鋼纖維混凝土基本力學性能試驗研究.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)良且應用廣泛的新型復合材料，鋼纖維在混凝土中呈三維亂向分布，可阻礙混凝土內部微裂縫的擴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用領域的不斷擴大，國內外學者針對鋼纖維混凝土基本力學性能做了大量的研究。根據所取

2、得的有關鋼纖維混凝土的研究成果，中國工程建設標準化協會頒布了“鋼纖維混凝土試驗方法CECS13：89”。自該標準頒布以來，對國內外在鋼纖維混凝土領域的研究起到了很好的指導作用。但隨著鋼纖維生產技術的革新及鋼纖維產品的優(yōu)勝劣汰、鋼纖維混凝土的強度等級和應用范疇進一步擴大，該標準不能適應新修訂的配套標準《纖維混凝土結構技術規(guī)程》(CECS38：2004)的需要，對該標準的修訂完善勢在必行。本試驗針對原有標準中的一部分問題進行測試，為標準的修

3、訂提供科研依據。主要研究內容如下： 1.通過對邊長150mm的標準立方體試件進行立方體抗壓強度試驗和劈裂抗拉強度試驗，研究了在用水量、水灰比、鋼纖維纖維長徑比和體積率變化條件下，砂率對薄板剪切型鋼纖維增強混凝土的拌合物工作性能及立方體抗壓和劈裂抗拉強度的影響規(guī)律，分析了用水量、水灰比、鋼纖維長徑比和體積率與砂率的相互關系，提出了薄板剪切型鋼纖維增強混凝土的合理砂率取值與配合比設計及其強度計算的建議。 2.通過直接以普通混

4、凝土配合比為基體組成，不進行基體材料的調整配制鋼纖維混凝土試驗，研究了在用水量、鋼纖維長徑比和體積率變化條件下粗骨料對薄板剪切型鋼纖維增強混凝土的拌合物工作性能及立方體抗壓強度、劈裂抗拉強度、軸心抗拉強度和彎拉強度的影響規(guī)律。結果表明：在本試驗連續(xù)級配粗骨料的最大粒徑為16～25mm、鋼纖維長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，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、變化對鋼纖維混凝土的立方體抗壓強度、劈裂抗拉強度、軸心抗拉強度和彎拉強度的影響規(guī)律基本上不受用水量、鋼纖維長徑比和體積率變化的影響。 3.選取國內定型生產的鋼板剪切型鋼纖維，研究尺寸為150×150×550mm標準棱柱體試件采用臥式和立式成型方法對混凝土中鋼纖維分布形態(tài)和鋼纖維混凝土彎拉強度的影響。對試件進行切片試驗研究表明，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、鋼纖維長度和體積率的影響。對試

6、件進行彎拉強度試驗表明，鋼纖維對臥式成型試件混凝土彎拉強度的增強作用大于對立式成型試件混凝土彎拉強度的增強作用。 4.通過對邊長為100mm、150mm、200mm的立方體試件進行立方體抗壓強度和劈裂抗拉強度試驗，邊長為100×100×300mm、150×150×300mm的棱柱體試件進行軸心抗壓強度試驗；邊長為100×100×400mm、150×150×550mm的棱柱體試件進行彎拉強度試驗，研究了在水灰比、鋼纖維長徑比和體積