不同种类纤维混凝土变形性能研究.pdf

2 0 1 3N O 6粉煤灰综合利用F L Y A S HC O 嘎嗵l l j 匝N S I V EU T。I Z A T I O N不同种类纤维混凝土变形性能研究S t u d yo nD e f o r m a t i o nP e r f o r m a n c eo fC o n c r e t ew i t hd i f f e r e n t 帅o fF i b e r顾喜1，夏强2，左俊卿2(1 上海城建市政工程(集团)有限公司，上海2 0 0 0 6 5；2 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海2 0 1 8 0 4)摘要：研究了不同种类纤维混凝土轴心抗压强度、抗弯强度、静力受压弹性模量和抗弯弹性模量，分析了纤维种类对混凝土变形性能的影响。试验结果表明，聚丙烯纤维和钢纤维的掺入可提高混凝土的轴心抗压强度，而玻璃纤维对混凝土的轴心抗压强度的影响不明显。各种纤维的掺入可明显提高混凝土的抗弯强度，钢纤维的提高效果最明显。纤维混凝土的静力受压弹性模量和抗弯弹性模量随纤维弹性模量的不同而变化。关键词：纤维种类；混凝土；变形性；静力受压弹性模量；抗弯弹性模量中图分类号：T U 5 2 8 5 7 2文献标识码：A文章编号：1 0 0 5-8 2 4 9(2 0 1 3)0 6-0 0 1 8-0 3混凝土是一种复杂多相复合材料。随着混凝土技术的不断进步，混凝土耐久性问题逐渐受到人们的关注。混凝土变形性能是混凝土达到耐久性的前提，混凝土变形性能不良的直接后果就引发裂缝【lJ。混凝土变形性能包括非荷载作用下的变形(如：收缩变形、干湿变形、温度变形等)和荷载作用下的变形。其中荷载作用下的变形是研究混凝土结构承载力和变形的主要依据，反映了混凝土应力与应变的关系，同时也反映了混凝土的延性特征J。工程用纤维由于具备高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性等良好性能，因而在水泥基材料中均匀地掺入金属、无机材料或有机纤维等纤维增强材料可提高混凝土轴心抗压强度、抗弯强度，改善混凝土静力受压弹性模量和抗弯弹性模量，从而达到提高混凝土变形性能的目的1。本文基于这一思路，采用轴心抗压强度、抗弯强度、静力受压弹性模量和抗弯弹性模量试验方法研究掺加不同纤维的混凝土变形性能，并分析对比各种纤维对混凝土变形性能的影响。第一作者：顾喜。(1 9 8 5)。男，助理工程师，E m a i l：g u x i 0 3 0 4 7 1 2 0 y a h o o c o m c n：通讯作者：左俊卿，(1 9 8 4 J。男，同济大学博士研究生。E m a i l：2 0 1 0 p h o e b e z u o t o n g j i e d u c a o收稿日期：2 0 1 3 0 4 0 11 8 1 原材料及试验方法水泥：海螺牌P 0 4 2 5 水泥；细骨料：普通河砂，中砂，细度模数为2 6。粗骨料：连续级配碎石，粒径5 m m2 5 m m；纤维：聚丙烯纤维，玻璃纤维，钢纤维，其基本物理性能见表1；水：清洁饮用水；外加剂：高效减水剂。表1 纤维基本物理性能试验配合比参见表2。成型l O O m m l O O m m 3 0 0 m m 试件用于轴心抗压强度和静力弹性模量试验；成型1 0 0 m m x1 0 0 m m x 4 0 0 m m 试件用于抗弯强度和抗弯弹性模量试验试件，满足各规范对尺寸要求，试验后按规范换算成标准试件强度。各种试块，养护至规定龄期，按标准实验方法进行测试。表2 各组试验配合比k g m 3粉煤灰综合利用F L Y A S HC O【P R E H E N S I V EU T J Z A o N2 0 1 3N O 62 试验结果与分析2 1 静力受压弹性模量不同种类纤维混凝土2 8 d 龄期轴心抗压强度和静力弹性模量见表3。除玻璃纤维外，聚丙烯纤维和钢纤维的掺人均可有效提高混凝土的轴心抗压强度，提高幅度分别为：聚丙烯纤维为2 6 4，钢纤维为1 8 1。玻璃纤维的掺入未能改善混凝土的轴心抗压强度。表3 各组混凝土2 8 d 轴心抗压强度和静力弹性模量 i 川“j、v：“川刑f 1+f图I 各组混凝土2 8 d 静力受压弹性模量由图l 所示，各种纤维的掺入对混凝土的弹性模量具有不同作用。聚丙烯纤维的掺入降低了混凝土的弹性模量，玻璃纤维和钢纤维的掺入提高了混凝土的弹性模量。其中玻璃纤维对混凝土弹性模量的提高0 9 5，钢纤维对混凝土弹性模量的提高最明显，达到1 1 9。从分散性的角度讲，由于聚丙烯纤维分散性较玻璃纤维和钢纤维差，影响纤维对混凝土的增强和增韧效果【4J。同时，由于聚丙烯纤维的弹模低于基准混凝土，而玻璃纤维和钢纤维的弹模均高于基准混凝土，且钢纤维的弹模最大，因此根据复合材料理论，钢纤维混凝土的弹模