塑钢纤维混凝土的抗冲击性能初步试验研究

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1、２０１６年第１０期（总第１８７期）江西建材应用研究塑钢纤维混凝土的抗冲击性能初步试验研究■罗力中，刘露，刘舒阳，胡艳杰，吴樟强■河海大学土木与交通学院，江苏南京２１００９８摘要：本文对塑钢纤维混凝土使用分离式霍普金森压杆做冲击荷载试验，对其为了准确的区分每个试件工况，给每个试验都分配一个编号Ｗ－Ｘ－Ｙ动态性能做了初步的研究。选取了强度等级为Ｃ２５、Ｃ３５、Ｃ４５的混凝－Ｚ，Ｗ表示混凝土强度等级，表示塑钢纤维参量（单位：ｋｇ／ｍ３），Ｙ表土，纤维参量在０－１２ｋｇ／ｍ３间，气压强度在０２ＭＰａ－０５Ｍｐ

2、ａ间，考虑示气压强度（单位：ＭＰａ），Ｚ表示同种工况的试件号数。例如：Ｃ３５－６不同纤维参量以及不同气压大小对混凝土抗冲击性能的影响。试验结３－０３－１，表示混凝土强度等级为Ｃ３５，纤维参量为６ｋｇ／ｍ，气压强度果表明，塑钢纤维能有效提高混凝土的抗冲击性能，并且随着纤维含量为０３ＭＰａ的１号试件。的增加，抗冲击效果越明显。１２配合比设计关键词：塑钢纤维混凝土冲击荷载霍普金森压杆本试验将考虑不同混凝土强度等级对塑钢纤维混凝土动态力学性塑钢纤维就是聚丙烯粗纤维，也叫仿钢纤维，是２０世纪９０年代后能的影响

3、。因此，实验中采用三种不同强度等级的混凝土，分别为期，为了减少混凝土裂缝，大幅度提高混凝土的延性、韧性与抗冲击性，Ｃ２５、Ｃ３５、Ｃ４５混凝土，配合比情况见表２。国外以聚丙烯和聚乙烯为主要原料开发的直径在０１ｍｍ以上，长度表２各强度等级混凝土配合比４０ｍｍ以上粗纤维，此种粗纤维在混凝土中的体积率较高时，可起到与混凝土强度等级水（ｋｇ／ｍ３）水泥（ｋｇ／ｍ３）砂（ｋｇ／ｍ３）碎石（ｋｇ／ｍ３）钢纤维类似的作用，故称为塑钢纤维。塑钢纤维主要用于公路路面、桥Ｃ２５２３０３３８７６１１０５１面、机场道面、停机坪

4、、码头堆场铺面、工业建筑地坪、仓库地面的混凝Ｃ３５２３０４２７６５７１０８６土面层结构工程及隧道衬砌工程等，用于提高这些面板结构的抗裂性、弯拉强度、弯曲韧性、耐冲击和耐久性能等［１］。Ｃ４５２３０５１５５９７１１０８塑钢纤维混凝土就是在普通混凝土中加入一定量的塑钢纤维制成由于试件尺寸较小，粗骨料粒径要控制在一定范围内试验结果才的一种新型复合材料，塑钢纤维混凝土中乱向分布的塑钢纤维主要作相对可靠，本次试验粗骨料选用最大粒径为１６ｍｍ的碎石（俗称瓜子用是阻碍混凝土内部微裂缝的扩展和阻碍宏观裂缝的产生和发展，使

5、［２］片）。试验中砂选为江砂，过筛后粒径控制在０～３ｍｍ之间；水泥采用塑钢纤维混凝土能在保持宏观上的有机整体共同受力。塑钢纤维马鞍山海螺水泥有限责任公司生产的４２５级硅酸盐水泥；水为自来是一种表面粗糙，外形轮廓分明的单丝状粗纤维；直径粗细不同、纤维水；未使用外加剂。３种强度等级混凝土的标准立方块养护２８天后，长短不等、成波浪形状或者竹节形、抗拉强度高、弹性模量大、抗酸碱能抗压试验结果见表３。力强；并且它有类似钢纤维的外形，具备钢纤维的作用，又有合成软纤表３标准立方块试验结果维的优点。而目前国内对塑钢纤维

6、混凝土在冲击荷载下的动态力学性能的研究还不多，此项研究对于塑钢纤维混凝进一步的推广和应用有混凝土强度等级Ｃ２５Ｃ３５Ｃ４５重要意义，具有一定的研究价值和工程应用前景。本文用过分离式霍试验抗压强度３１０ＭＰａ３９７ＭＰａ５３８ＭＰａ普金森压杆试验，初步研究塑钢纤维混凝土在动态力学作用下的抗冲击性和抗裂性能。塑钢纤维采用南通悦商纤维制品有限公司提供的ＴＢ－Ｃ粗纤维，１试验设计纤维形状为波浪形状，其主要参数见表４。１．１试验工况表４塑钢纤维主要参数本试验将考察混凝土强度等级、应变率大小、纤维参量对塑钢纤维

7、材料密度ｋｇ／ｍ３弹性模量ＭＰａ纤维类型直径ｍｍ断裂伸长率纤维长度混凝土动态力学性能的影响。混凝土强度等级选取Ｃ２５、Ｃ３５、Ｃ４５三改性聚丙烯１０４５００束状单丝０９１８％５０ｍｍ种进行考察；由于ＳＨＰＢ试验的应变率是通过控制子弹冲击速度来完成的，而子弹冲击速度受充气气压值影响，因此试验中将设定不同的气１３试件制作压值来考察应变率对材料力学性能的影响。塑钢纤维混凝土试件的制备方法：先投入碎石，然后投入塑钢纤根据实际工程中常用的塑钢纤维掺量，本试验选取纤维掺量为维，再投入江沙后开始搅拌，待塑钢纤维充分

8、分散，然后投入水泥和水３３３３３０ｋｇ／ｍ、３ｋｇ／ｍ、６ｋｇ／ｍ、９ｋｇ／ｍ、１２ｋｇ／ｍ的塑钢纤维混凝土进行试继续搅拌。也可按常规工艺投入顺序施工，但搅拌时间适当延长，以便验分析。气压值选取为０２ＭＰａ、０３Ｍｐａ、０４Ｍｐａ、０４５Ｍｐａ、０５Ｍｐａ进塑钢纤维分散均匀。行试验。为了保证试验结果的有效可靠，试验设计同种工况下的试件由于试验分组较多，将混凝土浇注在一定大小的模槽中，保证每一个数为３个。个模槽至少可以