鋼纖維高強(qiáng)混凝土配合比的直接設(shè)計(jì)方法試驗(yàn)研究.pdf

1、鋼纖維混凝土是近五十年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型復(fù)合材料，它的用途很廣，工程實(shí)例很多，它以其優(yōu)良的抗拉、抗彎、抗裂、耐沖擊等性能在各種道路工程、隧道工程、地下工程、工業(yè)與民用建筑、水利等方面取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。隨著鋼纖維混凝土應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)鋼纖維混凝土基本力學(xué)性能做了大量的研究。根據(jù)所取得的有關(guān)鋼纖維混凝土的研究成果，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布了“鋼纖維混凝土試驗(yàn)方法CECS13：89”。自該標(biāo)準(zhǔn)頒布以來(lái)，對(duì)國(guó)內(nèi)外在鋼纖

2、維混凝土領(lǐng)域的研究起到了很好的指導(dǎo)作用，而其配合比設(shè)計(jì)尚未形成一種統(tǒng)一的、被廣泛接受的配制方法。 本試驗(yàn)介紹的鋼纖維高強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法是以普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)，參照相關(guān)資料對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)與創(chuàng)新，可為實(shí)際中鋼纖維高強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)提供一種基本思路。 論文主要研究?jī)?nèi)容如下： 1．提出了等體積鋼纖維替代粗骨料并將鋼纖維質(zhì)量計(jì)入砂率公式來(lái)直接進(jìn)行鋼纖維高強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法。通過(guò)試驗(yàn)研究了碎石級(jí)

3、配、鋼纖維長(zhǎng)度和體積率對(duì)新拌鋼纖維混凝土的坍落度和硬化鋼纖維混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、彎曲抗拉強(qiáng)度的影響規(guī)律，與現(xiàn)行纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定的相關(guān)強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明：采用最大粒徑為20mm和25mm的連續(xù)級(jí)配碎石和長(zhǎng)度為32～50mm的鋼纖維，在鋼纖維體積率不大于2.0％時(shí)，由直接設(shè)計(jì)方法可配制滿足新拌鋼纖維混凝土工作性能和硬化鋼纖維混凝土基本力學(xué)性能要求的鋼纖維高強(qiáng)混凝土，避免了按現(xiàn)行規(guī)程

4、規(guī)定根據(jù)鋼纖維體積率對(duì)用水量和砂率的調(diào)整。研究成果為修訂完善鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)方法提供了科研依據(jù)。 2．通過(guò)等體積鋼纖維替代粗骨料并將鋼纖維質(zhì)量計(jì)入砂率公式來(lái)直接配制最大粒徑31.5mm鋼纖維混凝土試驗(yàn)，研究了水灰比、鋼纖維長(zhǎng)度和體積率對(duì)新拌鋼纖維混凝土的坍落度和硬化鋼纖維混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、彎曲抗拉強(qiáng)度的影響規(guī)律。結(jié)果表明：采用最大粒徑為31.5mm的連續(xù)級(jí)配碎石，在鋼纖維體積率為2.0％時(shí)

5、，鋼纖維在混凝土中出現(xiàn)“棚架”效應(yīng)導(dǎo)致鋼纖維混凝土坍落度及其硬化后鋼纖維混凝土力學(xué)性能的降低。碎石粒徑為31.5mm對(duì)鋼纖維混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度和彎曲抗拉強(qiáng)度的影響并不大。 3．通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)試件和非標(biāo)準(zhǔn)試件受力性能試驗(yàn)，研究了鋼纖維長(zhǎng)度和體積率、骨料粒徑、混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)鋼纖維混凝土立方體抗壓、軸心抗壓、劈裂抗拉和彎曲抗拉等強(qiáng)度指標(biāo)的尺寸效應(yīng)影響規(guī)律，提出了相應(yīng)的尺寸換算系數(shù)，為修訂《鋼纖維混凝土試驗(yàn)方