钢纤维和碳纤维增强混凝土的抗压性能试验研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第37卷第l2期建筑结构2007年12月钢纤维和碳纤维增强混凝土的抗压性能试验研究*刘涛冯伟张智梅(1上海大学土木工程系200072；2上海市应用数学和力学研究所200072)[提要]分别进行了掺入钢纤维、碳纤维及两种纤维混杂对混凝土抗压性能增强效果的试验研究。讨论了钢纤维掺量、分布形式，以及碳纤维长径比对混凝土抗压性能的影响。并将钢纤维和不同长径比的碳纤维进行混杂组合，研究了钢一碳混杂纤维对混凝土强度和变形能力的影响。试验结果表明，钢纤维分布形式的不同对混凝土抗

2、压强度有一定影响；碳纤维长径比对混凝土抗压性能的影响很大；钢纤维与短碳纤维混杂组合有效地改善了混凝土的抗压性能。[关键词]钢纤维碳纤维混杂纤维混凝土延性比提高率ExperimentalStudyonCompressionBehaviorofSteelandCarbonFiberReinforcedConcrete／LiuTao一，FengWei，ZhangZhimei(1DepartmentofCivilEngineering，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China；2S

3、hanghaiInstituteofAppliedMathematicsandMechanics，Shanghai200072，China)Abstract：Thebehaviorofsteel，carbonandtheirhybridizedfiber-reinforcedconcreteiSstudiedexperimentally．T}leeffectofcontent．orientationofsteelfibersandlength／diameteraspectratioofcarbonfiberso

4、nconcreteiSdiscussed．aswellasthatoftheirhybridizedfibers．Testresultsshowthatcompressivestrengthofconcretewasinfluencedbytheorientationofsteelfibers；thecompressionbehaviorofconcretewasaffectedgreatlybytheaspectratioofcarbonfibers，andthatcanbeimprovedbythehybr

5、idizedsteelandshortcarbonfibers．Keywords：steelfiber；carbonfiber；hybridizedfiber；concrete；ductileeffectiveness0前言碳纤维的性能表1研究表明_8J，掺人两种以上的混杂纤维对混凝直径密度抗拉强度弹性模量断裂延长率(tzm)(g／cm)(GPa)(GPa)(％)土进行增强，会产生综合作用。目前纤维混杂可分为51．823．482301．5两类：一是不同尺寸的纤维进行组合，可以在不同尺度上对混凝土进行增强；二是尺

6、度相同但不同弹性模量机进行搅拌，平板式振动台振动密实成型。随机分布的纤维进行组合，高模量纤维在裂缝较小时发挥作用，纤维增强混凝土试块制作时，先加入80％的水搅拌低模量纤维在裂缝开口较大时发挥作用。目前常用的2min，然后慢慢撒人50％的纤维(避免纤维成团)搅拌混杂纤维有钢纤维、碳纤维及聚合物纤维等。下面对钢3min，再加入减水剂及剩余的水搅拌5min，最后加入另一碳混杂纤维对混凝土的增强效果进行研究，并分析纤外50％的纤维搅拌5min。分层浇筑钢纤维增强混凝维含量及纤维长径比等对混凝土抗压性能的影响。土试块做法

7、为：将试块混凝土分5次浇筑，每次浇筑混1试验研究凝土后，进行轻微振捣(即浇筑混凝土表面较为平整即1．1试验材料与配合比可)，然后直接将一定量的钢纤维撒人钢模内，然后继水泥：52、5MPa普通硅酸盐水泥；细骨料：河砂，中续浇筑下一层，直至完成。砂，细度模数2．7；粗骨料：5～10mm，连续级配碎石；外试件在制作24h后脱模，养护28d后，在300kN的加剂：D17高效减水剂；碳纤维：长度为6和20mm的高万能试验机上按标准试验方法进行抗压试验，结果见强碳纤维，其性能指标见表1；钢纤维：等效直径为表2。0．3mm，

8、长度30mm的哑铃型钢纤维，抗拉强度1．5GPa。2试验结果与分析设计配合比为每立方米重量水：水泥：粗骨料：砂：减水目前，纤维增强混凝土力学性能的试验研究中主剂=244：470：1050：615：3。要测量混凝土的抗压与劈裂强度、断裂模量和弯曲韧性等指标l2。]。该试验是混凝土延性研究项目的一1、2试件制作与试验部分，重点研究混凝土材料的抗压性能，因此，试验中试件为100(直径)×20