低摻量鋼纖維混凝土力學(xué)性能研究.pdf

1、鋼纖維混凝土是一種新型復(fù)合材料,除了具有較高的強(qiáng)度之外,其韌性和抗裂性能也非常好。本文以6種鋼纖維類型、5個鋼纖維體積摻量和4種混凝土基體強(qiáng)度等級為主要考察因素,通過不同因素水平的組合,分別制備了18種立方體試件、棱柱體試件、小梁試件和6種平板試件,共計252個試件。在試驗的基礎(chǔ)上,研究了鋼纖維在低摻量范圍內(nèi)(鋼纖維體積率≤0.7％),鋼纖維摻量、鋼纖維類型及基體混凝土等對鋼纖維混凝土基本力學(xué)性能、彎曲韌性以及早齡期抗裂性能的影響。主要

2、研究內(nèi)容如下:
　　 1.通過60個150mm×150mm×150mm立方體試塊的抗壓試驗、60個150mm×150mm×150mm立方體試塊的劈拉試驗、60個150mm×150mm×300mm棱柱體試塊的軸心抗壓、120個100mm×100mm×400mm試塊的抗剪試驗和抗折試驗,系統(tǒng)研究了纖維摻量、鋼纖維類型和混凝土強(qiáng)度等級對混凝土基本力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,鋼纖維除了對抗壓強(qiáng)度影響較小之外,對劈拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度

3、都有很大提高,并且改善了混凝土的破壞形態(tài)。此外,鋼纖維對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響效果與基體強(qiáng)度有很大關(guān)系:基體強(qiáng)度較低時,隨著鋼纖維摻量的增加,抗壓強(qiáng)度也逐漸提高;基體強(qiáng)度較高時,隨鋼纖維摻量的增加,抗壓強(qiáng)度先降再升,且鋼纖維摻量較小時,鋼纖維混凝土抗壓強(qiáng)度略低于普通混凝土抗壓強(qiáng)度。
　　 2.研究了鋼纖維對混凝土靜壓彈性模量和抗折彈性模量的影響以及鋼纖維混凝土靜壓彈性模量與抗壓強(qiáng)度、抗折彈性模量與抗折強(qiáng)度的關(guān)系。結(jié)果表明,鋼纖維對

4、混凝土靜壓彈性模量和抗折彈性模量影響較小,混凝土基體強(qiáng)度是影響彈性模量的主要因素。由于試驗方法的影響,靜壓彈性模量一般略大于抗折彈性模量,兩者比值約為1.04。
　　 3.通過54根尺寸為100mm×100mm×400mm低摻量鋼纖維混凝土小梁的彎曲韌性試驗,計算了低摻量鋼纖維混凝土的彎曲韌性指數(shù)和彎曲韌性比,分析了鋼纖維體積率、鋼纖維類型和基體混凝土強(qiáng)度對低摻量鋼纖維混凝土彎曲性能的影響,并對荷載—撓度曲線進(jìn)行了對比。結(jié)果表明

5、,鋼纖維混凝土初裂強(qiáng)度由基體混凝土強(qiáng)度控制,鋼纖維影響不大;鋼纖維混凝土彎曲韌性指數(shù)及彎曲韌性比隨鋼纖維摻量的提高而增大;兩端帶彎鉤的切斷性鋼纖維增韌效果最好;低摻量鋼纖維對混凝土初裂荷載的提高并不明顯,初裂荷載與極限荷載十分接近。
　　 4通過對6塊尺寸為63mm×63mm×600mm的平板抗裂試件1d時裂縫的觀察和測量,分析了鋼纖維摻量、鋼纖維類型和基體混凝土強(qiáng)度對低摻量鋼纖維混凝土早齡期抗裂性能的影響。結(jié)果表明,普通混凝土