钢纤维混凝土抗压性能试验研究

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1、第32卷第6期人民黄河Vo1．32．No．62010年6月YELLOWRIVERJun．，2010【水利水电工程】钢纤维混凝土抗压性能试验研究杨克荣，彭刚，戚永乐，王乾峰(三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌443002)摘要：对钢纤维含量为0和2％两种混凝土分别进行了加载速率为1O。／8、10／s、5×10I3／s的单轴压缩试验。结果表明：随着加载速率的增大，普通混凝土和钢纤维混凝土的抗压强度均提高，但钢纤维的掺入对混凝土的抗压强度影响不大；加栽速率对两种混凝土的峰值应变影响不显著；弹性模量均随着加载速率的增大而增大；对于普通混凝土，随着加栽速率的提高，应力一应变曲线的下降段较陡峭，而钢

2、纤维混凝土的应力一应变曲线的下降段则较平缓，说明钢纤雏可以提高混凝土的延性，增强混凝土的塑性变形能力。关键词：钢纤维混凝土；加载速率；抗压性能中图分类号：TU528．572文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．06．057钢纤维混凝土是由粗骨料、细骨料、乱向分布的钢纤维和量，变形测量范围轴向为0～10mm、径向为0—5mm，变形测量水泥浆所组成的一种混凝土，具有较高的抗拉、抗弯、抗剪、抗精度≤±1％；位移测量范围为0～100mm，位移测量精度扭强度和卓越的抗冲击性能，并能明显改善混凝土的收缩性，≤±0．5％。调试好试验设备后，进入正常加载状态

3、，采集加载过显著提高混凝土的抗疲劳和耐久性能，已被广泛应用于水工结程中的荷载、位移、轴向变形、径向变形、应力、应变等各项数据。构的复杂应力部位”I2J。目前，对于钢纤维混凝土的低应变速2试验结果分析与讨论率静力试验以及高应变速率冲击试验已有较多研究成果，但对于地震荷载作用下中应变速率范围内(10一一l0／s)的试验2．1峰值应力研究还有待深入。为此，笔者开展了中应变速率范围内钢纤维测得的不同加载速率下两种钢纤维混凝土的峰值应力见混凝土的单轴抗压性能试验研究。表1。表1不同加载速率下混凝土峰值应力1试件设计及试验装置简介1．1试件设计笔者采用钢纤维混凝土圆柱形试件，尺寸为4,1oomil

4、l×150lain。水泥采用陕西省秦岭水泥集团的“秦岭”牌42．5R普通硅酸盐水泥；钢纤维采用武汉汉森钢纤维厂生产的剪切型钢纤维，型号为SFN32(I)，长径比为57，低碳钢，抗拉强度>380MPa；粗骨料为连续级配卵石，粒径5～20mm；细骨料为天然河砂，细度模数为2．4。通过配合比试验选择合适的配合比，普通由表l可见，对同一种钢纤维含量的混凝土，峰值应力的混凝土的材料用量为水泥357．7kg／m、石1262．1kg／m、砂均值随着加载速率的增大而增大，相对于准静态加载速率650．2kg／nl，水灰比为0．5。(10／s)，加载速率为10“／s和5×10／s时，钢纤维含量为笔者完成了

5、基体强度为C40、钢纤维体积率分别为0和0的混凝土峰值应力分别提高1．98％、12．66％，钢纤维含量为2．O％的两种钢纤维混凝土在准静态(应变速率为10／s)和应2．0％的混凝土峰值应力分别提高1．20％、15．76％。变速率为1OI4／8、5×10I3／s时的单轴压缩试验。钢纤维混凝对于钢纤维混凝土，其抗压强度与应变速率的对数之间满土的材料用量参照普通混凝土的材料用量，用钢纤维代替同体足线性关系，可以描述为积的粗骨料。1．2试验装置简介收稿目期：2009—10—15基金项目：国家自然科学基金资助项目(50679039)；国家自然科学基金重大项试验采用长春朝阳试验仪器厂生产的大型微机

6、控制电液目(90510017)。作者简介：杨克荣(I986一)，男，湖北仙桃人，硕士研究生，主要从事混凝土动伺服多功能三轴材料试验机，型号WDT一1500，最大试验力力特性试验与本构关系的研究工作。1500kN，测量精确度≤q-1％；采用先进的引伸计进行变形测E—mal：yang_kerong@126corn·128·人民黄河2010年第6期=1+alg(sd／6)(1)(10／s)来说，峰值应变降低了15％。但在相同的加载速率式中为当前应变速率下的极限抗压强度为静态应变速率下，钢纤维混凝土的峰值应变较普通混凝土均有所增加。这与下的抗压强度；为当前的应变速率；s为拟静态的应变速率一些学

7、者得出的混凝土峰值应变随着加载速率的增大而增大(10／s)；a为材料参数称为混凝土的动态强度增长因的结论一致J。数，对不含钢纤维的混凝土0=0．04365，对2．O％钢纤维含量2．3弹性模量的混凝土o=0．0528。其回归曲线如图1所示。混凝土的弹性模量是取应力应变曲线上30％～50％的峰值应力对应的割线模量来标定的。在不同的加载速率下，两种混凝土的弹性模量如表3所示。表3钢纤维混凝土弹性模量统计对于钢纤维混凝土，其弹性模量与相应加载速率的对数