钢纤维矿渣混凝土性能试验研究

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发布时间：2021-09-13

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钢纤维矿渣混凝土性能试验研究
屈锋，程火焰，彭德红
(1．湖南科技大学土木m程学院．湖南湘潭411201； 2．义乌m商学院土木3-程系．浙江金华322000)
【摘要】研究了掺人钢纤维和磨细矿渣对混凝土性能的影响，综合分析了钢纤维体积率、矿渣掺量和水胶
比等因素与混凝土强度的关系。正交试验结果表明，钢纤维掺量对混凝土劈裂抗拉强度影响显著，矿渣也是明显
影响因素，在合适的水胶比条件下，掺入矿渣的钢纤维混凝土和易性良好，力学性能比素混凝土有较大提高，满足
支护要求。
【关键词】钢纤维混凝土；磨细矿渣；增韧
【中图分类号】TU528．572 【文献标识码】A 【文章编号】1001—6864(2010)12—0011—03
EXPERIM ENTAL RESEARCH oN PERFORM ANCE OF S：TEEL
FIBER REINFORCED BLAST．FURNACE SLAG CoNCRETE
QU Feng ， CHENG Huo—yan ， PENG De．hong
(1．School of Civil Engineering，Hunan Univ．of Science and Tech．，Hunan Xiangtan 41 1201，China；
2．School of Civil Engineering，Yiwu Industrial&Commercial College，Zhejiang Jinhua 322000，China)
Abstract：The effect of concrete's properties were researched with steel fibers and ground granulated
blast—furnace slag added．Based on it，a comprehensive analysis of the relationship between the steel fiber
volume ratio，the slag content，and water—cement ratio with conerete strength were analyzed．Moreover，the
related law could be found based on the orthogonal experimental results．The steel fiber inside concrete
has significant effect to the split tensile strength of it，the same is true to the ground granulated blast—fur—
nace slag．With appropriate water—cement ratio，the steel fiber reinforced concrete mixed slag has good
workability，and its better mechanical properties than the plain concrete can meet support requirements．
Key words：steel fiber reinforced concrete；ground granulated blast—furnace slag；toughening
0 引言
钢纤维混凝土是通过在素混凝土材料中掺加一
定量的钢纤维形成新型复合材料体系，从而提高混凝
土材料的强度，尤其是劈裂抗拉强度，增强变形能力，
提高韧性，抑制混凝土收缩后塑性裂缝的产生，改善
混凝土的抗渗性，提高混凝土的耐久性。，至今在世
界范围内多项工程中获得了应用且取得了较满意的
效果。
在工程支护中，多采用喷射混凝土，无论是干喷、
潮喷还是湿喷工艺，均要求支护材料方便施工、经济
可行且支护效果满足要求，钢纤维混凝土相比一般的
锚喷支护形式可以发挥较好的作用效果。把磨细矿
渣加入混凝土中制成高性能绿色混凝土，不仅可以提
高经济效益，还可改善钢纤维混凝土拌合物的工作
性，提高密实程度。本文以此为基础，研究支护用
钢纤维矿渣混凝土材料性能，总结其在各因素影响下
的变化规律，以推动其在支护工程的进一步应用。
1 钢纤维混凝土的增强增韧机理分析
从复合材料力学观点来分析，钢纤维对混凝土性
能的改善主要包括：一方面，在混凝土硬化过程中
通过物理作用改善混凝土内部结构。微观平面分布
显示，钢纤维加入混凝土中，在均匀分散的情况下，
钢纤维呈现三维网络结构，起到支撑集料的作用，阻
止粗、细骨料的沉降而产生的离析，使混凝土的材料
分布更加均匀，这可减小表层失水产生的收缩，减少
甚至完全阻止混凝土表层裂纹的产生。
另一方面，钢纤维混凝土开始受力时，主要是混
凝土基体在承受荷载，当荷载变大时，引起混凝土产
生较大的变形，钢纤维开始发挥其作用。由于钢纤维
的抗拉强度及弹性模量远大于混凝土，钢纤维开始承
受混凝土中的拉应力，所施加荷载越大，纤维阻止混
凝土进一步的变形，纤维与混凝土问粘结的作用越明
显。如果粘结力太小，破坏时纤维会被拔出，则不能
充分发挥钢纤维的作用。