定向钢纤维水泥砂浆劈拉与弯拉性能试验研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文定向钢纤维水泥砂浆劈拉与弯拉性能试验研究论文作者：景阳学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：建筑与土木工程指导教师：慕儒职称：正高级工程师资助基金项目：国家自然科学基金资助项目（51578208）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterofEngineeringDegreeofArchitecturalandCivilEngineeringEXPERIMENTALSTUDYONSPLITTINGTENSILEANDFLEXURALTENSILEPR

2、OPERTIESOFALIGNEDSTEELFIBERREINFORCEDCEMENTMORTARbyJingYangSupervisor:ProfessorofEngineeringMuRuMay2016ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.51578208.摘要定向钢纤维水泥砂浆是指钢纤维在基体中按照拉应力方向定向排列的新型建筑材料。它的力学性能与普通钢纤维水泥砂浆相比有显著地提高，尤其是在抗拉、抗弯方面性能尤为显著。在工程应用领域，许多重要的结构部件承受拉伸和弯曲作用，研究它的力学性能和弯曲韧性

3、，有助于定向钢纤维增强水泥基复合材料在工程中应用。鉴于此，本文根据《钢纤维混凝土》JG/T472-2015和ASTMC1609的试验方法对定向钢纤维水泥砂浆的劈裂抗拉强度、弯拉强度和弯曲韧性等进行了研究。试验研究了定向钢纤维水泥砂浆的劈裂抗拉强度和弯拉强度。结果表明，相较于普通乱向钢纤维水泥砂浆，定向钢纤维水泥砂浆的劈裂抗拉强度和弯拉强度有明显提升。且随着钢纤维的定向程度、体积掺量以及基体强度的提高，劈裂抗拉强度和弯拉强度都增大。对于不同纤维形状的钢纤维水泥砂浆，在基体水灰比和纤维掺量相同的情况下，端勾型钢纤维水泥砂浆的劈裂抗拉强度和弯拉强度最大，圆直型次之，波浪型最小。根据定向、乱向钢纤维

4、水泥砂浆的弯曲抗拉韧性试验结果表明，定向钢纤维水泥砂浆与普通钢纤维水泥砂浆相比，弯曲韧性更高，荷载挠度曲线更加饱满，并出现二次峰值的现象。同时，复合材料弯曲韧性的大小也与钢纤维的体积掺量、纤维类型以及基体强度等因素有关。随着纤维体积掺量和基体强度的提高，其弯曲韧性增加。端勾型钢纤维对水泥砂浆的增韧效果最为显著，圆直型次之，波浪型最小。根据纤维的拉拔性能研究建立了定向、乱向钢纤维水泥砂浆的劈裂抗拉强度计算模型，模型计算结果与劈拉试验结果相符。根据模型分析，随着纤维粘结强度以及纤维长度的增加，钢纤维水泥基复合材料的劈裂抗拉强度提高。关键词：定向钢纤维水泥基复合材料，劈裂抗拉强度，弯曲性能，劈裂抗

5、拉强度模型IABSTRACTAlignedsteelfiberreinforcedcementmortarreferstothenewbuildingmaterialwheresteelfibersaredirectionalalignmentinthematrixaccordingtothedirectionofthetensilestress.Itsmechanicalpropertiesaresignificantlyhigherthanthatofordinarysteelfiberreinforcedcementmortar,especiallywhenitcomestothete

6、nsionandflexuraltensile.Inthefieldofengineeringapplication,quantitiesofimportantstructuralcomponentsbearthetensionandflexuraltensileforce.Sotheresearchesonthemechanicalpropertiesandflexuraltoughnessofthealignedsteelfiberreinforcedcementmortararesignificanttoitsapplicationinengineering.Inviewofthis,

7、thesplittingtensilestrength,flexuralstrengthandflexuraltoughnessofalignedsteelfiberreinforcedcementmortararestudiedinthispaper,usingthetestmethodsofTheSteelFiberReinforcedConcreteJG/T472-2015andASTMC1609.Th