钢纤维混凝土轴压应力-应变曲线试验研究

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发布时间：2021-09-13

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钢纤维混凝土轴压应力一应变曲线试验研究
张晓燕，曹晨杰，孙丽。霍洪媛
(华北水利水电学院河南省高校生态高性能建筑材料重点实验室培育基地，河南郑州450011)
摘要：作为钢纤维混凝土配合比直接设计方法的研究工作的重要内容，采用4个平行于棱柱体试件对称放置的弹簧作为刚
性辅助架，在普通压力试验机上成功地测得了纤维体积率0-2．O％、裹浆厚度0．8～1．2 mm、强度等级为CF40的钢纤维混凝土轴压
应力一应变全曲线。根据试验结果，分析了纤维体积率和纤维裹浆厚度对钢纤维混凝土轴压强度、应力一应变曲线以及轴压韧性比
的影响。表明钢纤维混凝土的轴压强度和韧性比随着纤维体积率的增加而提高，存在合理的纤维裹浆厚度使得钢纤维混凝土获
得优良的轴压韧性。提出了与试验结果符合良好的钢纤维混凝土轴压应力一应变曲线计算理论模型。
关键词：钢纤维混凝土；轴压应力一应变曲线；轴压强度；韧性比；纤维体积率；纤维裹浆厚度
中图分类号： TU528．572 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2013)05—0000～O0
Experimental study on axial compressive stress-strain curve of SFRC
ZHANGXiao-yan，CAOChen-fie，SUNLi，HUOHong-yuan
(North China University ofWater Resources and Electric Power，Cultivate Base for Key Lab in University
ofHenanProvince onEco—high-performanceBuildingMaterials，Zhengzhou450011，China)
Abstract： As the important content of the research on direct design method for mix proportion of steel fiber reinforeed concrete
(SFRC)，me full axial compressive stress-strain curve of SFRC was successfully measured by ordinary testing machine assisted by the
4 rigid springs symmetrical placed parallel t0 the prism specimen．The fraction of fiber by volume was from zero幻2．0％．the thickness of
paste wrapping fiber Was from 0．8 111111 to 1．2 rflln and the strength grade ofSFRC Was CF40．Based on the test result，the efects ofthe frac—
tion of fiber by volum e an d the thickness ofpaste wrapping fiber on the axial compressive strength，the stress—strain curve and the axial
compressive toughness ratio of SFRC were an alyzed．It Was shown that the axial compressive strength and toughness ratio of SFRC in—
crease with the increase ofthe fraction offiber by volume，there was a reasonable value ofthe thickn ess ofpaste wr apping fiber to make
the better compressive toughness ratio of SFRC．The theoretical model for calculating the axial compressive stress—strain curve of SFRC is
proposed，which fit better with the test results．
Key WOrds： SFRC；axial compressive stress-strain curve；axial compressive strength；toughness ratio；fraction offiberby volume；thick—
ness ofpastewr appingfiber
0 引言试验成果进行相关影响因素的分析并提出计算模型。
钢纤维混凝土轴心受压应力一应变全曲线是相应结构
受力非线性分析的基本理论依据，也是钢纤维混凝土基本
力学性能的重要试验研究内容。然而，采用普通刚度的试验
机进行加载试验时，由于钢纤维混凝土轴心受压试件在达
到极限承载力时的横向变形裂缝突然扩展，不能承担试验
机积蓄的弹性应变能，导致试件突然压碎破坏，难以获取
轴心受压应力一应变全曲线的稳定下降部分。为此，研究者
采取了各种措施提高试验机的刚度，其中采用增设刚性辅
助架的方法取得了较好的效果[1-3]。
笔者结合钢纤维混凝土配合比直接设计方法的研究
工作嗍，采用2 000 l 压力试验机辅助弹簧系统，成功地测
得钢纤维混凝土的轴压应力一应变全曲线。本研究即结合
1 试验概况
原材料采用P·0 42．5级水泥，连续级配碎石(粒径5～
20mm)，天然河砂(细度模数=3-3)，聚羧酸系高性能减水
剂(减水率15％～25％)以及钢板剪切型钢纤维。原材料检
测结果列入表l~4，试验参数组合如表5所列。
轴心抗压试验采用截面为150 mmxl50 mmx300 mm
的棱柱体试件。每组6个试件，其中3个试件测定轴心抗压
强度以确定全曲线试验的预加荷载标准，另3个用于测定
应力一应变全曲线[51。
为使钢纤维在混凝土中分散均匀，采用卧轴强制式搅
拌机。按粗集料一钢纤维(干拌1 min)一细集料一水泥(干
拌1 rain)，其中钢纤维在拌和时分三次加入，边拌和边加