0引言 由于我国高速公路发展迅速，公路等级进一步提高，需要大量的优良路面铺装材料来满足日益提高的公路载荷。玻璃纤维混凝土比重大，纤维不会浮在结构表面，纤维无外露，其性能不但对混凝土早期有抗裂作用，而且对固化混凝土有增强增韧作用，可改善混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击、耐磨、弯曲疲劳等，对机场道面、桥面和公路路面的拉毛处理很有用［1－2］。因此，玻璃纤维增强混凝土具有广阔的应用前景。目前国内外针对合成纤维、钢纤维混凝土弯曲韧性的研究较多，然而关于耐碱玻璃纤维混凝土的研究报道不多。本文根据CECS13:89试验方法，在MTS810材料试验机上，通过三分点加载弯曲对不同纤维率的耐碱玻璃纤维混凝土的抗折强度进行试验测定［3－4］，并比较不同耐碱玻璃纤维掺量对其强度的影响，且结合工程经济效益，从而确定合理耐碱玻璃纤维掺量;根据JJF1059－1999对合理耐碱玻璃纤维掺量试件的抗折强度的不确定度进行分析和评定，以便为设计、施工等相关部门提供参考依据。 1试验 1．1试件尺寸及成型 根据CECS13:89的要求，试件中耐碱玻璃纤维长度为36mm，故采用截面为100mm×100mm的梁式试件。试验用100mm×100mm×400mm小梁试件，每种试件的耐碱玻璃纤维体积率分别为0%，0．6%，0．8%，1．0%，共4组，每组6个尺寸符合规定的试件。试件养护龄期工程上一般是28d，根据有关研究，90d后强度基本不变化［5］，为减少试验数据的离散，采用了90d龄期，试验前3h从养护室取出晾干。 1．2耐碱玻璃纤维材性 试验用耐碱玻璃纤维成分是襄樊汇尔杰玻璃纤维有限责任公司生产的玻璃纤维短切丝，材料性能为:单丝直径15μm，密度=2．7～2．78g/cm3，抗拉强度2．0～2．1GPa，极限延伸率4．0%，弹性模量63～70GPa。 1．3混凝土配合比 水泥为P•O42．5普通硅酸盐水泥，由云南陆良远东水泥厂提供，混凝土强度等级为C45，配合比分别为:水泥409kg/m3，砂880kg/m3，石1076kg/m3，水180kg/m3，外加剂3．3kg/m3，砂率0．45，水灰比(W/C)0．44［6］。 1．4试验方法 按照CECS13:89规范要求，用三分点加载梁进行试验，如图1所示，梁跨度为300mm，梁横截面为100mm×100mm。试验在MTS810材料试验机上完成，且按照恒位移控制方式加载。2建立数学模型由于用的是100mm×100mm×400mm小梁试件，考虑了尺寸效应产生的影响，本文中耐碱玻璃纤维混凝土的抗折强度按下式计算,式中:fm为抗折强度(MPa);Pu为破坏载荷(kN);l为梁的跨度(mm);b为梁的跨中宽度(mm);h为梁的跨中高度(mm)。 3实验结果及分析 经过90d的标准条件下试件的养护，对不同耐碱玻璃纤维体积率的试件进行抗折试验，每组以6个试件的抗折强度平均值作为该组试件的抗折强度值。其试验结果如表1所示。由表1可见，当耐碱玻璃纤维体积率从0%～1．0%依次变化时，其抗折强度分别为普通混凝土的118．87%、121．64%和123．24%，变化曲线如图2所示。由图2可看出，随耐碱玻璃纤维体积率的增加，试件的抗折强度呈曲线增加，这与邓宗才等［7］试验结果变化趋势基本一致。当耐碱玻璃纤维体积率为1．0%时，试件的抗折强度达到最大值。由于随着耐碱玻璃纤维的掺量增多，混凝土在搅拌过程中，耐碱玻璃纤维容易产生结团现象，耐碱玻璃纤维分布的均匀性和结构的连续性降低;同时在用振捣棒插入内部振捣密实时，易将耐碱玻璃纤维折断及引起耐碱玻璃纤维结团，影响耐碱玻璃纤维的随机分布［8-9］。因此，当耐碱玻璃纤维体积率超过0．6%时，可能引起抗折强度增加幅度开始变缓的现象。 从试验现象可以看出，耐碱玻璃纤维改变了混凝土抗折破坏形式，强度较普通混凝土有明显的提高;由于具有较好增强效果的耐碱玻璃纤维价格较贵，使新拌混凝土的成本较高，结合工程经济效益，确定耐碱玻璃纤维混凝土合理玻璃纤维掺量为0．6%。4分析不确定度的来源测量过程中的随机效应及系统效应均会导致测量不确定度，数据处理中的修约也会导致不确定度［10-14］。本试验测量中可能导致不确定度的来源主要有:(1)试验机示值误差所引入的相对标准不确定度分量;(2)试件尺寸b、h测量及梁跨度l测定误差引入的相对标准不确定度分量;(3)测量结果数值估读所引入的标准不确定度分量;(4)试验最后结果的重复性所引入的标准不确定度分量。 5fm标准不确定度合成的评定 5．1fm测量的重复性所引入的相对标准不确定度(A类相对标准不确定度) 根据JJF1059—1999，对耐碱玻璃纤维体积率为0．6%的混凝土抗折强度测定结果的不确定度进行分析和评定，其试验结果如表2所示。 5．2．2试件尺寸b，h测量及梁跨度l测定误差引入的相对标准不确定度 6抗折强度扩展不确定度评定及不确定度报告 根据JJF1059—1999中扩展不确定度评定标准，当包含因子k=2时，此组试件抗折强度测量结果的扩展不确定度U=2×0．0852=0．1704MPa，则不确定度报告表示为:fm=5．4940MPa，U=0．1704MPa，k=2。 7结论 (1)玻璃纤维改变了混凝土抗折破坏形式，强度较普通混凝土有明显的提高;耐碱玻璃纤维混凝土合理玻璃纤维掺量为0．6%。 (2)通过对试件抗折强度测定的不确定度评定，结果表明数学模型中自由度及测量的重复性是引入测量不确定度的主要因素。 (3)本试验主要参考CECS13:89进行，由于标准对加载装置的两加载点位置未作出明确要求，因此试件中间不一定为纯弯曲状态，会有剪力作用。因此，建议进行同类试验时，试件尺寸应尽量大，从而可增大跨距以减小剪力对测量结果的影响。#p#分页标题#e#