钢纤维自应力混凝土膨胀变形试验研究.pdf
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1、4 低温建筑技术 2 0 1 4年第 8 期( 总第 1 9 4期) 钢纤维 自应力 混凝土膨 胀变形试验研究 何化南 。 , 陈旭 , 李猛 ( 1 大连理 工大学海岸和近海工程国家重点实验室 。 辽宁大连1 1 6 0 2 4 ; 2 深圳市土木工程耐久性重点实验室。 深圳大学。 广东深圳5 1 8 0 6 1 ) 【 摘要】 钢纤维 自应力混凝土是能够提高混凝土构件抗裂能力的高性能材料, 但在之前的研究中钢纤维 的含量都是在8 0 k g i n 以上。近年来随着钢纤维性能的提高和施工工艺的改进和成熟 , 现在工程中常用的钢纤 维掺量从早期的 8 01 6 0 k g m 降为 2 O
2、8 0 k g IT I , 为适应现在实际工程的需求 , 文中试验设计 了包括 2个配筋率 3个钢纤维体积掺量系列钢纤维 自应力混凝土试件 , 测量这些试件在养护期间的限制膨胀变形 , 讨论了限制变形 的发展规律, 为钢纤维 自应力的应用提供可靠依据。 【 关键词】 限制膨胀变形; 钢纤维 ; 自 应力 ; 低掺量 【 中图分类号】 T U 5 2 8 5 7 2 【 文献标识码】 A 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 4 ) 0 8 0 0 0 4 0 3 S TEEL FI BER RE姗oRCED S EL F- S TRES S I NG CoNCRET
3、E EXPANS E DEFoRM ATI oN T ES T RES EARCH HE Hua n a n ,CHEN Xu ,LI Me ng ( 1 S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f C o a s t a l a n d O f f s h o r e E n g i n e e r i n g , D a l i a n U n i v o f T e c h n o l o g y , L i a o n i n g Da l i a n 1 1 6 0 2 4,C h i n a; 2 S h e n z h e n Du r a b
4、 i l i t y C e n t e r f o r C i v i l E n g i , S h e n z h e n U n i v e r s i t y ,G u a n g d o n g S h e n z h e n 5 1 8 0 6 1 , C h i n a ) Ab s t r ac t : S t e e l fib e r r e i nf o r c e d s e l f - s t r e s s i n g c o nc r e t e i s a t y pe o f h i g h p e rfo r ma n c e c o n c r e t
5、e nln - t e r i a l w h i c h i s a b l e t o e n h a n c e t h e c r a c k r e s i s t a n c e o f c o n c r e t e,h o we v e r t h e p r e v i o u s r e s e a r c h w a s f o c us e d o n t h e s t e e l fib e r c o n t e n t o v e r 8 0kg m Re c e n t y e a rs ,du e t o t h e i mp r o v e me n t
6、o f s t e e l fib e r p r o p e r t i e s a nd c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y,i n e n g i n e e ring t he c o mmo n c o n t e nt s o f s t e e l fib e r h a v e b e e n r e d u c e d f r o m 8 0 1 6 0kg m t o 2 08 0k g m Th e r e f o r e,t o me e t t he p r a c t i c a l de ma n d,thi s
7、 pa p e r c a r rie d o u t a s e r i e s o f t e s t o n t h e r e s t ric t e d e x p a n s i v e d e f o r ma t i o n s o f the s t e e l fi be r r e i n f o r c e d s e lf s t r e s s i n g c o nc r e t e wi t h d i ffe r e n t r e i n f o r c e me nt r a t i o s a n d s t e e l fib e r c o n t
8、e nt s i n c l ud i ng 2 r e i n f o r c e me n t r a t i o s a nd 3 s t e e l fi b e t c o n t e n t s e l a w o f d e v e l o p me nt o f r e s t ric t e d d e f o r ma t i o n i s di s c u s s e d wi th a g e s a n d the r e s t r i c t e d r a ng e K e y wo r d s: s e lfs t r e s s i n g;s t e e
9、 l fib e r ;c o n t e n t ;e x p a n s i v e d e f o r ma t i o n 混凝土的开裂原因和因素很多, 人们一直采取很 多方法来改善其这一弊病 , 在众多的抗裂措施和手段 中, 添加膨胀剂或短切钢纤维是改善混凝土抗拉性能 的两种有效方法 。之前的研究已经是把 自应力混 凝土( 膨胀混凝土) 与钢纤维混凝土两种方法相结合 形成 钢纤维 自应力 混凝 土 用 以更 能有 效 的 提高 混凝 土的 开裂 强度 和开 裂后延 性 , 通 过 钢筋 和钢 纤维 共同限制膨胀在混凝土中形成 自应力提高混凝土构 件的 开裂 荷载 , 同 时亦能 补偿
10、 混凝 土 收缩 变形 , 减少 混凝土收缩裂缝。曾有学者研究过钢纤维 自应力混 凝土在养护期间的膨胀变形 , 大部分人的研究都 集中在自应力管道等结构上, 而且近些年随着钢纤维 的生产工艺不断提高, 钢纤维 自应力混凝土应用范围 的拓宽, 工 程 中钢 纤维 的掺量也 从 多年 前 常用 的 8 0 k g m 以上逐渐降低为2 0 8 0 k #m , 工程应用也不 仅限于 自应力管道而是拓宽到桥梁和房屋的加 固改 造等方面。为适应现代工程的需要 , 文中根据现在的 工程应用实际情况 , 以配筋率和钢纤维含量作为变化 参数 , 设计 2个配筋率 P ( 0 7 8 5 , 1 1 3 )
11、、 3个 钢纤 维掺量P , ( 0 、 5 0 、 8 0 k g m ) 共计 1 8组试件 , 来研究相对 低一些 掺 量钢 纤 维 自应 力 混 凝 土 的膨 胀 变 形 规 律 。 基金项目 国家自然科学基金资助项目( 基于钢纤维自应力混凝土的桥梁体系转换加固的传力机理和设计理论, 5 1 1 0 8 0 5 4 ; 桥梁体系 转换加固的非预应力法计算理论与试验研究, S Z D C C E 1 1 一 K F 一 0 1 ) 何化南等: 钢纤维自应力混凝土膨胀变形试验研究 5 为今后低掺量钢纤维 自应力混凝土的应用提供依据。 1 试验概况 ( 1 ) 试验材料。钢纤维采用贝卡尔特
12、D r a m i x R C 一 6 5 3 5型弯钩 钢纤 维 ( 长 3 5 m m, 长 径 比为 6 5 ) 。 自 应力水泥采用石家庄企鹅特种水泥厂生产的4 0级 自 应力水泥。钢筋采用抚顺钢铁公司的 H R B 3 3 5级热轧 带肋钢筋。细骨料采用细度模数 2 6的河砂。粗骨料 采用 5 2 0 m m石灰岩碎石。减水剂采用大连西卡公 司生产的聚羧酸高效减水剂, 按胶凝材料 的 1 添加 聚羧酸高效减水剂。混凝土的配合比见表 1 。 ( 2 ) 试 件制作。试验采用 1 0 0 m m X 1 0 0 m m 5 0 0 m m的棱柱体试件( 试件尺寸如图 1 ) , 中心配置
13、一 根钢筋 , 通 过 建 筑 结 构 胶 将 两 块 1 0 0 m m 1 0 0 m m 1 5 m m的钢板粘结于试件两端, 通过钢板的限制使整 个截面协同变形。设计 2个配筋率分别是 0 7 8 5 , 1 1 3 、 钢纤维掺量分别 0 k g m 、 5 0 k g m 、 8 0 k g m , 共计 1 8个试件。在钢筋中部粘贴应变片, 在 2 3 2 C 的水 池 中养护 2 8 d , 由 D H 3 8 1 5静态应 变测 试仪跟 踪测 量试件在养护期间的限制膨胀变形。 1 5 5 o 0 1 5 l o 0 图l 试件尺寸( mm) 表 I 钢纤维 自应力混凝 土的试
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