钢纤维混凝土力学性能的试验研究.pdf

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1、钢纤维混凝土力学性能的试验研究程伟伟，姚韦靖(安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001)摘要：基于钢纤维对于混凝土材料的作用机理，采用试验的方法，设计试验变量为钢纤维掺量，对比研究了不同纤维掺量下，混凝土材料的抗压、抗拉及抗折强度，结果表明：在纤维体积掺量为3％时。抗压强度提高31．14％，而抗拉和抗折有89．45％和65．01％的提升，进一步说明纤维在受力时，充分发挥其受拉能力强的特征，为混凝土材料分担拉力。综合经济性，得出最佳钢纤维掺量为2％一3％，为后续试验研究和施工生产提供依据。关键词：混凝土；钢纤维；力学性能

2、；试验研究中图分类号：TU528文献标志码：B文章编号：1672—401l(2016)04—0012—03DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2016．04．007TheExperimentResearchontheMechanicalPropertiesofSteelFiberConcreteCHENGWeiwei，YAO耽彬增(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，AnhuiUniversityofScienceandTechnology，Huainan23

3、2001，China)Abstraet：Basedonthemechanismofthesteelfiberforconcretematerial，adoptthemethodoftest，designedtestvaria-blesforthesteelfibercontent，thecontrastresearchunderdif-ferentfibercontent，thecompressive，tensileandflexuralstrengthofconcretematerial，theresultsshowedt

4、hatthefibervolumecontentwas3％．thecompressivestrengthincreasedby31．14％．whilethetensileandbendingwith89．45％and65．01％improvement，furtherillustratedfiberinforce，givefullplaytoitsstrongtension，tosharethepullforceforconcretematerial．Comprehensiveeconomy，itisconcludedthat

5、thebeststeelfibercontentisbetween2％一3％．andprovidedthebasisforsubsequentexperimentalstudyandconstructionofprodue—tion．Keywords：concrete；steelfiber；mechanicalproperty；experimentalresearch0前言当前，在土木工程领域中，混凝土材料由于其来源丰富易得，且可塑性好，可预制或现浇，力学抗压性能优，因而被广泛使用和推广，但随着高层、超高层及地下建筑的不断开

6、发，混凝土存在的抗拉、抗折、抗冲击及韧性不足的缺点日益显现，大大限制了其的应用。而如今，将纤维掺人混凝土中，从而增加抗拉、抗折、抗冲击及韧性，甚至对于抗裂能力都有所帮助，致使混凝土的应用和研究作者简介：程伟伟(1992一)，男，安徽六安人，在读硕士研究生，研究方向：岩土工程。·12·也进入了崭新的阶段。钢纤维掺入混凝土中，既可以充分发挥其抗拉能力，而混凝土则发挥其抗压的优势，从而从根本上改善混凝土材料的受力特征，大大增加其抗拉、抗剪、抗磨和抗裂性，还有助于其断裂韧性和抗冲击韧性的提高¨。J。本文从纤维的作用机理出发，基于实验

7、的方法，研究了钢纤维对于混凝土材料的力学性能的影响，最后得出了较佳的钢纤维掺量，作为试验研究和施工的参考。1钢纤维基本理论概述1．1钢纤维作用机理对于钢纤维的增强机理有两种理论，分别为复合材料力学理论和建立在断裂力学基础上的纤维间距理论HJ，两种理论都说明钢纤维掺入混凝土中，表现出很强的抗拉、阻裂、增韧效应。1)钢纤维呈乱向分布掺入在混凝土材料中，与其中的水泥颗粒、砂石等骨料相互混合，这些固体颗粒会因自重而逐渐下沉，而乱向分布的钢纤维相互交叉，则增大了下沉阻力，从而减少了混凝土的塑性收缩和沉降收缩。2)混凝土材料在终凝后，水

8、泥因水化作用而产生硬化，使混凝土产生化学和干燥失水物理收缩，则会在混凝土内部产生肉眼观察不到，分布在骨料间和水泥结构中的微裂缝，而掺人钢纤维以后，其以针状骨料形式存在于水泥浆中，被水泥的水化产物所包裹，从而减少了水泥水化硬化过程中形成的微裂缝，进一步提高水泥石的结构强度。3)钢纤维混凝土受