水泥基体中仿生钢纤维的拔出试验

朱德举 李向阳 史才军 徐新华。

摘要：从仿生学的角度制备端部具有不同锥角（0°，2°，5°，7°）的异形钢纤维，根据纤维表面是否处理分为有化学黏结与无化学黏结2种，并使用MTS万能试验机测试了仿生异形钢纤维从水泥砂浆基体中以不同速率（2.5mm/min，25mm/min，250mm/min）拔出的力和位移，并計算得到最大拔出力和拔出功.结果表明，当钢纤维端部锥角从0°增加到5°时，最大拔出力有明显的增加，但7°时稍有减小；对于5°及7°锥角的钢纤维，随着加载速率从2.5mm/min增大到250mm/min，钢纤维的最大拔出力分别增大20.2%和13.4%；而0°及2°锥角钢纤维在加载速率增加到250mm/min时，最大拔出力相对于加载速率为25mm/min时的最大拔出力分别减小25.9%和8.2%；0°，2°和5°有黏结钢纤维的最大拔出力与相同锥角无黏结钢纤维的最大拔出力相比，分别增加64.1%，22.2%和6.7%，而7°锥角有黏结钢纤维的最大拔出力比无黏结钢纤维的最大拔出力减小6.2%；3种加载速率下，2°锥角钢纤维拔出力所做的功最大，纤维表面是否处理对拔出功无明显影响；本文设计的异形钢纤维能有效增强钢纤维与水泥砂浆基体的等效黏结强度.

关键词：钢纤维；锥角；加载速率；最大拔出力；拔出功