鋼纖維混凝土劈裂抗拉與抗折性能的尺寸效應(yīng)試驗(yàn)研究.pdf

1、作為一種準(zhǔn)脆性材料，混凝土的力學(xué)性能與其幾何尺寸密切相關(guān)。對于混凝土而言，其主要表現(xiàn)名義上的抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度會隨著試件截面尺寸的增大而減小。除了幾何尺寸，配合比、骨料組份、強(qiáng)度等級也是影響混凝土力學(xué)性能的主要因素。由于實(shí)際工程中混凝土結(jié)構(gòu)的幾何尺寸往往很大，進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)很難采用相似尺寸的試件來進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)，所以大多數(shù)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)還都是采用縮尺模擬的方式，通過試驗(yàn)得出的等效計(jì)算公式為設(shè)計(jì)理念來進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的計(jì)算

2、。
　　近年來，隨著人們使用需求的提高，工程結(jié)構(gòu)向著更安全，更適用，更耐久的方向發(fā)展，對混凝土的各項(xiàng)性能要求也更高。為了滿足不同工程領(lǐng)域?qū)炷敛牧系男枨螅鲊鴮W(xué)者和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員采用了各種方法來提高混凝土的力學(xué)性能。通過在混凝土拌合物中摻入一定量的鋼纖維，這種提高混凝土力學(xué)性能的方法已經(jīng)被證實(shí)為一種較為可行的方案，而且已經(jīng)在部分特殊工程中得到了顯著的效果。目前，國內(nèi)外學(xué)者對鋼纖維混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)研究大部分集中

3、在單一的鋼纖維體積率的變化或者基體混凝土強(qiáng)度的變化上，對鋼纖維混凝土試件的幾何尺寸和養(yǎng)護(hù)齡期等方面的研究略顯不足。為了得到不同試件尺寸、鋼纖維體積率、基體混凝土強(qiáng)度和養(yǎng)護(hù)齡期對鋼纖維混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的影響，本次試驗(yàn)結(jié)合鋼纖維混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)，對鋼纖維混凝土的劈裂抗拉和抗折強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)開展了兩方面的研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　1.鋼纖維混凝土劈拉強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)
　　為了研究鋼纖維混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度

4、的尺寸效應(yīng)，制作了36個(gè)100mm×100mm×100mm、36個(gè)150mm×150mm×150mm和36個(gè)200mm×200mm×200mm的混凝土試件，在C30和C60兩種混凝土強(qiáng)度中分別摻入0％、0.75%和1.5%三種不同體積分?jǐn)?shù)的鋼纖維，根據(jù)養(yǎng)護(hù)齡期的設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)7d和28d，參照鋼纖維混凝土試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劈拉強(qiáng)度試驗(yàn)。
　　通過以上各種類型立方體試件的劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，分析了鋼纖維體積分?jǐn)?shù)、養(yǎng)護(hù)齡期和混凝

5、土強(qiáng)度等因素對劈裂抗拉強(qiáng)度的影響，得到了不同混凝土基體強(qiáng)度下的鋼纖維混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的尺寸換算系數(shù)值，采用線性擬合的方法擬合出了不同強(qiáng)度下的鋼纖維混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度值的計(jì)算公式。結(jié)果表明，鋼纖維混凝土立方體試件的劈裂抗拉強(qiáng)度存在尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。同等條件下的鋼纖維混凝土立方體試件，小尺寸試件的名義劈裂抗拉強(qiáng)度要高于較大尺寸試件的劈裂抗拉強(qiáng)度。并且，鋼纖維混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象會隨著混凝土基體強(qiáng)度的提高表現(xiàn)地更加明顯。
　　

6、2.鋼纖維混凝土抗折強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)
　　為了研究鋼纖維混凝土抗折強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)，制作了36個(gè)100mm×100mm×400mm、36個(gè)150mm×150mm×550mm的混凝土試件，在C30和C60兩種混凝土強(qiáng)度下分別摻入0%、0.75%和1.5%三種不同體積分?jǐn)?shù)的鋼纖維，根據(jù)養(yǎng)護(hù)齡期的設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)7d和28d，參照鋼纖維混凝土試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗折強(qiáng)度試驗(yàn)。
　　通過對以上不同類型試件的抗折強(qiáng)度試驗(yàn)，分析了鋼纖維