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超短异型钢纤维高强混凝土性能研究

时间:2017-6-20 14:15:00 来源:本网

  2月混凝土与水泥制品超短异型钢纤居高强混凝土性能研究祝明桥王齐仁曹国娥阳国锋(湘潭工学院土木系411021)土可以解决钢纤维混凝土的搅拌均匀问题,并且适应现代化施工要求,从而可改善高强混凝土的抗拉抗剪强度,提高混凝土韧性;提出了采用超声测试技术可以推断钢纤维的掺入量和分布的观点。

  0前言钢纤维混凝土是近二十年迅速发展起来的一种新型材料,它是在普通混凝土基体中按体积比掺入一定量钢纤维所形成的多相复合材料,具有增强、增韧、阻裂等功能。目前应用的钢纤维其特征长度变化在16mm ~60mm之间,等效直径0. 3~1.2mm,长径比在30~1⑴之间。但由于长径比较大,在混凝土搅拌过程中要使钢纤维分散均匀有一定难度,特别是在现代化施工方法中,如泵送混凝土,其应用将受到一定的限制。然而,高强混凝土技术是现代混凝土的一个重要发展方向,它可适应现代化工程结构向大跨度、高耸、重载发展和承受恶劣环境条件而提出的各种要求,其技术发展水平符合现代化施工和采用工业化生产的要求。但高强混凝土和普通混凝土相比,其拉压比、折压比、剪压比有很大的降低,破坏形态多呈脆性,对抗振、抗震等要求延性较高的工程极为不利。因此,寻求一种超短钢纤维应用于高强混凝土中,既解决一般钢纤维难于适应的现代化施工要求,又可克服高强混凝土拉压比较低、破坏呈脆性及延性差等问题。

  本文作者选用了浙江嘉兴七星纤维厂生产的2H一08超短异型钢纤维,其长度为127mm,等效直径为0.6mm,长径比为21.2,采用C60高强混凝土,对超短异型钢纤维高强混凝土性能进行了较为详细的研究。

  1试验方案考虑实际工程中,钢纤维掺入量的体积率为1.0 ~2.0%之间,试验中统一采用钢纤维掺入量的体积率为1.5%.采用对比试验方法,按普通C60高强混凝土配合比,用钢纤维替代普通混凝土中部分细骨料,同时考虑了钢纤维特征和粗骨料最大粒径的变化,共配制了4组试块,具体配合比详见表1.表1混凝土配合比及钢纤维特征编水灰钢纤维含量砂率减水齐水泥水砂碎石最大粒径钢纤维特征值(mm)号比注:L一钢纤维长度,df―钢纤维的等效直径。

  2试验结果立方体抗压强度,单块试块的立方体抗压强度:fu劈裂强度f,s单块试块的劈裂强度:/,s抗剪强度fv单块试块的抗剪强度:/v上述公:F―试块破坏时的最大压力(N)―试块的截面面积(mm2)(4)试块的超声波速Vs一超声时间根据试验结果,进行数理统计,求得各项指标的平均值,均方差和变异系数,详见表2.表2试块试验各项性能指标抗压强度(MPa)抗剪强度(MPa)劈拉强度(MPa)超声编号主体波速立方体立方体立方体立方体棱柱体平均值均方差平均值均方差平均值均方差平均值均方差3分析讨论及结论从上述的试验研究可以看出:在普通C60高强混凝土中,掺入体积率为1.5%的钢纤维,对于超短钢纤维(长径比为21. 2)可提高混凝土抗压、抗剪、劈拉强度分别为13.6~ 18.5%、22.3~22.8%、32.1%;对于钢纤维(长径比为53.3)可提高混凝土抗压、抗剪、劈拉强通过分析比较可得出以下结论:钢纤维长径比的变化,对钢纤维混凝土的抗压强度影响不大,从试验可以看出超短钢纤维对混凝土抗压强度稍有提高;钢纤维长径比的变化影响抗剪和劈拉强度,但并不与长径比成正比。

  对于超短钢纤维混凝土,粗骨料粒径的变化并不影响其抗剪、劈拉强度;粗骨料粒径的减小,其抗压强度稍有降低。

  钢纤维高强混凝土,由于钢纤维的掺入,其超声波速有所降低,这是由于钢纤维的超声波速(405m/s)小于普通高强混凝土的超声波速,而且钢纤维掺入量的多少,显然会影响超声波速降低的大小,因此,通过测定超声波速可以推断钢纤维的含量和钢纤维的均匀程度等。

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