对钢纤维增强混凝土抗压强度的研究
・建筑与装饰・
不同掺量钢纤维对钢纤维增强混凝土
抗压强度的研究。
陈
竣，祝叶
（武汉职业技术学院建筑工程系，湖北武汉４３００７４）
摘要：通过在混凝土中掺入不同的钢纤维试验掺量，研究不同掺量钢纤维对混凝土早期和后
期抗压强度的影响，对影响的原因进行了初步分析。
关键词：钢纤维；混凝土；抗压强度
中图分类号：ＴＵ５２８．５７２文献标识码：Ａ
文章编号：１６７１－９３１Ｘ（２００９）０１－００９９—０２
一、引言
其中，钢纤维的长径比、体积率和几何形状是决定钢纤维混凝土性能的重要参数。本文在实验研究的基础上，研究钢纤维增强混凝土（ｓｔｅｅｌｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｅｏｎ－
在不同掺量钢纤维情况下，钢纤维增强混凝土的抗压强ｃｒｅｔｅ，ＳＦＲＣ）又常称为钢纤维混凝土，是在水泥混凝度的变化，以探索出钢纤维合适的掺量值。
土中均匀掺入适量乱向分布的短钢纤维形成的复合材料。钢纤维增强混凝土不仅保持混凝土自身的优二、试验
点，更重要的是因钢纤维的掺入，它克服了混凝土抗１．试验用原材料
拉强度低、极限延伸率小、脆性等缺点，对混凝土基试验用水泥为４２．５强度等级的硅酸盐水泥，２８天抗体产生增强、增韧和阻裂作用，广泛地应用于建筑、压强度为５０．８ＭＰ．；粗集料是粒径为５～２０ｍｍ的碎石，连路桥和水工等工程１１）。
续级配，表观密度为２７００Ｋｇ／ｍ３，堆积密度为１４１０Ｋｇ／ｍ３；国内外对钢纤维的作用机理做了大量的研究１２１，细集料是细度模数为２．６的中砂，级配良好，表观密度为一般认为，钢纤维混凝土中乱向分布的短纤维主要作２６５０Ｋｇ／ｍ３，堆积密度为１５２０Ｋｇ／ｍ３；钢纤维长径比为５０—用是阻碍混凝土内部微裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝５５，端钩型，圃截面，长度为３０ｍｍ，直径为０．６ｍｍ，抗拉强的发生和发展，提高基体的抗裂强度和抗冲击性，改度１０５０ＭＰｏ；外加剂为无引气功能萘系高效减水剂，减水善混凝土的韧性及混凝土结构的延性。美国Ｒｏ—率为１５％～２０％。
ｍｕａｌｄｉ提出的“纤维间距机理”根据线弹性断裂学来２．试验方案及制备方法
说明纤维对于裂缝发生和发展的约素作用；英国参照《钢纤维混凝土试验方法）（ｅｖｅｓ１３：８９）ｌ恐进行，Ｓｗａｍｙ、Ｍａｎｇａｔ等人提出的“复合材料机理”将纤维看先按照普通混凝土配合比设计方法算出Ｃ５０混凝土的配作混凝土基体的增强体系，并用混和原理来推定纤维合比，保持水灰比Ｗ／ｃ和砂率Ｓｒ不变，再分别按０．４％、混凝土的抗裂强度。在受荷（拉、弯）初期，水泥基料与０．８％、１．２％、１．６％、２．ｏ％的体积窀所，采用绝对体积法用纤维共同承受外力，当混凝土开裂后，横跨裂缝的纤钢纤维等体积替代部分骨料。配合比及材料用量如表１维成为外力的主要承受者。因此钢纤维混凝土与普所示。
通混凝土相比具有一系列优越的物理和力学性能。
收稿日期：２００９－０１—１ｌ
作者简介：陈竣（１９７６一），男，湖北武汉人，武汉职业技术学院建筑工程系讲师，研究方向：结构工程；祝叶（１９７６－），女，湖北武汉人，武汉职
业技术学院建筑工程系讲师。研究方向：结构工程。
万方数据
武汉职业技术学院报二。九年第八卷一期总第三十七期一
墨
建筑与装饰
Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ
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ＤｅｃｏｒａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎ
表１钢纤维混凝土配合比
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图２钢纤维掺量与２叫龄期抗压强度关系
制备钢纤维混凝土，采用强制式搅拌机拌和，并用
先干拌后湿拌的施工工艺，确保钢纤维在混凝土基体中均匀分散。在混合料拌和时，先混合胶凝材料、粗集料、细集料和钢纤维，使钢纤维均匀分散于混合料中，而后再加水和减水剂进行湿拌。试件的制作及养护过程严格参照《钢纤维混凝土试验方法》（ＣＥＣＳ１３：８９）脚。
３．试验结果及分析
采用１５０ｍｍＸ１５０ｍｍＸ１５０ｍｍ的立方体标准试件，每种钢纤维体积率的试件分７ｄ和２８ｄ两种龄期，共１２组，每组３个试件，压力机采用ＷＥ２０００电液伺服压力试验机。
各组７ｄ及２８ｄ龄期试件抗压强度试验结果如表２所示。
衰２
从图ｌ和图２可以看出，体积率为１．６％的钢纤维混凝土比同配比的普通混凝土抗压强度有所提高，但是提高幅度不大，钢纤维对基体混凝土的增强作用并不显著；体积率为２．０％的钢纤维混凝土与同配比的普通混凝土抗压强度近似相等；０．４％和０．８％的钢纤维混凝土抗压强度却比同配比的普通混凝土分别下降了１１．７５％和４．６６％。通过ｘ．－Ｊ－压碎的钢纤维混凝土试件进行分析发现，对于抗压强度下降的试件，存在钢纤维结团及分散不均匀的现象，造成钢纤维与混凝土界面粘结性状变差。因为掺人钢纤维，一方面约束了受压过程中混凝土的横向膨胀。推迟了破坏进程，另＿二方面由于７ｄ龄期时混凝土基体强度还不足，不均匀的钢纤维束增多了界面薄弱层，因此受压后首先在界面薄弱区引起破坏，导致钢纤维混凝土的抗压度不能提高，甚至还有所下降。２８ｄ龄期时，钢纤维混凝土与同配比的普通
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７ｄ和２副龄期各组试件抗压强度试验结果＋
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三、结论
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单掺钢纤维对混凝土抗压强度的影响，主要取决于混凝土基体强度的高低，主要是钢纤维一水泥界面粘结性能有关。钢纤维对基体混凝土前期的抗压强度提高效果不明显，甚至还有所降低。但对基体混凝土后
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圈１钢纤维掺■与７ｄ龄期抗压强度关系
体积率由０．４％～１．６％变化时，抗压强度随钢纤维体积率提高，当钢纤维体积率过大时，提高的幅度就会降低，对于本次试验所选用的混凝土配合比，体积率为１．６％时为最佳掺量。钢纤维混凝土的破坏形式具有明显的塑性特征。最后破坏形态表现为裂而不散。
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