鋼纖維高強混凝土抗剪性能試驗研究

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1、萬方數(shù)據(jù)第45眷第6期2005年11月大連理工大學學報JournalofDalianUniversityofTechnologyVoJ．45，No6Nov205文章編號：1000—8608(2005)06—0842—05鋼纖維高強混凝土抗剪性能試驗研究楊萌，黃承逵‘，劉毅(大連理工大學土木水利學院，遼寧大連116024)摘要：對29組共116個鋼纖維高強混凝土抗剪試件進行了雙面剪切試驗，研究了鋼纖維混凝土基體強度、銅纖維類型和鋼纖維摻率對鋼纖維高強混凝土抗剪強度的影響．試驗結果表明：隨著基體強度和銅纖維體積摻率的增加，鋼纖維高強混凝土的抗剪強度逐步增高

2、；在混凝土基體強度較高時，提高鋼纖維摻量對銅纖維高強混凝土抗剪強度的改善作用有所減弱．試驗中還發(fā)現(xiàn)，銅纖維混凝土抗剪強度受銅纖維橫斷面參數(shù)的影響很大，因此將現(xiàn)有的鋼纖維混凝土抗剪強度計算公式中的纖維增強系數(shù)針對不同類型的鋼纖維進行了修正，并考慮鋼纖維直徑的影響提出了新的計算方法，計算結果與試驗結果符合較好．關鍵詞：雙面剪切試驗；抗剪強度；高強；鋼纖維混凝土中圖分類號：Tu528．572文獻標識碼：A0引言的影響因素和計算方法進行系統(tǒng)的研究鋼纖維混凝土以其優(yōu)良的物理力學性能在土木、水利、建筑各個專業(yè)領域內得到了逐步推廣和應用，其具有優(yōu)異的抗剪性能，對提高

3、混凝土結構的抗剪能力有重要意義．在工程中使用鋼纖維混凝土可以緩解鋼筋混凝土結構(尤其是薄壁、抗震結構和復雜形狀結構)為了提高抗剪承載力而大量配置箍筋和彎起鋼筋所帶來的造價升高和施工不便的問題．在鋼纖維混凝土隧道襯砌工程中，為了評價和計算鋼纖維混凝土內襯上方隧道內壁塌落巖塊堆積荷載的作用效應，日本JCl標準提出了鋼纖維混凝土雙面直剪強度的概念，通過雙面剪切試驗來確定，并提出了“改良雙面剪切法”口]．近年來鋼纖維高強混凝土的使用不斷增多，為此本文對鋼纖維高強混凝土自身抗剪強度1試驗材料和方法試驗采用的混凝土基體強度分別為C30、C60和C80，水泥為大連小

4、野田水泥廠生產的32．5和52．5號普通硅酸鹽水泥．C60和C80砂漿中分別摻人大連建科院生產的DK一5型高效減水劑和瑞士Sika高效液體減水劑．細骨料為細度模數(shù)大于2．6的中砂，河砂．粗骨料為粒徑5～20mm的石灰?guī)r．使用的4種鋼纖維分別為貝卡爾特公司生產的鋼絲切斷彎鉤形纖維、哈瑞克斯公司生產的銑削彎鉤形纖維、嘉興七星鋼纖維廠生產的剪切彎鉤形纖維和鞍山昌宏公司生產的剪切長直形纖維．鋼纖維特征參數(shù)如表1所示．表1鋼纖維特征參數(shù)Tab．1Charactersofsteel—fibers收稿日期：2004—10—23}修回日期：2005—1104．基金項目

5、：中國工程建設標準化協(xié)會標準修訂項目(2000建標協(xié)字第l5號)作者簡介：楊萌L1979一)，男，博士生}黃承逵。(1941)．男．教授．博十生導師萬方數(shù)據(jù)第6期楊萌等：鋼纖維高強混凝土抗剪性能試驗研究試驗在5000kN壓力試驗機上進行．鋼纖維高強混凝土抗剪強度的測定參照《鋼纖維混凝土試驗方法》o]CECS13：89第12章的規(guī)定進行了雙面剪切試驗，嚴格控制剪切破壞面的位置(如圖1所示)．與混凝土基體強度相同的普通混凝土28d立方體抗壓強度見表2．圖1雙面剪切試驗裝置及破壞面示意圖Fig．1Dualsheartestset—upand[ocationo

6、ffailure．sutrace表2基體強度指標混凝土強度等級聲方體抗壓強度／MPaC30C60CRO37．0767598296試驗以剪切彎鉤形鋼纖維為主要研究對象，其纖維體積摻率分別采用0．5％、1．0％、1．5％和2．0％．其他3種纖維的摻率略有差別，試件設計的具體參數(shù)見表3(表中試件纖維類型代號縮寫的具體意義見表1，“w”代表普通混凝土)，抗剪強度取每組4個試件試驗值的平均值．2鋼纖維高強混凝土抗剪強度的影響因素和計算鋼纖維高強混凝土抗剪強度的影響因素主要有混凝土基體強度、鋼纖維特性和鋼纖維摻量‘?]．2．1基體強度對鋼纖維高強混凝土抗剪強度的影

7、響鋼纖維高強混凝土的基體強度是影響其抗剪強度的一個重要因素．在本試驗中，選取了3個基體強度等級，分別為C30、C60和C80．針對不同的鋼纖維類型分別進行了雙面剪切試驗．摻人不同鋼纖維(體積摻率為1．0％)的高強混凝土的抗剪強度和基體抗壓強度的關系曲線如圖2所示，圖中還給出了與鋼纖維混凝土基體強度相同的普通混凝土的抗剪強度和基體抗壓強度的關系瞌線，表3試件設計參數(shù)及抗剪強度Tab．3Specimensparametcrsandshearstrength圖2鋼纖維高強混凝土(體積摻率為1．0％)抗剪強度與基體抗壓強度的關系Fig．2Curvesofshe

8、arstrengthversusmatrixstrengthofSFRC(n一1．0％)從圖2