钢纤维混凝土弯曲韧性试验研究
王志杰,孟祥磊,王奇,何明磊
(西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031)
摘要: 根据12个小梁弯曲韧性的试验、12个切口梁韧性试验,研究了钢纤维对基体的初裂弯曲抗拉强度、残余弯拉强度、弯
曲韧度指数的影响。分析了钢纤维对基体变形性能的影响及增韧效果。同时探求由残余弯拉强度和钢纤维的特征参数这两个方
面求得钢纤维混凝土正常使用极限状态、承载能力极限状态下的抗拉强度值。结果表明:钢纤维混凝土是理想的地下结构建筑材
料,能够适应所需要的强度和变形的要求。
关键词: 钢纤维;喷射混凝土;弯曲韧性;残余强度
中图分类号: TU528.572 文献标志码: A 文章编号: 1002—3550(2014)03—0071—04
Flexural toughness of steel fiber reinforced concrete research
WANGZhijie,MENGXianglei,WANGOi,HEMinglei
(MOE Key Laboratory ofTransportation Tunnel Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China)
Abstract: Based upon the experiment results obtained from the The flexural toughness of 12 small beam,The Th e flexural toughness of
12 coped beam ,the effects of the steel fiber content on the the tensile strength with imi—tial curvature under axial of concrete,bending
strength ofresidual,Flexural toughness index,The deformation and toughn ess increment properties ofthe milling steel fiber are system0at—
ically analyzed.and explore the tensile strength of the serviceability limit state and ultimate limit state which got from bending strength of
residual and The characteristic param eters of steel fibers.The outcome shows that the SFRC is a kind of ideal building material for under—
ground structures.the demands for strength and deform ation can be met more easily.
Key words: steel fiber;sbotcrete;flexural toughness;residual strength
0 引言
韧性指标是衡量纤维混凝土工作性能的重要指标,也
是纤维混凝土较之素混凝土的优点体现之一。在普通混凝
土中掺加纤维体现了复合材料设计的思想,既保留了混凝
土原有的高抗压性的特点,又能大大增加其抗裂性能、韧
性及抗渗性,使之更能符合新型建筑材料的要求。纤维可
以显著改善混凝土裂后性能[1.。虽然混凝土作为工程材料
有许多优点,但是无法回避抗拉强度和抗弯强度低及韧性
差的缺点。钢纤维因具备高抗拉强度和高弹性模量,克服
了混凝土的缺点闭。软弱围岩特别是软弱围岩中的隧道,其
破坏的形式是大变形,要求初期支护具有及时、密贴、高强
和柔性,钢纤维喷混凝土基本上具备了这些要求 。
1 试验材料及方法
1.1 试验材料及配合比
水泥:拉法基P·0 42.5级。粗骨料采用成都5~10mm碎
分石,级配合理,粒型一般,紧密堆积密度1 600kg/m,,表观
密度2 713 kg/m3o细骨料采用成都机制砂,细度模数2.6,石粉
收稿日期:2013-09—19
基金项目:中央高校基本科研业务费专题项目(SWJTU1 1ZT33)
含量13.4%,紧密堆积密度1 940kg/m3表观密度2760kg/m 。
硅粉:92u硅粉。粉煤灰:方圆,I级,细度9.6%。钢纤维:赣
州大业钢纤维,型号0525,长度(25±1)mm,直径(0.55-+
O.05)mm,抗拉强度大于1 000MPa。马克菲尔钢纤维,型号
FS7,长度33 mm,直径0.55 mm,抗拉强度大于1 200 MPa。
分别用代号DY、MF表示这两种钢纤维。聚丙烯纤维:佳
路得网状纤维,长度20 mm。减水剂:岩锋TK—BL聚羧酸
减水剂速凝剂:岩锋TK—W1无碱液体速凝剂,拌和水采用
自来水强度为C30。具体见表1所示。
2 小梁弯曲韧性试验
2.1 试验方法概述
小梁弯曲韧性试验采用三分点加载试验方法 ,采用
200t力学试验机,将千斤顶活塞顶升至稍高出压力传感器顶
面,然后开动试验机,使千斤顶刚度达到稳定状态,随即对试
件连续均匀加荷。初裂前的加荷速度取0.05~0.08 MPa/s;初
裂后取每分钟1/3 000,既0.1 mm的挠度增长速度均匀加载,
使挠度变化速度相等。荷载精度O.1 kN,位移精度0.Ol mm。
试验采用三分点加载装置。试验机上下压板与刚性组件及
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