钢纤维体积率对C30混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响

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发布时间：2021-09-14

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钢纤维体积率对C30混凝土立方体
抗压强度尺寸效应的影响
解伟，罗维，李树山，王惊涛
(华北水利水电大学土木与交通学院，河南郑州450045)
摘要：混凝土作为一种准脆性材料，其抗压强度存在尺寸效应现象．为了研究钢纤维体积率对混凝土强度尺寸效
应的影响规律，对钢纤维体积率分别为0．00％，0．75％，1．50％，试件边长分别为100，150，200 mm的27组
共计81块钢纤维混凝土立方体试件进行了立方体抗压强度试验．在Bazant混凝土尺寸效应律的基础上，
提出了C30钢纤维混凝土尺寸效应计算公式，明确了钢纤维体积率对尺寸效应的影响，并根据钢纤维混凝
土立方体抗压强度试验的结果进行验证．结果表明：钢纤维混凝土立方体抗压强度的尺寸效应会随着钢纤
维体积率的增大而变得更加明显，本文建立的钢纤维混凝土尺寸效应计算公式能够较好地分析和预测在
不同钢纤维体积率以及不同试件尺寸下的钢纤维混凝土立方体的抗压强度．
关键词：钢纤维混凝土；立方体抗压强度；钢纤维体积率；尺寸效应
中图分类号：TU528；TV339 文献标识码：A 文章编号：1002—5634(2015)02—0011—04
在当代土木工程中，混凝土结构物的尺寸通常
都十分庞大．以现有的试验条件很难对工程结构物
进行足尺模型试验，在实验室内仅能通过小尺寸模
型进行试验研究．因此，如何利用小尺寸模型的试验
结果来反映实际工程构件的真实力学性能是目前土
木工程领域的研究热点之一．众所周知，钢纤维混凝
土作为准脆性材料，其抗压强度存在尺寸效应现象．
混凝土抗压强度的尺寸效应主要表现为随着试件尺
寸的变化，混凝土试件的抗压强度也会随之发生变
化．近年来，许多学者对混凝土材料强度的尺寸效应
开展了系统研究，取得了较为统一的共识．例
如，我国的《普通混凝土力学性能试验方法标准》
(GB／T 50081—2002)中以边长150 mm的立方体试
件为标准试件，同时指出混凝土强度等级<C60时，
用非标准试块测得的强度值应乘以相应的尺寸换算
系数．对200 mm X200 mm X200 mm的试件，换算系
数取为1．05；对100 inn x 100 mm X 100 mm 的试
件，换算系数为0．95．从现在已有的规范来看，我国
在制定混凝土规范时在一定程度上已经考虑了试件
尺寸对混凝土强度的影响．
与对普通混凝土强度的尺寸效应的研究成果相
比，对钢纤维混凝土强度的尺寸效应的研究稍显不
足．钢纤维混凝土是通过掺入一定体积率的钢纤维
来增强混凝土的力学性能，掺入的钢纤维起到了微
小配筋的作用．近年来，一些学者对钢纤维混凝土强
度的尺寸效应开展了研究．高丹盈等对钢纤维高
强混凝土立方体试件进行抗压强度试验，研究不同
类型的钢纤维和钢纤维体积率对高强混凝土立方体
抗压性能的影响，给出了钢纤维高强混凝土立方体
试件抗压强度的尺寸效应规律．赵顺波等通过标
准试件和非标准试件的受力性能试验，研究了钢纤
维的长度和体积率、骨料粒径、混凝土强度等级对钢
纤维混凝土抗压强度的尺寸效应的影响规律，提出
了相应的尺寸换算系数．本文在现有研究成果的基
础上，对不同钢纤维体积率的C30钢纤维混凝土立
方体试件进行抗压强度试验，根据Bazant提出的混