钢纤维增强混凝土力学性能研究.

第33巷第30期

200

7年l 0月

山

西

建筑SHANXI

ARaml硎RE

vd.33No 30Oct.2007

・185・

空章编号:1009-6825(200730-0185-02

钢纤维增强混凝土力学性能研究

申淑荣徐锡权

摘要:通过对钢纤维增强混凝土力学性能的试验研究,分析了钢纤维混凝土的力学性能与钢纤维体积率、层厚的变化关系.为合理确定钢纤维混凝土中钢纤维曲掺量提供科学的依据。关键词:钢纤维增强混凝土.体积率,层厚,韧性j

中图分类号:TU528.572

.

文献标识码:A

随着社会的进步,科学技术的发展及社会对工程建筑要求的不断变化,社会对大跨度结构和高层建筑的需求量日益增加,对混凝土的性能要求越来越高。基于此,借

鉴民间早有的在土坯里掺人稻草、麻绳等经验,提出用纤维来改善混凝土性能的方法。20世纪初,国际混凝土界为提高混凝土的承载力,提出了钢纤维增强混凝土概念,即在水泥混凝土中掭加钢纤维。事实证明。钢纤维对混凝土强度的提高有显著作用,钢纤维增强混凝土也因此在工程中被广泛应用。该研究在分析现有钢纤维混凝土基本理论的基础上提出钢纤维棍凝土的配合比并依此配合比浇筑构件,检验不同掺量钢纤维混凝土的弯拉性能,研究钢纤维混凝土的强度与韧性同钢纤维掺量、层厚的关系。为现场施工提供指导。.

1试件制备与试验方法.,,、。

1.1原材料

1水泥:采用山东青岛柳园公司生产的强度等级为42.5号的普通硅酸盐水泥。2石子:普通碎石,最大直径20ⅡIm 3砂子;普通中砂,细度模数^t=2.77。4钢纤维:异形钢纤维,长45mill,长径比为58。

.

。

1.2试件尺寸规格、配合比及代号,

’‘

1试件尺寸规格:100tuna×100

I蛐×400

rra'n。-

,2配合比:水灰比为0.6,水泥用量为300kg艋.砂率为

40%,基体混凝土等级为C30。。。-

:

3试件代号见表1。

.

一’。

裹1试件代号一览衰

匍纤维音量

试件种粪钢纤维高度

试件代号

。

素混凝±

SPH0(10}14,}14l.,g删00h6.,

s P l -10010000h 6k 3.,卵H 0015t%t00100h5Sl:Ⅵ001 无编号(tO

0.5

SPHB5025h1.SfⅧ5025h2.跚5025h3

1/4高度

125

SPHl25025hi.日珊25025h2.SPHl25025113

2SPH20025hi.SPH20025112,SPH20025h3

05SPH05050h1.S肿5050h2.S肿5050}13

铜纤维

If2商窿

125鲫H125050hl,StWrll25050h2,SPHl25050h3

混凝土

2

口陀0050h1.SP陋0050h2.印H20050h3

05

8PH05100h1.Sa牛105100h2.SHt5100h3

全高度

l 25

SPHl25100h1.鞋咖25100h2.SPHl25100h3f

2

蟹f∞100}11.∞t20100h2.SPH20IOOh3

注:试件编号中s代表襞蔷端:篓黧要粼浆善薯嚣霁器层厚与试件截面高,

、积率为2.O%,截面高度为0.25h(即:1/4垒截面

1.3试验方法

制作试件用的试模由塑料制成,拌合物分两层成型,成型后覆盖表面,防止水分蒸发。在温度为20℃±5℃的条件下静置一

昼夜,然后编号拆模,放人标准养护室进行养护,养护28d后做力学试验。试验方法参照《钢纤维混凝土试验方法.荷载及应变采集箱为秦皇岛市协力科技开发有限公司生产的XL2118B力应变综台参数测试仪。

2试验结果与分析2.1素混凝土的力学性能

。.

紊混凝土的抗折荷载与挠度之间的关系见图1。从该曲线可以看出,素混凝土抗弯试件为脆性破坏,试件在达到极限承载力后发生脆断。曲线开始部分上升趋势缓慢,主要是由于加载时预荷载太小引起的,加载后由于支座处混凝土受压变形,导致试件中点处挠度偏大。

02

4・06O.81

挠廑/rara,

:gml∞

.一

圈1蠢混凝土荷载—挠度曲线

2.2钢纤维混凝土的力学性能

1抗折荷载一挠度关系。

,钢纤维混凝土在弯曲荷载作用下的荷载—挠度曲线特性与普通混凝土有明显的不同,如图2所示。该曲线有两个特征点4

和6。a,6两个特征点把荷载—挠度曲线分成三部分,初裂点a 对应初裂荷载只,b点对应极限荷载己。可以看出,当荷载达到混凝土的开裂荷载后,紊混凝土试件迅速达到极限承载力。发生脆性破坏。而纤维增强混凝土试件在基体开裂后,纤维继续承担拉应力,依然保持较高的承载力。

P

圣R

辅

柱PI

巷

静

挠度/am

圈2

钢纤维混疆土典型荷载—挠廑曲线圈

2承载力—体积率关系、层厚关系(见表2。

由表2可以看出,试件的承载力随钢纤维体积率的增加而增大,但增加速率越来越缓慢。按照施工经验.钢纤维掺量应大于

收稿日期:2007-06-24

作者简介:申激荣(1970-.女,工程硪士,讲师,日照职业技术学院,山东日照276826

徐锡权(1971..男,工程磺士。国家一级注册结构师,讲师,日照职业技术学院,山东日照276826