鋼纖維混凝土基本力學(xué)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、鋼纖維混凝土SFRC(SteelFiberReinforcedConcrete)是在普通混凝土中加入短的鋼纖維而形成的一種性能優(yōu)良且應(yīng)用廣泛的新型復(fù)合材料，鋼纖維在混凝土中呈三維亂向分布，可阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展和阻滯宏觀裂縫的發(fā)生和發(fā)展，它顯著提高了混凝土的抗拉、抗彎及抗剪強(qiáng)度，抗沖擊、抗疲勞、裂后韌性和耐久性也有較大改善。 隨著鋼纖維混凝土應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)鋼纖維混凝土基本力學(xué)性能做了大量的研究。根據(jù)所取

2、得的有關(guān)鋼纖維混凝土的研究成果，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布了“鋼纖維混凝土試驗(yàn)方法CECS13：89”。自該標(biāo)準(zhǔn)頒布以來(lái)，對(duì)國(guó)內(nèi)外在鋼纖維混凝土領(lǐng)域的研究起到了很好的指導(dǎo)作用。但隨著鋼纖維生產(chǎn)技術(shù)的革新及鋼纖維產(chǎn)品的優(yōu)勝劣汰、鋼纖維混凝土的強(qiáng)度等級(jí)和應(yīng)用范疇進(jìn)一步擴(kuò)大，該標(biāo)準(zhǔn)不能適應(yīng)新修訂的配套標(biāo)準(zhǔn)《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS38：2004)的需要，對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的修訂完善勢(shì)在必行。本試驗(yàn)針對(duì)原有標(biāo)準(zhǔn)中的一部分問(wèn)題進(jìn)行測(cè)試，為標(biāo)準(zhǔn)的修

3、訂提供科研依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.通過(guò)對(duì)邊長(zhǎng)150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件進(jìn)行立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了在用水量、水灰比、鋼纖維纖維長(zhǎng)徑比和體積率變化條件下，砂率對(duì)薄板剪切型鋼纖維增強(qiáng)混凝土的拌合物工作性能及立方體抗壓和劈裂抗拉強(qiáng)度的影響規(guī)律，分析了用水量、水灰比、鋼纖維長(zhǎng)徑比和體積率與砂率的相互關(guān)系，提出了薄板剪切型鋼纖維增強(qiáng)混凝土的合理砂率取值與配合比設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度計(jì)算的建議。 2.通過(guò)直接以普通混

4、凝土配合比為基體組成，不進(jìn)行基體材料的調(diào)整配制鋼纖維混凝土試驗(yàn)，研究了在用水量、鋼纖維長(zhǎng)徑比和體積率變化條件下粗骨料對(duì)薄板剪切型鋼纖維增強(qiáng)混凝土的拌合物工作性能及立方體抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度和彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律。結(jié)果表明：在本試驗(yàn)連續(xù)級(jí)配粗骨料的最大粒徑為16～25mm、鋼纖維長(zhǎng)度與粗骨料最大粒徑之比為1.28～2.0、鋼纖維體積率為0.5﹪～2.5﹪范圍內(nèi)，鋼纖維混凝土拌合物的坍落度隨著粗骨料粒徑的增大而增大，粗骨料粒徑

5、變化對(duì)鋼纖維混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度和彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律基本上不受用水量、鋼纖維長(zhǎng)徑比和體積率變化的影響。 3.選取國(guó)內(nèi)定型生產(chǎn)的鋼板剪切型鋼纖維，研究尺寸為150×150×550mm標(biāo)準(zhǔn)棱柱體試件采用臥式和立式成型方法對(duì)混凝土中鋼纖維分布形態(tài)和鋼纖維混凝土彎拉強(qiáng)度的影響。對(duì)試件進(jìn)行切片試驗(yàn)研究表明，鋼纖維在混凝土中趨于沿垂直于成型方向分布的規(guī)律，分布特征明顯受到水泥用量、鋼纖維長(zhǎng)度和體積率的影響。對(duì)試

6、件進(jìn)行彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)表明，鋼纖維對(duì)臥式成型試件混凝土彎拉強(qiáng)度的增強(qiáng)作用大于對(duì)立式成型試件混凝土彎拉強(qiáng)度的增強(qiáng)作用。 4.通過(guò)對(duì)邊長(zhǎng)為100mm、150mm、200mm的立方體試件進(jìn)行立方體抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，邊長(zhǎng)為100×100×300mm、150×150×300mm的棱柱體試件進(jìn)行軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)；邊長(zhǎng)為100×100×400mm、150×150×550mm的棱柱體試件進(jìn)行彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了在水灰比、鋼纖維長(zhǎng)徑比和體積