混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的试验研究与强度计算

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1、第32卷第12期长江科学院院报Vo1．32No．122015年12月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteDec．2015doi：10．11988／ckyyb．20140858混杂钢一聚丙烯纤维混凝土的试验研究与强度计算陕亮。．一，张亮·(1．武汉大学土木建筑工程学院，武汉430072；2．武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉430071；3，长江科学院材料与结构研究所，武汉430010)摘要：为探究混杂钢一聚丙烯纤维混凝土力学性能，基于复合材料强度理论，在试验研究的基础上，对混凝土强度对比试验结果进行数值分析，并根据试验结果规律，给

2、出了混杂钢一聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度的计算式，以及各强度间的关系。通过数理统计方法分析研究了混杂纤维混凝土中纤维体积率、长径比对强度的影响，确定了计算模式中的待定参数。从强度计算式中不同纤维对应的影响系数可以看出，对混杂钢一聚丙烯纤维混凝土的强度起决定作用的是钢纤维的体积率和长径比；混杂钢一聚丙烯纤维混凝土的强度计算式与关系式拟合效果良好，可为同行业研究者们和工程应用提供参考。关键词：混杂钢一聚丙烯纤维混凝土；强度计算式；强度关系；体积率；长径比中图分类号：TU528．572文献标志码：A文章编号：1001—5485(2015)12—0l14—06性文件。混

3、凝土的强度和强度间的关系是其力学性能中的基本指标，因此，研究混杂钢一聚丙烯纤维混凝土1研究背景的强度计算式及其之间的关系非常有必要。本文在试根据复合材料力学方法，将纤维作为混凝土的次验研究的基础上，根据混凝土强度对比试验结果进行增强筋适量掺人，是提高普通混凝土强度及性能的重数值误差分析，按舍弃准则进行舍弃，建立了强度计算要手段之一。复合化是提高混凝土等水泥基材料性式，并按我国混凝土规范所建立的变异系数原则修正能的主要途径，而纤维增强是核心¨。纤维混凝土依力学关系式，从而使?昆杂钢一聚丙烯纤维混凝土(简称靠纤维与混凝土界面的粘结与混凝土共同作用，当混USPFRC)的力学陛能设计指标能与国家现行

4、混凝土规凝土内的拉应力自其界面传递给纤维时，纤维因变形范并轨，可为工程应用提供参考。而消耗能量，从而增强了混凝土吸收能量的能力。纤维在混凝土中主要起着阻裂、增强、增韧3个方面的作用，但是一种纤维有时只起到其中单一方2试验材料及试验方案面或两方面的作用，这与纤维品种、纤维性能、纤维2．1试验材料与混凝土界面间的粘结状况等因素密切相关。研究HSPFRC基本力学性能试验所用材料包括钢纤表明：高弹性模量纤维能提高混凝土的抗拉、抗弯、维、聚丙烯纤维和基准混凝土。钢纤维(简称sF)是抗剪强度以及抗疲劳性能和刚性；低弹性模量纤维纤维混凝土承重结构中常采用的纤维，按材质可分能提高混凝土的抗裂、抗冲击、抗冻、

5、抗渗及韧性和为碳素钢纤维与不锈钢纤维；按外形分有平直形、波耐久性等与材料塑性有关的物理性能¨2一。将高弹浪形、弯钩形、压痕形、大头形等；按生产工艺分有切性模量的钢纤维和低弹性模量的聚丙烯纤维混杂应用于混凝土中，能充分发挥“正混杂效应”，通过不断型、剪切型、铣削型、熔抽型等；按施工用途可分为同纤维对混凝土在不同阶段不同层次的作用，可进浇筑用钢纤维和喷射用钢纤维。本研究采用上海贝一步改善混凝土的性能。《纤维混凝土结构技卡尔特——二钢有限公司生产的佳密克丝钢纤维，术规程》(CECS38：2004)中增加了有关合成纤该纤维呈胶粘排列的集束状，其水溶性易分散于混维混凝土的内容，但对混杂纤维混凝土还没有

6、规范凝土中，主要物理性能如表1所示。收稿日期：2014—10—09；修回日期：2015一O1一l9基金项目：长江科学院中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(CKSF2013032／CL)作者简介：陕亮(1976一)，男，湖北公安人，高级工程师，博士，主要从事水工结构研究，(电话)027—82829754(电子信箱)robea—shanl@163com。第l2期陕亮等混杂钢一聚丙烯纤维混凝土的试验研究与强度计算115表1钢纤维物理性能2／3，如果石料粒径过大，钢纤维易集中于大石料周Table1Physicalpropertiesofsteelfibers围不便于分散。试验选用级配为5～20m

7、m的灰岩纤维长度／直径／长径纤维密度／(g·抗拉强产品碎石，针片状颗粒含量不大于5％。呈竺竺!竺些型：：!堕型呈(3)外加剂：掺人高效减水剂可改善拌合料的SF1300．7540端钩形7．8≥1100ZP308和易性。试验选用上海马贝产聚羧酸X404高效减SF2300．5555强拉钢7．8≥1100ZP305SF3600．7580丝7．8≥1100RC一80／60水剂。2．3试验方法聚丙烯纤维(简称PPF)是由