基于正交试验的聚丙烯泡沫混凝土基本力学性能研究

作者：万聪聪; 姜天华; 余意

来源：硅酸盐通报, 2023, 42(10): 3518-3529.

DOI：10.16552/j.cnki.issn1001-1625.20230814.004

• 聚丙烯纤维
• 粉煤灰
• 泡沫混凝土
• 基本力学性能
• 应力-应变曲线
• 本构模型

通过正交试验，研究了聚丙烯泡沫混凝土（PPFC）的基本力学性能及应力-应变本构关系。研究表明：在试验变量范围内，增加聚丙烯纤维（PP）体积掺量（0.5%、1.0%和1.5%）,PPFC试件立方体抗压、轴心抗压和劈裂抗拉强度均依次降低；增大PP长度（3、6和9 mm）,PPFC试件立方体抗压、轴心抗压和劈裂抗拉强度均先增大后减小；PPFC试件立方体抗压强度随粉煤灰（FA）质量掺量（40%、45%和50%）增加先增大后减小，轴心抗压强度和劈裂抗拉强度随FA掺量增加均依次减小。基于直观分析法，可得正交试验最优配合比组合为A1B2C2,即PP体积掺量为0.5%,PP长度为6 mm, FA质量掺量为45%。PPFC受压试件破坏形态均为压剪破坏，破坏裂缝主要为斜裂缝，并伴有竖向裂缝，破坏面一般为斜面破坏；劈裂受拉试件破坏形态均为劈裂破坏，破坏裂缝均为沿荷载施加方向的竖向裂缝。基于单因素变量法可得，增加PP体积掺量（0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%）,PPFC试件立方体抗压、轴心抗压和劈裂抗拉强度均先增大后减小，当PP体积掺量为0.2%时，PPFC试件立方体抗压、轴心抗压和劈裂抗拉强度均达到最大值，分别为16.00、14.56和1.96 MPa。表观密度和PPFC试件立方体抗压、轴心抗压、劈裂抗拉强度基本呈线性关系。采用分段式表达式建立了PPFC应力-应变本构模型。

• 单位
  武汉科技大学