1、第 1 7 卷第 4期 2 0 1 4年 8月 建筑材料学报 J OURNAL OF BUI L DI NG MATERI AL S V0 1 17, No 4 Aug , 2 01 4 文 章 编 号 : 1 0 0 7 - 9 6 2 9 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 5 8 6 0 6 钢纤维高性能混凝土劈裂 强度与变形特性分析 苏承 东 , 李 艳。 , 熊祖 强 ( 1 河 南理 工大学 能 源科学 与工 程学 院 , 河 南 焦作 4 5 4 0 0 3 ; 2 河南理工大学 土木工程学院, 河南 焦作 4 5 4 0 0 3 ) 摘 要 : 对钢 纤 维掺 量 ( 体积 分
2、数) 为 0 , 1 , 2 , 4 的 混凝 土劈裂 强度 与 变形特 性进行 了分析 结 果表 明 : 4种 钢 纤维掺量 混凝 土屈服 时拉 伸 变形量 约为 0 1 2 mm, 峰 值 时压 缩( 拉 伸) 变形 量 随着钢 纤维掺量 增加 而增 大 ; 钢 纤维掺 量增加 , 混凝 土 的 阻裂性 能增 强 , 其 屈服 、 峰 值抗 拉 强度 明显提 高, 屈 服 、 峰值 前韧 度增 强 , 而且对 混凝 土峰 值抗 拉 强度 的贡 献 明显 大 于屈服 抗 拉 强度 ; 当钢 纤 维掺 量 大 于 2 时 , 混凝 土不 易形成 贯通 裂纹 , 基 体 开裂后 , 钢 纤维继
3、续承 受拉 应 力 , 其韧 性 随 着钢 纤维掺 量增加 而增 大 关 键词 : 钢 纤 维 ;高性 能 混凝土 ; 劈 裂试验 ;抗拉 强度 ;变形 特征 ;强度 特征 ; 韧 度 中图分 类号 : T U5 2 8 5 7 2 文献标 志 码 : A d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 4 0 4 0 0 5 S t r e n g t h a nd De f o r ma t i o n Pr o pe r t i e s o f S t e e l Fi b e r Re i n f o r c e d Hi g h
4、 Pe r f o r ma n c e Co n c r e t e u nd e r S pl i t t i ng Pr o c e s s SU Che n gdo ng ,LI Ya n ,XI ONG Zuq i a ng ( 1 S c h o o l o f E n e r g y S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g ,He n a n P o l y t e c h n i c Un i v e r s i t y ,J i a o z u o 4 5 4 0 0 3,Ch i n a; 2 S c h o o l o f C i
5、 v i l En g i n e e r i n g,He n a n P o l y t e c h n i c Un i v e r s i t y ,J i a o z u o 4 5 4 0 0 3 ,Ch i n a ) Ab s t r a c t :Th e s p l i t t i ng s t r e n gt h a n d d e f or ma t i o n p r o p e r t i e s of s t e e l f i be r hi g h p e r f o r ma nc e c on c r e t e wi t h 0 一4 ( b y v
6、o l u me )f i b e r c o n t e n t we r e a n a l y z e d Re s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e y i e l d i n g t e n s i l e d e f o r ma t i o n o f c o nc r e t e wi t h 4 ki n ds o f a d mi xt u r e i S a b ou t 0 1 2 mm W i t h t h e i nc r e a s e o f s t e e l f i b e r c o nt e nt ,pe a
7、k c o m p r e s s i v e ( t e n s i l e )d e f o r ma t i o n i n c r e a s e s ,c r a c k i n g r e s i s t a n c e o f f i b e r i mp r o v e ,c o n c r e t e y i e l d i n g a n d p e a k t e n s i l e s t r e n g t h i n c r e a s e a n d t o u g h n e s s o f c o n c r e t e b e f o r e y i e l
8、 d a n d p e a k s t r e s s e n h a n c e Th e c o n t r i b u t i o n o f s t e e l f i b e r c o n t e n t o n p e a k t e n s i l e s t r e n g t h o f c o n c r e t e i s s i g n i f i c a n t l y g r e a t e r t h a n y i e l d i n g t e n s i l e s t r e n gt hW he n t h e s t e e l f i b e r
9、 c on t e n t i S m o r e t ha n 2 ,i t i S d i f f i c ul t f o r t he f o r m a t i o n o f e xc ur r e n t c r a c k i n g Af t e r m a t r i x c r a c k i ng,s t e e l f i be r wi t hs t a n ds t e ns i l e s t r e s s The t ou gh ne s s o f s t e e l f i b e r r e i n f o r c e d c on c r e t e
10、 i nc r e a s e s wi t h i nc r e a s i n g o f s t e e l f i be r c o nt e nt Ke y wo r d s: s t e e l f i be r;hi g h pe r f o r ma nc e c o nc r e t e ;s p l i t t i n g t e s t ;t e ns i l e s t r e n gt h;de f o r ma t i o n pr o pe r t y; s t r e ng t h p r op e r t y;t o ug hn e s s 钢纤 维混凝 土
11、是在普 通混凝 土 中掺入 钢纤 维所 形成 的一种新 型 的 多相 复 合 材料 钢纤 维 的主要 作 用是延缓混凝土微裂纹的扩展和阻滞宏观裂缝的发 生和发展, 从而使混凝土的抗拉强度 、 抗剪强度较普 通混 凝 土有较 大提 高 , 同时对混 凝 土的抗疲 劳 、 抗 冲 击 以及 韧性 、 耐久性 也有较 大改 善 , 因而钢 纤维 高性 能混凝 土被 广 泛 应 用 于建 筑 、 公 路 , 铁 路 、 机 场 、 水 利 、 矿山和国防等领域 文献E 1 1 4 对钢纤维混凝土的力学性能进行了 试 验研 究 , 研 究表 明 , 钢纤 维混凝 土 的力学性 能 与 材 收稿 日期 :
12、 2 0 1 3 0 2 2 6 ;修订 日期 : 2 0 1 3 0 5 0 7 基金项 目: 国家 自然科学基金资助项 目( 5 1 2 0 8 1 8 3 ) 第一作者 : 苏承东( 1 9 6 1 一 ) , 男 , 陕西佛坪人 , 河南理工大学教授级高工 , 硕士生导师 E ma i l : s u c d h p u e d u c n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c
13、o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 苏承东 , 等 : 钢纤维高性能混凝土劈裂强度与变形特性分析 5 9 1 6 7 8 9 1 o r e l a t i o n s J J o u r n a l o f B u i l d i n g Ma t e r i a l s , 2 0 0 9 , 1 2 ( 3 ) : 3 2 3 3 2 7 ( i n Ch i ne s e ) 李长永 , 赵顺波 , 钱晓军 砂 率对剪切 型钢纤 维增强混 凝土性 能的影响 J 建筑材料学报 , 2 0 0 7 , 1 0 ( 2 ) : 2 4 7 2 5
14、 2 L I Ch a n g y o n g , Z HAO S h u n b o , QI AN Xi a o j u n E f f e c t o f s a n d r a t i o o n t h i n p l a t e s h e a r i n g s t e e l f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e J J o u r n a l o f B u i l d i n g Ma t e r i a l s , 2 0 0 7 , 1 0 ( 2 ) : 2 4 7 2 5 2 ( i n Ch i n e s e
15、 ) 焦楚杰 , 孙伟 , 高培 正, 等 钢纤 维高性 能混凝 土力学性 能研 究 J 混凝土与水泥制品 , 2 0 0 5 ( 5 ) : 3 5 3 8 J I AO C h u j i e , S UN We i , GAO P e i z h e n g , e t a 1 S t u d y o n t h e m e c h a n i c a l p r o p e r t y o f s t e e l f i b e r r e i n f o r c e d h i gh s t r e n gt h c o n c r e t e J C h i n a C o n c
16、 r e t e a n d Ce me n t P r o d u c t s , 2 0 0 5 ( 5 ) : 35 - 3 8 ( i n Ch i ne s e ) 焦楚杰 , 孙伟 , 张亚梅 , 等 钢纤维高性能混凝土在不 同应变 率 时 的单轴受压性能 J 建筑结 构 , 2 0 0 4 , 3 4 ( 8 ) : 6 5 6 7 J I AO C h u j i e , S UN We i , Z HANG Ya me i , e t a 1 M e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f S FRHS C u n d e r u n
17、i a x i a l c o m p r e s s i o n wi t h d i f f e r e n t s t r a i n r a t e J B u i l d i n g S t r u c t u r e , 2 0 0 4 , 3 4 ( 8 ) : 6 5 6 7 ( i n Chine s e ) 焦楚杰 , 孙伟 , 周云 钢纤维 混凝土 准静态单轴 受压力 学性能 J 重庆建筑大学学报 , 2 0 0 6 , 2 8 ( 2 ) : 5 6 5 8 J I AO Ch u j i e , S UN We i , Z HOU Yu n Qu a s i s t
18、a t i c me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f S F RC u n d e r u n i a x i a l c o mp r e s s i o n J J o u r n a l o f Ch o n g q i n g J i a nz h u Un i v e r s i t y, 2 0 0 6, 2 8( 2) : 5 6 - 5 8 (i n Ch i n e s e ) 杨萌 , 黄承逵 , 刘 毅 钢纤维高 性能混凝 土抗剪性 能试验研 究 口 大连理工大学学报 , 2 0 0 5 , 4 5 ( 6 ) : 8 4
19、2 8 4 6 YANG M e n g, HU ANG Ch e n g k u i , LI U Yi Exp e r i m e n t a l r e 一 1 1 1 2 口3 1 4 s e a r c h 0 n s h e a r b e h a v i o r o f h i g h - s t r e n g t h S F R C J J o u r n a l o f Da l i a n Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o gy , 2 0 0 5, 4 5( 6 ): 8 4 2 8 46 ( i n Ch i ne s e )
20、 杨 萌, 黄承逵 钢纤维高性能混凝士轴拉性能试验研究 J 土 木工程学报, 2 0 0 6 , 3 9 ( 3 ) : 5 5 6 i YANG M e n g,HU ANG Ch e n gk u i S t u d y o n s t r e s s s t r a i n c u r v e o f h i g h s t r e n g t h s t e e l f i b e r r e i n f o r c e d c o nc r e t e u n d e r u n i a x i a l t e n s i o n J Ch i n a C i v i l E n g
21、 i n e e r i n g J o u r n a l , 2 0 0 6 , 3 9 ( 3 ): 5 5 6 1 ( i n Ch i n e s e ) 高丹盈 , 赵军 , 汤寄予 钢纤 维高性能混 凝土劈拉 强度尺寸 效 应试验研究 J 建筑材料学报 , 2 0 0 4 , 7 ( 3 ) : 2 9 5 2 9 8 GAO Da ny i n g,Z HA0 J u n, TANG J i y u Ex p e r i me n t a l s t u d y o n t h e i me n s i o n a l e f f e c t o f s t e e l f i
22、 b e r r e i n f o r c e d hi g h s t r e n g t h c o n c r e t e u n d e r s p l i t t i n g t e n s i o n J J o u r n a l o f B u i l d i n g Ma t e r i a l s , 2 0 0 4, 7( 3) : 2 9 5 - 2 9 8 ( i n Ch i n e s e ) 严少华 , 钱七 虎, 孙伟 , 等 钢 纤维高 强混凝 土单 轴压 缩下应 力一 应变关系 J 东 南大 学学 报 : 自然科 学版 , 2 0 0 1 , 3 1 (
23、 2 ) : 7 7 8 0 YAN S ha o hu a , QI AN Qi hu S UN We i e t a 1 S t r e s s s t r a in r e l a t i o n s hi p o f h i gh s t r e n g t h s t e e l f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e i n c o mp r e s s i o n J J o u r n a l o f S o u t h e a s t Un i v e r s i t y : N a t u r a l S c i e nc
24、 e 。 2 0 0 1, 3 1( 2 ): 7 7 8 0 ( i n Chi n e s e ) 王海涛, 王立成 钢纤维改善轻骨料混凝土力学性能的试验研 究口 建筑材料学报 , 2 0 0 7 , 1 0 ( 2 ) : 1 8 8 1 9 4 W ANG Ha i t a o, W ANG Li c he n g Ex p e r i me nt a l s t u d y o n me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f s t e e l f i be r r e i nf o r c e d l igh t we i g h t a
25、g g r e g a t e c o n c r e t e J J o u r n a l o f B u i l d i n g Ma t e r i a l s , 2 0 0 7 , 1 0 ( 2 ) : 1 8 8 1 9 4 ( i n Ch i n e s e ) ( 上 接 第 5 8 5页 ) 1 7 张誉 , 蒋 利学 基 于碳化机 理的混凝土碳化深度 实用数学模 型 J 工业建筑 , 1 9 9 8 , 2 8 ( 1 ) : 1 6 - 1 9 ZH ANG Yu, J I ANG Li x ue A p r a c t i c a l m a t h e ma t
26、 i c a l mo d e l o f c o n c r e t e c a r b o n a t i o n d e p t h b a s e d o n t h e me c h a n i s m J I n du s t r i a l Co ns t r u c t i o n, 1 99 8, 2 8( 1 ) : 1 6 1 9 ( i n Ch i n e s e ) 1 8 肖佳 , 周 士琼 酸雨条件下低钙粉煤灰对水泥砂浆强度 的影 响 J 建 筑材料 学报 , 2 0 0 5 , 8 ( 4 ) : 4 4 0 4 4 5 XI A0 J i a, ZH0U S
27、h i q i o n g Ef f e c t o f l o w- c a l c i u m f l y a s h o n c e me n t mo r t a r s t r e n g t h i n a c i d r a i n c o n d i t i o n J J o u r n a l o f Bu i l di n g M a t e r i a l s , 2 0 0 5, 8 ( 4 ): 4 4 0 4 4 5 ( i n Ch i n e s e ) 1 9 s AR I C I ME N H, S HAME E M M, B AR RY M S , e
28、t a 1 Du r a b i l i t y o f p r o p r i e t a r y c e m e n t i t i o u s ma t e r i a l s f o r u s e i n wa s t e wa t e r t r a n s p o r t s y s t e ms J C e me n t a n d C o n c r e t e C o mp o s i t e s , 2 0 2 1 2 0 0 3, 2 5( 5 6 7 ): 4 2 1 - 4 27 霍润科 酸性环境下砂浆、 砂岩材料的受 酸腐蚀过程及其基本 特性劣化规律的试验研究 D
29、 西安 : 西安理工大学 , 2 0 0 6 H UO Ru nk e Ex p e r i m e n t a l r e s e a r c h o n p r o g r e s s i v e a n d d e t e r i o r a t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f s a nd s t o n e a n d mo r t a r ma t e r i a l s s u b j e c t e d t o h y d r o c h l o r i c a c i d c o r r o s i o n D Xi a n:
30、X i a n Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y, 2 0 0 6 ( i n Ch i ne s e ) 牛建刚 一般大气环境 多因素作用混凝土 中性化研究 D 西 安 : 西安建筑科 技大学 , 2 0 0 8 NI U J i a n g a n g Co n c r e t e n e u t r a l iz a t i o n i n t h e a t mo s p he r i c a n v i r o n me n t b a s e d o n mu l t i f a c t o r e f f e c t s D Xi a n : xi a n Un i v e r s i t y o f Ar c h i t e c t u r e a n d Te c h n o l o g y, 2 0 0 8 ( i n Ch i n e s e ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m