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混杂钢纤维对混凝土性能的影响


混杂钢纤维对混凝土性能的影响 摘要: 以超短超细钢纤维和普通钢纤维混杂,进行了混杂纤维增强混凝土抗 折、抗压及压折比的试验研究。研究结果表明,混杂纤维对混凝土抗压强度的提 高幅度介于两种纤维之间, 但对于混凝土抗折强度的提升具有显著的优势,在总 体积率 6%,普通钢纤维:超短超细钢纤维(体积比)=1:5 时,混杂纤维对其 提高幅度达到了 124%;此外当混杂纤维的体积率由 1%提高到 6%时,混凝土的 压折比降低了 49.4%,且对水泥混凝土的增韧效果好于单一钢纤维,能更好的体 现出延性破坏的特征。 关键词:混杂钢纤维 抗折强度 抗压强度 压折比 引言 钢纤维增强混凝土是在其基体中掺入能够起到增韧、 增强以及阻裂作用的适 量钢纤维而形成的新型复合建筑材料。 目前多数研究工作都采用单一尺寸钢纤维 作增强材料[1] ,由于水泥基材料具有多层次性特征,因此宜掺入不同尺寸的钢 纤维与基体各结构层次相匹配[2],以达到从整体上优化其力学性能的目的。而 且现在大多数的研究工作都是集中于对单一钢纤维增强普通混凝土的性能进行 了研究, 而对混杂钢纤维对普通混凝土的增强以及增韧作用的研究较少。本文以 不同掺量的超短超细钢纤维和普通钢纤维混杂, 进行了混杂钢纤维增强普通混凝 土的抗折、抗压和压折比的试验研究。 1、试验概况 1.1 试验原材料 水泥: 42.5 级普通硅酸盐水泥; 粗集料: 碎石灰石, 按粒径大小分为三种 (0~ 5mm:5~10mm:10~15mm) ,所占比例依次为 1:5:4;砂:中粗砂,细度模 数 2.8;水:自来水;钢纤维:普通钢纤维、超短超细钢纤维(其种类及其物理 力学性能指标见表 1) 。 1.2 试验配合比 1.3 试件制作及试验方法 当试件龄期达到 28d 后, 分别在 NYL-1000 型 200 吨压力试验机进行抗压强 度试验以及抗折强度试验。 2、试验结果分析 2.1 混杂钢纤维增强混凝土的抗折强度 不同类型的钢纤维对普通混凝土的抗折强度均有增强,如图 1 所示。 从图 1 能够看出, 三种类型钢纤维对混凝土的抗折强度具有不同程度的增强 作用,当体积掺量为 6%时,混杂钢纤维增强水泥混凝土的抗折强度由素混凝土 的 5.4MPa 提高至 12.1MPa,提高幅度达 124%;普通钢纤维和超短超细钢纤维 增强水泥混凝土的抗折强度最大提高幅度分别为 42.6%和 31.5%。 比较三种类型钢纤维抗折强度曲线可见,同体积掺量情况下,混杂钢纤维对 混凝土的增强作用高于普通钢纤维和超短超细钢纤维, 且三种类型钢纤维的增强 作用都随体积掺量的增加而提高, 混杂钢纤维的提高速度和幅度明显大于超短超 细钢纤维,普通钢纤维的增强幅度介于二者之间。 2.2 混杂钢纤维增强混凝土的抗压强度 不同类型钢纤维对混凝土抗压的增强试验结果如图 2 所示。 由图 2 可见, 三种类型钢纤维的增强作用都是一个先上升后下降的过程。当 体积掺量不大于 1%时,普通钢纤维对混凝土抗压强度的增强作用略大于超短超 细钢纤维;当体积掺量大于 2%时,随钢纤维掺量的增加,超短超细钢纤维的增 强作用越来越优于普通钢纤维, 混杂钢纤维对混凝土抗压强度的增强作用介于二 者之间。 。但当体积掺量为 5%时,混杂钢纤维混凝土抗压强度达到 60MPa,较 之比同批次的素混凝土提高了 41%。 2.3 混杂钢纤维增强混凝土的压折比 本文采用压折比来表征混凝土的韧性, 不同类型钢纤维增强水泥混凝土的压 折比结果如图 3 所示。 结论 (1)随着体积掺量的提高,混杂钢纤维对普通混凝土抗压强

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