超短钢纤维混凝土动态三点弯曲性能研究

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发布时间：2021-09-07

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超短钢纤维混凝土动态三点弯曲性能研究
刘永胜
(华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013)
摘要：利用导轨式落锤试验机开展了不同含量超短钢纤维混凝土试件的动态三点弯曲试验，对获得的加
速度与时间关系曲线和各试件的荷载一位移曲线进行分析，并对试件的断裂能进行了计算。试验结果
表明：当纤维含量较低时，超短钢纤维能够提高混凝土的动态三点弯曲承载能力，断裂能随纤维掺量提
高而明显提高；当纤维含量过高时，随纤维含量的提高，试件的动态三点弯曲承载能力下降，断裂能随纤
维掺量的提高而降低；最佳纤维掺量为3．0％。依据试验结果提出了纤维掺量为0～3．0％时超短钢纤
维混凝土动态三点弯曲断裂能的计算公式和相关参数。
关键词：钢纤维混凝土三点弯曲动态断裂能
中图分类号：TU528．572 文献标识码：A DOI：10．3969／j．issn．1003-1995．2013．04．50
冲击荷载是防护工程、机场跑道、高速铁路轨道等
工程结构承受的主要荷载，材料的抗冲击韧性是影响
上述结构稳定性和耐久性的重要因素。在混凝土基体
中掺入超细超短钢纤维能够提高混凝土材料的强度，
改变破坏形态，提高抗冲击韧性⋯ 。断裂能是描述材
料断裂韧性的重要参数之一，其测试方法有直接拉伸
法、楔劈拉伸法、三点弯曲梁法和紧凑拉伸法。对混凝
土材料而言，三点弯曲梁法是常用的测试断裂能的方
法 · 。
本文利用导轨式落锤试验机对不同含量超短钢纤
维混凝土开展了冲击三点弯曲试验，得到材料的动态
三点弯曲荷载一位移曲线，并结合超短钢纤维混凝土
动态三点弯曲的破坏特点，分析材料的断裂能。
1 材料和试件
试件制作材料包括：长6 mm、长径比为40的表面
镀铜超细超短高强钢纤维；P．042．5级水泥；600目普
通硅微粉，粉煤灰；粒径为5～10 mill碎石；细度模数
为2．9的粗砂；高效减水剂；普通自来水。
试件为截面160 mm×40 mm 的长方体。尺寸较
小，断裂面在试验后易于测量到，由于预制切口可能导
致试件的纤维分布不均匀，所以试件未预制切口。试
件设计素混凝土的水灰比为0．28，设计强度为45
MPa。试件材料用量及分组情况如表1所示。