钢纤维混凝土在桥面铺装中主要物理力学性能研究

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1、钢纤维混凝土在桥面铺装中主要物理力学性能研究方晓燕，田韫智，费建刚(黄淮学院，河南驻马店463000)掺量范围内减水率为14％25％。3试验方案及配合比3．1试验方案试件设计时考虑的主要参数包括试件截面尺寸、钢纤维类型和钢纤维体积率等，试件设计参照有关规程中的有关规定进行。钢纤维试件的尺寸及每组试件个数见表1。0前言试件设计总表表1由于近年来我国经济的高速发展，致使交通流量偏大和超载现象严重，桥面铺装过早破坏屡见不鲜，纯粹使用普通混凝土或者沥青混凝土桥面铺装已经渐渐不能满足要求。因此，研究并推广使用新的铺装层材料显得十分必要，

2、由于钢纤维混凝土具有优良的抗冲击、抗磨损、抗疲劳等特性，同时具有高温抗车辙、低温抗裂的能力。因此，钢纤维混凝土在桥面铺装中的应用将会越来越普遍。试件编号水灰比砂率(％)外加剂掺量(％)钢纤维体积率(％)1工程案例概况白河特大桥是上海至武威国家重点公路泌阳至南阳高速公路上的一座特大型预应力混凝土连续箱梁桥。该桥桥梁全长1560．2m，桥面总宽度为34．5m。为了改善桥面的混凝土性能，提高桥面铺装的耐久性，全线所有铺装层采用了10cm厚CF50钢纤维钢筋陬钢)混凝土。本文结合河南信南高速公路白河特大桥桥面铺装工程，并按照有关规程，

3、利用42．5R普通水泥试配制的CF50钢纤维混凝土，对钢纤维混凝土各项物理性能进行研究，旨在确定最佳钢纤维类型和掺量。2原材料的选取①钢纤维：采用剪切波纹型和钢锭铣削型钢纤维，长径比分别是50、40。②水泥：采用的是郑州市洞林水泥厂的42．5R普通硅酸盐水泥。③细集料：选用河砂，Mx=2．68，含泥量为1．O％，表观密度为2．6O，容重1520kg／m。④粗集料：采用最大粒径不大于20ram的花岗岩，lOmm一20mm占65％，5mm～10mm占33％。表观密度为2．73，容重1520k咖，空隙率52％，针片状9．8％，含泥量

4、0．5％。⑤拌合水：采用自来水。⑥外加剂：采用FDN一1高效减水剂(以一萘磺酸盐甲醛缩合物为主要成份的非引气型高效减水剂)，在O．3％1．0％的3．2试验配合比试验配合比采用绝对体积法试配，配合比见表2所示。一皋I1dsJ4试验结果及分析4．1试验结果对不同钢纤维掺量的试件分别进行了28d的抗压试验、抗折试验、劈裂试验和抗剪试验。不同钢纤维类型和体积率对钢纤维混凝土性能的影响结果见表3所示。4．2试验结果分析011．52钢纤维体积率4．2．1抗压试验结果分析图1钢纤维掺量对混领土抗压强度的影响不同钢纤维掺量对混凝土抗压强度的影

5、响结果如图1。从钢纤维混凝土抗压强度比曲线图中可以看出：随着纤维体积率的增大，4种试件的抗压强度都有增加，但增加的幅度不大，波纹型增加幅度要比铣销型大一些。试验结果表明，在钢纤维含量特征参数适宜、能使混合料均匀搅拌成型的情况下，钢纤维混凝土的抗压强度的大小主要目2不加钢纤维的试件图3加入钢纤维的试件取决于混凝土的基本性能，钢纤维并不能显著提高混凝土的抗1．5压强度。总之，混凝土基体性能是影响抗压强度的主要因素，钢纤维加入对其抗压强度影响不大，有时会因为纤维的存在使混交I．4凝土的和易性变差，内部界面微裂缝增多，抗压强度有所降低

6、。通但是从试验现象来看，钢纤维改变了混凝土抗压破坏的形式，工【_3程破坏后碎而不散，抗压韧性有明显的提高。研4．2．2抗折试验结果分析究1．2与钢纤维改变了混凝土抗折破坏的形式，抗折强度有明显的应提高。没有加钢纤维的试件是从中间发生脆断，劈裂为两半。而用1．1加有钢纤维的试件，由于有钢纤维的拉结作用，破坏后裂而不l断。钢纤维混凝土试件和素混凝土的试件试验后对比如图2、00．5l1．522．5图3所示。钢纤维体积率图4钢纤维掺量对混领土抗压强度的影响不同钢纤维掺量对混凝土抗折强度的影响结果如图4。由图4可以看出，随着钢纤维体积率

7、的增加，4种试件的抗折强度依次都有增加，当钢纤维体积率为2．0时的试件的抗折强度达到最大值。波纹型钢纤维混凝土抗折强度比要明显高于铣销型钢纤维混凝土。4．2．3劈裂强度试验结果分析一虽不同钢纤维掺量对混凝土劈裂强度的影响结果如图5。由图5可以看出，随着钢纤维体积率的增加，4种试件的劈裂强度依次都有较大的增加，在钢纤维体积率为1．5和2．0时的两种试O0．51】．52件的劈裂强度达到最大值。由试验现象可以看出，钢纤维改变了钢纤维掺量图5钢纤维掺量对混凝劈裂强度的影响混凝土劈裂破坏的形式，抗劈裂强度有明显的提高。没有加钢纤维的试件

8、是从中间发生脆断，劈裂为两半；而加有钢纤维的试安件，由于有钢纤维的拉结作用，破坏后碎而不散，钢纤维混凝土徽试件和素混凝土的试件试验后对比如图6、图7所示。建4．2．4抗剪强度试验结果分析筑不同钢纤维掺量对混凝土抗剪强度的影响结果如图8。由图8可以看出，随钢纤维体积率的增加，4