钢纤维自密实混凝土荷载-位移曲线研究

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发布时间：2021-09-14

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钢纤维自密实混凝土荷载一位移曲线研究
杨海平，吕磊
(浙江同济科技职业学院，杭州I 311231)
[摘要]在自密实混凝土中加入能起到增加强度和抵抗裂缝发展的钢纤维，从而形成一种新型复合材料，即成为钢纤维自
密实混凝土。其克服了自密实混凝土的脆性问题，能有效提高混凝土强度和韧性。通过弯曲梁实验方法，分析研究了钢纤维不
同尺寸、不同掺入率对自密实混凝土荷载位移曲线的影响，从而可进一步分析确定自密实混凝土中掺入钢纤维的尺寸类型和掺入量。
[关键词]钢纤维；自密实混凝土；荷载一位移曲线
[中图分类号]U 441．3 [文献标志码]A [文章编号]1001—523X (2016)11-0045—02
Research of Load-—displacement Curve for Steel Fiber Self Compacting Concrete
Yang Hai—ping，Lvu Lei
[Abstract]The steel fiber self compacting concrete is new compound material，it has higher strength and resistance to crack
development after steel fiber has being added．Scc solve the brittleness problem for self compacting concrete．In this paper，the load—
displacement curve of Scc has being studied with diferent size and different incorporation ratio steel fiber based on the bending beam test．
It provides accurate data for the further study to determine the steel fiber size and incorporation ratio in self compacting concrete．
[Keywords]steel fiber；self compacting concrete；load—displacement curve
钢纤维自密实混凝土是在自密实混凝土中加入能起到增
强、增韧和抗裂作用的钢纤维所形成的一种新型复合材料，
它解决了自密实混凝土的脆性问题，能有效提高混凝土强度
和抗裂性。钢纤维增强是提高自密实混凝土韧性的一项有效
措施，目前国内多数研究工作都采用同一尺寸钢纤维作增强
材料。考虑到混凝土具有多层次性特征，故掺入多类型尺寸
的钢纤维与混凝土各结构层次相匹配，从而达到从整体上增
强其抗裂性能的目的。
本文通过弯曲梁实验方法，首先分析研究不同尺寸(1 cm，
1．5cm，2cm)钢纤维对自密实混凝土荷载一位移曲线的影响，
确定钢纤维在自密实混凝土中最佳混杂尺寸和掺量；以此为
基础，探讨相同尺寸不同钢纤维掺量对自密实混凝土荷载位
移一曲线的影响，从而确定自密实混凝土中掺入钢纤维的尺
寸和掺入量。
1 试验设计
本次试验设计了2个系列自密实混凝土配合比，即钢纤维
尺寸、掺量2个影响因素，每个配合比均只有一个变量，其他
组分不变。因钢纤维体积掺量较低，在掺量较低时，对自密实
混凝土流动性影响较小，故采用和素自密实混凝土一致的配合
比来研究钢纤维尺寸(1 cm，1．5cm，2cm)及掺量(体积掺量为
0．1％，0．15％，O．2％)对自密实混凝土荷载一位移曲线的影响表1。
表1 自密实混凝土砂浆配合比
钢纤维掺入率／％水／g 沙悖水泥／g 减水剂含量g
O．1
0．15 268 5 1369 6 669 6．65
O．2
2 掺入单一尺寸钢纤维自密实混凝土荷载一位移曲线
自密实混凝土掺入钢纤维后的荷载一位移曲线如图1所
示。钢纤维挠度加入显著延缓了试件开裂后到达极限荷载的时
间，基准自密实混凝土和掺入较低体积掺量钢纤维的自密实混
凝土试件荷载一位移曲线的下降曲线都较陡；与基准自密实混
凝土荷载一位移曲线相比，当钢纤维体积掺量为0．2％时，上
收稿日期：2016-06-26
基金项目：浙江省水利厅科技计划项目——钢纤维自密实混凝土制备
技术的研究(RC1549)
作者简介：杨海平(1979一)，男，浙江杭州人，副教授，主要研究
方向为工程施工与管理。
升枝曲线明显变快，表明其微裂纹扩展范围显著增大，且试件
断裂后承载能力显著增大。不同体积掺量钢纤维对自密实混凝
土断裂极限荷载的影响如图2所示。随钢纤维掺量的增大，试
件的也随着增大。当钢纤维掺量为0．1％，0．15％，0．2％时，
试件的尸m 分别为3．10，3．20，3．39(kN)，比基准自密实混凝土
增大了较大幅度。掺入不同尺寸(1 cm，1．5cm，2cm)，钢纤维
体积掺量为0．2％时，自密实混凝土试件荷载一位移曲线如图
3所示。随钢纤维尺寸的增加，自密实混凝土试件开裂后到断
裂试件延长，上升枝曲线明显变缓，下降枝陡降后，出现平缓
区域且荷载一位移曲线包围面积增大。这表明随着钢纤维尺
寸的增加，微裂纹扩展过程范围增大，且试件断裂后承载能力
增加，钢纤维尺寸越大承担荷载能力越强。从图4看出，钢纤
维在低体积率时，对自密实混凝土试件的无显著影响，如
掺尺寸为1 cm和2cm 自密实混凝土试件的。分别为3．18kN
和3．39 kN，尸m 提高的部分非常有限。