性階段）-峰值-迅速（大曲曲率）下降-拐點(diǎn)-緩慢（小曲曲率）下降六六個(gè)階段；峰峰值應(yīng)力為99MPa，為主軸峰峰值應(yīng)力0..86倍，與理論論控制值有一一定差距；峰峰值應(yīng)變?yōu)?500μεε，與主軸相同同應(yīng)力值下對(duì)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變相相當(dāng)。第四章試驗(yàn)結(jié)果果分析由于RPC200是新新型材料而且且其超高的力力學(xué)性能，國國內(nèi)外還未對(duì)對(duì)其二軸、三三軸力學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)進(jìn)行研究過過。本次試驗(yàn)在RPC2000單軸試驗(yàn)研研究成果的基基礎(chǔ)上以及試試驗(yàn)條件和試試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)允許許的范圍內(nèi)，初初步對(duì)其二軸軸力學(xué)性能進(jìn)進(jìn)行探索研究究。4.1破壞模式混凝土損傷和破壞壞的過程是異異常復(fù)雜的，在在不同的應(yīng)力力狀態(tài)和邊界界條件作用下下其破壞模式式和形態(tài)都有有顯著的差別別，即便是相相同的應(yīng)力狀狀態(tài)下其破壞壞形態(tài)也不盡盡相同。試驗(yàn)驗(yàn)過程中詳細(xì)細(xì)記錄試件的的破壞模式對(duì)對(duì)研究混凝土土的破壞機(jī)理理、理解混凝凝土材料力學(xué)學(xué)性能的本質(zhì)質(zhì)以及解釋試試件和結(jié)構(gòu)的的損傷破壞現(xiàn)現(xiàn)象都具有重重要的意義。RPC單軸受壓破破壞已被廣泛泛研究，獲得得了較全面的的試驗(yàn)成果。但二軸應(yīng)力力狀態(tài)下RPC的破壞形式式尚未本找到相關(guān)文文獻(xiàn)記錄。單單軸應(yīng)力作用用下，由于泊泊松膨脹作用用，混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)微粒向另另兩個(gè)自由面面膨脹，若摻摻入鋼纖維，則則同時(shí)受到鋼鋼纖維的阻裂裂作用，其中中鋼纖維的強(qiáng)強(qiáng)度以及鋼纖纖維與混凝土土的膠結(jié)力是是阻裂作用的的控制因素。在二軸應(yīng)力狀態(tài)下，試塊只有一個(gè)自由面，應(yīng)力比對(duì)RPC的破壞有直接影響。而且在實(shí)際工程中，混凝土構(gòu)件大多處于復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下，因此研究不同應(yīng)力比下RPC的破壞模式具有實(shí)際意義。本試驗(yàn)采用三個(gè)應(yīng)力比：1/0.1、1/0.3、1/1，共九個(gè)試塊，試驗(yàn)所得試塊破壞情況如下：（1）應(yīng)力比1：0.11時(shí)：圖4-1應(yīng)力比1//0.1第一塊圖4-2應(yīng)力比1//0.1第二塊圖4-3應(yīng)力比1//0.1第三塊（2）應(yīng)力比1：0.33時(shí)：圖4-4應(yīng)力比1//0.3第一塊圖4-5應(yīng)力比1//0.3第二塊圖4-6應(yīng)力比1//0.3第三塊（3）應(yīng)力比1：1時(shí)：：圖4-7應(yīng)力比1//1第一塊圖4-8應(yīng)力比1//1第二塊圖4-9應(yīng)力比1//1第三塊受壓荷載下RPCC的破壞過程程實(shí)質(zhì)上是微微裂紋發(fā)生、擴(kuò)擴(kuò)展以至貫穿穿的過程.試件到達(dá)峰峰值應(yīng)力前，其其表面很少出出現(xiàn)可見裂縫縫，在接近峰峰值應(yīng)力時(shí)會(huì)會(huì)聽到明顯的的劈裂聲，峰峰值應(yīng)力過后后，很快出現(xiàn)現(xiàn)平行或傾斜斜于荷載方向向的可見裂縫縫，試件內(nèi)部部劈裂聲更加加明顯，隨后后形成主裂縫縫并迅速發(fā)展展，直至貫通通整個(gè)截面..與普通棍凝凝土的破壞形形態(tài)不同的是是，RPC試件可可能為劈裂破破壞，也可能能為剪切破壞壞。由上面的試件破壞壞形態(tài)看，破破壞的試件大大多數(shù)表面存存在一條明顯顯的剪切裂縫縫，裂縫偏離離豎向或橫向向30度左右，剪剪切面上的鋼鋼纖維基本被被拔出或者拉拉斷。在這一破壞壞過程中，當(dāng)當(dāng)外加壓應(yīng)力力達(dá)到基體的的極限抗壓強(qiáng)強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)會(huì)貫通試件高高度而產(chǎn)生一一連續(xù)的剪切切面，并且RRPC有沿剪剪切面產(chǎn)生相相對(duì)滑移的趨趨勢(shì)，此時(shí)鋼鋼纖維與RPPC之間仍然然存在拉應(yīng)力力，鋼纖維可可以繼續(xù)吸收收大量的外來來能量。正因?yàn)橛锌缈缭郊羟忻娴牡匿摾w維的存存在，滑移受受到約束，鋼鋼纖維便承擔(dān)擔(dān)了外加壓力力在剪切面處處產(chǎn)生的全部部剪應(yīng)力，因因而使得RPPC試件不會(huì)會(huì)瞬間崩潰繼繼續(xù)加載，越越來越多的鋼鋼纖維破壞，試試件的承載力力不斷下降，直直至喪失承載載力，其中鋼鋼纖維的破壞壞形式有兩種種：一種為拔出出破壞，一種種為拉斷破壞壞。4.2RPC雙軸軸受壓破壞全全過程描述同一坐標(biāo)下三種應(yīng)應(yīng)力比下RPC試塊σ-ε曲線如下：圖4-10同一一坐標(biāo)下三應(yīng)應(yīng)力比主軸σ-ε曲線由試驗(yàn)得到的曲線線可知，RPC2000雙軸受壓變變形大致經(jīng)歷歷了以下幾個(gè)個(gè)階段：（1）線性上升段，對(duì)應(yīng)應(yīng)荷載增加過過程。在此過過程中，當(dāng)應(yīng)應(yīng)力達(dá)到極限限抗壓強(qiáng)度的的80%左右時(shí)，在在試件的豎向向上下部