钢纤维形状对混凝土力学性能的影响.pdf
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1、4 低温建筑技术 2 0 1 2年第 1 O期( 总第 1 7 2 期) 钢 纤维形状对混凝土力学性能的影响 金永泰 ( 黑龙江省建筑设计研究院 哈尔滨1 5 0 0 0 1 ) 【 摘要】 研究了钢纤维形状对 C 3 0 、 C 4 0和 C 5 0 三个强度等级混凝土抗压强度、 抗折强度、 劈拉强度和粘 结强度的影响。结果表明: 钢纤维形状对混凝土抗压强度影响不大, 但对抗折强度、 劈拉强度和抗拔出性能均有 不同程度的影响, 哑铃型钢纤维所配制混凝土的各项性能最优, 平直形最差。 【 关键词l 钢纤维; 混凝土; 力学性能 【 中图分类号】 T U 5 2 8 5 7 2 【 文献标识码】
2、 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 1 0 0 0 0 4 0 2 0 引言 普通混凝土属于典型的脆性材料, 其抗压强度较 高, 而抗拉强度相对较低, 而纤维混凝土则具有较高 的抗折、 抗拉、 抗裂性能和较好的韧性、 延性等, 同时, 对混凝土抗渗、 抗冻、 等耐久性能也具有一定 的改善 效果 , 因此 , 近年来在公路、 桥梁、 水工等建筑工程领 域得 到了大量 的应用 。 钢纤维混凝土是指在普通混凝土中掺入一定量 的低碳钢、 不锈钢或者玻璃钢纤维后, 所形成的一种 多向配筋混凝土。钢纤维具有不同的材质、 生产工艺 和形状, 其 中, 钢纤维的外形和
3、截面形状是影响其与 水泥砂浆基体粘结强度的最主要因素, 而钢纤维与水 泥砂浆基体的粘结强度是影响钢纤维混凝土抗拉、 抗 裂等性能的重要指标 j 】 。钢纤维 自身的弹性模量较 高 , 抗拉强度亦高出混凝土数倍, 钢纤维混凝土的破 坏形式通常为钢纤维被拔出, 因此, 为提高钢纤维混 凝土整体性能 , 钢纤维形状的选取至关重要。 钢纤维按外形可分为长直形、 波浪形、 哑铃形、 弯 钩形、 压痕形和扭曲形 其截面形状主要有圆形、 矩 形 、 月牙形及不规则形 。文 中主要研究 相 同掺 量条件 下, 钢纤维外形、 对不同强度等级混凝土力学性能的 影 响。 1原材料及配合 比 试验采用 P0 4 2
4、5普通硅酸盐水泥; I 级粉煤 灰 , 需水量 比9 4 ; 细度模数 2 8的中砂 ; 5 2 0 ra m连 续级配碎石; 减水率 2 0 的萘系高效减水; 选低碳钢 纤维, 形状分别为长直形、 扭 曲形、 弯钩形和哑铃型, 长度为 3 0 ra m, 当量直径 0 5 m m, 掺量均为8 0 k g m 。 混 凝土设计强度等级 C 3 0 、 C A 0和 C 5 0 , 考虑到钢纤维混 凝土拌合较困难, 将砂率确定为4 0 , 在计算的基础 上, 结合经验确定水泥用量及水灰 比, 混凝土配合 比 见表 1 。 钢纤维易结团、 钢纤维混凝土流动性较差、 成型 时不易捣实, 因此, 须
5、严格控制搅拌和振捣工艺。混 凝土拌合时, 为防止钢纤维结团而影响混凝土的均匀 性, 首先将粗集料和钢纤维倒人搅拌机干拌 I m i n , 然 后加入细集料和水泥, 继续干拌 l ra i n , 之后边加入溶 有减水剂的水搅拌 3 m i n 。装模成型时, 先用捣棒均匀 插捣, 边角处尤其重要, 之后置于振 动台上振动、 抹 平。面层抹平过程中, 需注意将直立、 高于表面的钢 纤维清除或二次抹平。 表 1 混凝土配合比 水泥 水 粉煤灰 砂 石 钢纤维减水剂 k g m 一 k gm一 k g m 一 k g m 一 k g- m 一 k gm一 抗压强度和劈拉强度试验试件尺寸为 1 0
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