钢纤维高强混凝土抗剪性能试验研究

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1、万方数据第45眷第6期2005年11月大连理工大学学报JournalofDalianUniversityofTechnologyVoJ．45，No6Nov205文章编号：1000—8608(2005)06—0842—05钢纤维高强混凝土抗剪性能试验研究杨萌，黄承逵‘，刘毅(大连理工大学土木水利学院，辽宁大连116024)摘要：对29组共116个钢纤维高强混凝土抗剪试件进行了双面剪切试验，研究了钢纤维混凝土基体强度、铜纤维类型和钢纤维掺率对钢纤维高强混凝土抗剪强度的影响．试验结果表明：随着基体强度和铜纤维体积掺率的增加，钢纤维高强混凝土的抗剪强度逐步增高

2、；在混凝土基体强度较高时，提高钢纤维掺量对铜纤维高强混凝土抗剪强度的改善作用有所减弱．试验中还发现，铜纤维混凝土抗剪强度受铜纤维横断面参数的影响很大，因此将现有的钢纤维混凝土抗剪强度计算公式中的纤维增强系数针对不同类型的钢纤维进行了修正，并考虑钢纤维直径的影响提出了新的计算方法，计算结果与试验结果符合较好．关键词：双面剪切试验；抗剪强度；高强；钢纤维混凝土中图分类号：Tu528．572文献标识码：A0引言的影响因素和计算方法进行系统的研究钢纤维混凝土以其优良的物理力学性能在土木、水利、建筑各个专业领域内得到了逐步推广和应用，其具有优异的抗剪性能，对提高

3、混凝土结构的抗剪能力有重要意义．在工程中使用钢纤维混凝土可以缓解钢筋混凝土结构(尤其是薄壁、抗震结构和复杂形状结构)为了提高抗剪承载力而大量配置箍筋和弯起钢筋所带来的造价升高和施工不便的问题．在钢纤维混凝土隧道衬砌工程中，为了评价和计算钢纤维混凝土内衬上方隧道内壁塌落岩块堆积荷载的作用效应，日本JCl标准提出了钢纤维混凝土双面直剪强度的概念，通过双面剪切试验来确定，并提出了“改良双面剪切法”口]．近年来钢纤维高强混凝土的使用不断增多，为此本文对钢纤维高强混凝土自身抗剪强度1试验材料和方法试验采用的混凝土基体强度分别为C30、C60和C80，水泥为大连小

4、野田水泥厂生产的32．5和52．5号普通硅酸盐水泥．C60和C80砂浆中分别掺人大连建科院生产的DK一5型高效减水剂和瑞士Sika高效液体减水剂．细骨料为细度模数大于2．6的中砂，河砂．粗骨料为粒径5～20mm的石灰岩．使用的4种钢纤维分别为贝卡尔特公司生产的钢丝切断弯钩形纤维、哈瑞克斯公司生产的铣削弯钩形纤维、嘉兴七星钢纤维厂生产的剪切弯钩形纤维和鞍山昌宏公司生产的剪切长直形纤维．钢纤维特征参数如表1所示．表1钢纤维特征参数Tab．1Charactersofsteel—fibers收稿日期：2004—10—23}修回日期：2005—1104．基金项目

5、：中国工程建设标准化协会标准修订项目(2000建标协字第l5号)作者简介：杨萌L1979一)，男，博士生}黄承逵。(1941)．男．教授．博十生导师万方数据第6期杨萌等：钢纤维高强混凝土抗剪性能试验研究试验在5000kN压力试验机上进行．钢纤维高强混凝土抗剪强度的测定参照《钢纤维混凝土试验方法》o]CECS13：89第12章的规定进行了双面剪切试验，严格控制剪切破坏面的位置(如图1所示)．与混凝土基体强度相同的普通混凝土28d立方体抗压强度见表2．图1双面剪切试验装置及破坏面示意图Fig．1Dualsheartestset—upand[ocationo

6、ffailure．sutrace表2基体强度指标混凝土强度等级声方体抗压强度／MPaC30C60CRO37．0767598296试验以剪切弯钩形钢纤维为主要研究对象，其纤维体积掺率分别采用0．5％、1．0％、1．5％和2．0％．其他3种纤维的掺率略有差别，试件设计的具体参数见表3(表中试件纤维类型代号缩写的具体意义见表1，“w”代表普通混凝土)，抗剪强度取每组4个试件试验值的平均值．2钢纤维高强混凝土抗剪强度的影响因素和计算钢纤维高强混凝土抗剪强度的影响因素主要有混凝土基体强度、钢纤维特性和钢纤维掺量‘⋯]．2．1基体强度对钢纤维高强混凝土抗剪强度的影

7、响钢纤维高强混凝土的基体强度是影响其抗剪强度的一个重要因素．在本试验中，选取了3个基体强度等级，分别为C30、C60和C80．针对不同的钢纤维类型分别进行了双面剪切试验．掺人不同钢纤维(体积掺率为1．0％)的高强混凝土的抗剪强度和基体抗压强度的关系曲线如图2所示，图中还给出了与钢纤维混凝土基体强度相同的普通混凝土的抗剪强度和基体抗压强度的关系瞌线，表3试件设计参数及抗剪强度Tab．3Specimensparametcrsandshearstrength图2钢纤维高强混凝土(体积掺率为1．0％)抗剪强度与基体抗压强度的关系Fig．2Curvesofshe

8、arstrengthversusmatrixstrengthofSFRC(n一1．0％)从图2