钢纤维混凝土弯曲韧性及其评价方法.pdf

第 1 7卷第 5期 2 0 1 4年 1 O月 建筑材料学报 J OURNAL OF BUI L DI NG MATE RI AL S V01 ．1 7。 NO． 5 0c t ．， 2O 1 4 文 章 编 号 ： 1 0 0 7 — 9 6 2 9 ( 2 0 1 4 ) 0 5 — 0 7 8 3 — 0 7 钢 纤维 混凝 土弯 曲韧性及 其评价方 法 高丹盈 ， 赵 亮 平 ， 冯 虎 ， 赵顺 波。 ( 1 ． 郑州 大学 土木工 程 学 院 ， 河 南 郑州 4 5 0 0 0 2 ； 2 ． 华北 水利 水 电大 学 土木 与交通 学 院 ，河南 郑 州 4 5 0 0 0 8 ) 摘 要 ：结合 1 6组 钢 纤维 混凝 土试件 的 弯曲韧性 试验 结果 ， 分析 总 结 国 内外 常用 弯 曲韧性 测 试和 评 价 方 法 的优 点和 不足 ， 提 出了一 种 适 合 钢 纤 维 混凝 土 特 点 的 弯 曲韧 性 评 价 方 法 ， 并 基 于该 方 法探 讨 了钢 纤维体 积 率对普 通 混凝 土 ( C 3 0 ) 和 高强 混凝 土 ( C 5 0 ) 弯 曲韧 性 的 影响 ． 结果 表 明 ， 所提 出 的 钢 纤 维混凝 土弯 曲韧性 评价 方 法 克服 了现 有 评 价 方 法 的 不足 ， 简单 实 用 ， 可供 中 国钢 纤 维混 凝 土 试 验 方法标 准修 订 时参 考． 关键 词 ：钢 纤维混 凝 土 ；钢 纤维 ；弯曲韧 性 ；评价 方 法 中图分 类号 ： TU5 2 8 ． 5 7 2 文献 标 志码 ： A d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 7 — 9 6 2 9 ． 2 0 1 4 ． 0 5 ． 0 0 6 Fl e x u r a l To u g h n e s s a n d I t ’ S Ev a l u a t i o n M e t ho d o f St e e l Fi b e r Re i n f o r c e d Co n c r e t e GA O Dan yi ng ，ZH AO Li an gpi n g ， FENG H u ，ZH AO Shun b o 。 ( 1 ． S c h o o l o f Ci v i l En g i n e e r i n g，Z h e n g z h o u U n i v e r s i t y，Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 2，Ch i n a ；2 ．S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g a nd Co mm u ni c a t i o n，Nor t h Chi n a Uni ve r s i t y of W a t e r Co ns e r v a nc y a n d El e c t r i c Powe r ，Zhe n gz ho u 4 50 0 08，Ch i na ) Ab s t r a c t ：Co m b i ne d wi t h t he r e s ul t s o f f l e x ur a l t o ug hne s s e x pe r i me nt s on 1 6 gr o up s o f s t e e l f i be r r e i n— f o r c e d c o n c r e t e ( S FRC)s p e c i me n s ，b o t h a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o f t h e f l e x u r a l t o u g h n e s s t e s t s a n d e v a l u a t i o n m e t ho ds c omm o nl y u s e d i n de s i g n gu i de l i ne s i n Chi n a a n d a br o a d we r e d i s c us s e d，a nd a ne w e — v a l ua t i on me t ho d f o r f l e x ur a l t o ug hne s s of SFRC，whi c h wa s mo r e s u i t a b l e f o r s t r uc t u r a l e v a l ua t i o n i n t h e pr a c t i c a l e ngi ne e r i ng，wa s pr o p os e d ． On t he b a s i s o f t hi s m e t ho d，t h e i n f l ue n c e s o f s t e e l f i b e r v o l u me f r a c — t i o n o n f l e x u r a l t o u g h n e s s o f c o n c r e t e ( C3 o )a n d h i g h s t r e n g t h c o n c r e t e ( C5 0 )we r e s t u d i e d ． Th e r e s u l t s s how t ha t t he ne w e v a l ua t i o n m e t ho d g i ve n i n t hi s p a pe r ，wh i c h i s s i mpl e a n d p r a c t i c a l ，c a n o v e r c ome t h e de f i c i e n c i e s of c ur r e nt e v a l u a t i o n me t h od s，a nd c a n be u s e d a s a r e f e r e n c e i n r e v i s i ng t he c o nt e nt s o f t h e Chi n a t e c hni c a l s pe c i f i c a t i o n f or s t e e l f i b e r r e i n f o r c e d c o nc r e t e s t r uc t ur e s ． Ke y wo r d s ：s t e e l f i b e r r e i nf or c e d c o nc r e t e；s t e e l f i be r；f l e x ur a l t ou g hne s s；e v a l u a t i o n me t ho d 在荷 载作 用 下 ， 普 通混 凝 土通 常发 生脆 性 破坏 ． 随着 混凝 土强 度 的提 高 ， 其 脆性 显 著增 大． 加 入 混凝 土 中 的纤 维 能 够 阻 止 混 凝 土 内部 裂 纹 的产 生 和 发 展 ， 提高 混凝 土 的韧性 ， 改 善混凝 土结构 的变形 和抗 震性 能 ．目 前 ， 纤 维 混 凝 土 ( f i b e r r e i n f o r c e d c o n — c r e t e ，简称 F R C) 已 广 泛 应 用 于 工 程 建 设 的 有 关 领域 ． 韧性 指标 通 常用 于 定 量 描 述材 料 、 构件 或结 构 开裂 后 的带裂 缝 工 作 能力 、 吸 收 能量 能 力 以及整 体 生存能力( 即发生大变形时所残余 的强度) ． 目前 ， 确 定 F R C韧 性 的试 验方 法 有 压 缩 、 拉 伸 、 剪 切 和 弯 曲 韧性 试验 方法 等． 其 中 ， 弯 曲韧性 试验方 法 能够 较好 地模拟大多数工程构件的实际受力情况， 且操作方 法简 单 易行 ， 是测定 F RC耗 能能力 最流 行 的试验 方 收稿 日期 ： 2 0 1 3 - 0 4 — 1 4 ；修订 日期 ： 2 O 1 3 — 0 6 — 1 6 基金项 目： 国家 自然科 学基金 资助项 目( 5 1 1 7 8 4 3 4 ) 第一作者 ： 高丹盈 ( 1 9 6 2 一 ) ， 男 ， 河南 三门峡人 ， 郑州大学教授 。 博士生导师 ， 博士． E — ma i l ： g d y @Z Z U ． e d u ． c n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 8 6 建筑材料学报 第 1 7 卷 表 2 不同初裂点对应的钢纤维混凝土弯 曲韧性指数 Ta b l e 2 F l e x u r a l t o u g h n e s s i n d e x e s o f S FRC c O r r e s p 0 n d i n g t o d i f f e r e n t f i r s t c r a c k p o i n t s ／ P o i n t 8 ／ mm I 5 I 1。 J 2 。 二是 采用 与峰值 荷载所 对应 的变形 代替 初裂 变形 作 为计算弯曲韧性的初始变形 ， 其依据是 ， 从混凝土初 裂到 峰值荷 载 这一 区段 内 ， 钢纤 维 对 混 凝 土 弯 曲韧 性 的贡献 很 小 ； 然 而 ， 也 有 研 究 发 现 ， 对 某 些 种 类 的纤维 ， 纤维 体积 率较 高时 ， 纤 维对 这一 区段 内 混凝 土 的弯 曲韧 性 有 明 显提 高 作 用 ， 例 如 ， 图 1 中钢 纤维体 积率 超过 1 ． 0 后 ， 混凝 土 荷 载一 挠度 曲 线有 明显 的强 化段 ， 这 一 阶段 的 能量 吸收 值 占据 相 当大的比重． 因此 ， 以峰值荷载对应变形为初始变形 计算得到的弯曲韧性指标的适用性值得商榷． ( 2 ) 初裂前 曲线斜率对弯曲韧性指数影响较大 AS TM C 1 0 1 8标 准评 价 方 法 的 第 二 大缺 陷是 初裂 前 荷 载一 挠 度 曲线斜 率 对 弯 曲韧 性指 数 计算 结 果 的影响 较 大 ． 以 C 3 0强 度 等 级 的 S F R C 为 例 ， 见 图 3 ， 一2 ． 0 时 s F Rc的韧性明显高于 一1 ． 5 时 S F RC的韧 性 ， 但 弯 曲韧 性指 数 的 计算 结 果恰 恰 相反 ( 见表 2 ) ． 产 生 这 一现 象 的原 因是 ： 式 ( 1 ) 分 母 项 的值 很小 ， 初裂 点 之 前荷 载一 挠 度 曲线 斜率 的 微小 差别 就会使 值有 很大 的不 同． 同时 ， 式 ( 1 ) 分 子项 ， n 和 的值相对较大 ， 荷载一 挠度 曲 线斜 率 的微 小 差 别 对 其 影 响 相 对 较 小 ． 由 于 一 2 ． 0 时 S F RC 荷 载 一 挠 度 曲 线 斜 率 稍 大 于 P 一 1 ． 5 时的曲线斜率 ， 尽管差异非常小 ， 但 A ， B ， C 点相 应 的 n 值 却 比 A ， ， 点 相 应 的 n 值 分 别 增大 5 6 ， 3 7 和 1 9 ， 而 n 汕 ， 和 n 的增 大幅 度却 相对 较 小 ， n 的最 大增 幅才 达 到 1 5 ， 因此 导致 P t 一 2 ． 0 时 S F R C 的弯 曲韧 性 指数 计 算 结果反而有所降低． ( 3 ) 弯 曲韧性 指数 计算 结果 过大 对于理想弹塑性材料， 工 ， 。 和 。 。 值分别等 于 5 ， 1 0和 2 O ． 理论上讲 ， S F R C的弯 曲韧性指数应小 于理 想弹 塑性材 料 ， 但 从表 2 可 看 出 ， 当 为 1 ． 5 和 2 ． 0 时 ， C 3 0强度 等 级 S F R C的 J ， 。 和 。 值 出 现大于 5 ， 1 0和 2 O的现象 ， 文献[ 9 ] 也对此提出了疑 问． 造成这一 现象 的原 因是 ： 对 于理 想 弹塑性 材 料 而 言 ， 其荷 载一 挠 度曲线超过初裂 点后立 即变成 水平 段 ， 荷载不 再 增 长． 但 对 于 S F R C， 当 p f ≥ 1 ． 5 时 ， 其 荷 载一 挠度 曲线超 过 初裂 点 之后 还有 稳定 的强化 段 ， 且 在规定的计算挠度( n ) 以内， S F R C的残余弯曲强 度仍然 保持较高 的水平 ， 普遍 大于初裂荷载 ( 见 图 1 ) ． ( 4 ) 不适合钢纤维体积率较低的混凝土 由图 1 可见， 4o ． 5 时， S F R C弯曲试件 的荷 载一 挠度 曲线存在不稳定段 ， 即荷载突降、 挠度瞬间 大 幅增长 的斜 直 线 段 ， 而试 验 仅 能 测 出斜 直 线 段 两 端 点 的荷 载 和挠 度 值 ， 无 法 真实 反 映挠 度 区间 内的 荷 载变化 情况 ． 对 于 C 3 0和 C 5 0强度 等级 的 S F R C， 当 ≤0 ． 5 ％时 ， 3 ． 0 8 ， 5 ． 5 均 位于荷 载一 挠度 曲线 的 不 稳定 区域 ， 难 以 对 这 些试 件 的 J 和 I 。 进 行 准 确 评 价． 对 于 C 5 0强度 等级 的 S F R C， 当 P 为 0 ． 2 和 0 ． 4 时 ， l O ． 5 仍 位 于 荷 载 一 挠 度 曲线 的 不稳 定 区 域 ， 试件的 。 也无法准确评价． 文献[ 1 0 ] 的研究也 证 明了这一 点． 3 ． 2 J S C E - S F 4标 准[ 3 ] 为基 础 的评价 方法 J S C E — S F 4 标 准评 价方 法 采用 等 效 弯 曲强 度 ．厂 ( MP a ) 评 价 S F R C的弯 曲韧性 ． 中国 C E C S 1 3 ： 2 0 0 9 标 准[ 6 ] 和 C E C S 3 8 ： 2 0 0 4标 准[ 均 借 鉴 了 J S C E — S F 4标 准 评 价 方 法 ． 等 效 弯 曲 强 度 ．厂 的 计 算 公 式 为 ： 一 Ok L ( 2) 式 中 ： Q 为跨 中计 算挠 度 为 L／ 是时弯 曲试 件 荷 载一 挠度 曲线下 的 面积 ( N ram) ， J S C E — S F 4标 准 取 k 为 1 5 0 ， n 即 为 图 2中 O MI J包 围 的面 积 ； 为 跨 中计算 挠度 为 L／ 是时 的挠度 值 ( ram) ， 取 屉为 1 5 0 ； L 为支座 间 跨 度 ( mm) ； b ， h 分 别 为 试 件 截 面 宽 度 ( mm) 和高 度 ( ram) ． 该 标准 评价方 法具 有概 念 明确 、 计算 简单 、 不 受 初裂点 位置 影 响 的优 点 ， 且 不稳 定 曲线 段 的 面积 相 对于跨 中计 算挠 度 为 L／ 1 5 0时 的 曲线 面积 也 较 小 ， 荷 载一 挠 度 曲线 不稳定 段对 等效 弯 曲强度 影 响不 大． 但 是 ， 该 方法 也有 不足 之处 ： ( 1 ) 跨 中计算 挠度 取 L ／ 1 5 0没有 充分 理论依 据 在 大 多 数 工 程 应 用 中 ， 正 常 使 用 状 态 的 容 许 挠度均小 于 L ／ 1 5 0 ， 将 跨 中计 算 挠度 单一 限定 为 L ／ 1 5 0无 法 满 足 实 际工 程 需 要 ． 鉴 于 此 ， AS TM C 1 6 0 9标 准 l_ 4 在 J S C E — S F 4标 准 的 基 础 上 补 充 计 算 了跨 中计 算 挠 度 为 L ／ 6 o o时 荷 载 一 挠 度 曲 线 下 的 面积 ( 图 2中 O MKS包 围 的 面 积 ) 及 等 效 弯 曲 强 度． 与 J S C E — S F 4标 准 评 价 方 法 相 比 ， AS TM C 8 8 9 1 7 1 5 9 6 2 l 1 M 匏 ％ 弘 4 4 4 O 3 O ∞ O O O A B C 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5期 高丹盈 ， 等 ： 钢纤维混凝土弯 曲韧性及其评价方法 7 8 7 1 6 0 9标 准 评 价 方 法 有 一 定 程 度 的 改 进 ， 但 所 取 特 征点仍然偏 少 ， 不能 全面反 映 出实 际工 程应 用 中 S F R C的弯 曲韧性 水 平 ． ( 2 ) 不 同尺寸 的试 件无 法对 比分 析 等效弯曲强度 _ 厂 是一个有量纲的值 ， 对于不 同 尺寸 试 件 的 分 析 比 较 很 困难 口 ．因此 ， C E C S 1 3 ： 2 0 0 9标 准[ 6 ] 对 其 进 行 了改 进 ， 提 出 了 弯 曲韧 度 比 ( R ) 指标 ， 其 计算 公式 为 ： R 一 f o ／ f ( 3 ) 式 中 ： ．厂 为 S F RC的弯 曲初裂 强度 ( MP a ) ． R 是一个量纲为 1的值 ， 其解决 了不同尺寸试 件 的对 比分 析 问题． 但 如 前 文 所 述 ， S F R C 的初 裂 点 难 以准 确 确 定 ， 故 以 S F R C弯 曲初 裂 强度 为 基 准 进 行计算仍有不妥之处． ( 3 ) 等效弯曲强度与真实弯曲韧性水平有偏差 等效 弯 曲强 度 实 质上 是利 用 整个 荷 载一 挠度 曲线 求 得 的一 个 应 力 平 均值 ． 但 由 于 S F R C 弯 曲试 件荷 载一 挠 度 曲 线 在 不 同 加 载 阶段 起 伏 较 大 ( 见 图 1 ) ， 因此 ， 。 不能真实反映特定挠度下的 S F RC弯曲 韧性水平． 为此 ， 有研究者提 出用峰值荷载后的等效 抗 弯强 度 P CS ( MP a ) 来 衡量 S F R C的韧 性I ] ： r PCSm 一 ) 式 中： E 。 。 为峰 值荷 载后 荷 载一 挠度 曲线 的面积 ( N mm) ， 即 图 2中 NMP Q包 围的 面积 ； 。 为 峰值 荷载对应的跨 中挠度 ( ram) ； 为设定 值 ( mm) ， 是 一 个变 量 ， 推荐 范 围为 1 5 O ～3 0 0 0 ． 上述 方法 虽然 能 够更 真 实 反 映 S F R C 的弯 曲韧 性 水 平 ， 但 完 全 不 利 用 峰值 荷载 前荷 载一 挠 度 曲线 的有关 数 据有 些欠 妥． 4 钢 纤维 混凝 土弯 曲韧性评价方法 钢纤 维对 混凝 土性 能 的改 善与 混凝 土所 处 的受 力 阶段 有一 定关 系． 钢纤 维 对 混 凝 土 峰 值 荷 载 前 的 改善主要表现在提高混凝土的峰值 弯曲强度 、 峰值 位移 和 韧性 ； 对 峰值 荷 载 后 的改 善 主 要 表 现 在 提 高 峰值 荷 载后混 凝 土 的残余 弯 曲 强 度 和持 荷 能 力 ． 在 现有弯曲韧性评价方法的基础上 ， 结合本文试验结 果 ， 建 议 采用 以下 方法 评 价 S F R C的 弯 曲韧 性 ： ( 1 ) 以初 始 弯 曲韧 度 比 R ， 表 征 S F R C达 到 峰 值挠 度前 的弯 曲韧性 ． R⋯的计 算公 式 为 ： R ， 。一 fo ， 。 ／ f f ( 5 ) 式 中 ： ．^ 为钢纤维混凝土弯曲强度 ( MP a ) ； f o ， 。 为钢 纤维混凝土等效初始弯曲强度( MP a ) ， 计算公式为 ： f一旦 r b h ～ 式 中 ： 。 为峰值 挠度 前荷 载 一 挠 度 曲线 下 的面 积 ( N mm) ， 即 图 2中 0 MN 包 围 的面积 ． ( 2 ) 以残余 弯 曲韧 度 比 R 表 征 S F RC达 到 峰 值挠度后的残余弯曲韧性． R 的计算公式为 ： R 一 f 。 ． ／ f f ( 7 ) 式 中： ， 为等效残余弯曲强度 ( MP a ) ， 计算公式为 ： ^ 一 ( 8 ) 式 中 ： 为 。至 段 对 应 的荷 载 一 挠度 曲线 下 的 面积 ( N mm) ， 即 图 2中 NMP Q 包 围的 面 积 ； ． 为 。 至 段 的跨 中计算 挠度 值 ( mm) ， 即 ： ． 一 一 。 ( 9 ) 式 中 ： 为 给 定 的 跨 中计 算 挠 度 L／ 忌 ， 分 别 取 k 一 5 0 0， 3 0 0， 2 5 0， 2 0 0， 1 5 0． 与前 述几 种 方法 相 比 ， 该 方 法 不 仅 避 开 了 确 定 初裂 点 的困难 ， 避免 了荷 载一 挠 度 曲线初 始上 升 段斜 率 的影 响 ， 而且 便 于不 同尺 寸试件 的 比较 ， 并 能 适用 于钢纤 维 体积率 较 低 的情 形 ． 同 时 ， R ， 可 以 取不 同 跨 中计 算 挠 度 进 行 计 算 ， 其 结 果 更 真 实 地 反 映 了 S F R C的弯曲韧性水平 ， 满足 了实际工程结构计算 的需要 ． 从 物理 意义 上 来讲 ， R ， 。 反 映 了 S F R C达 到 峰值荷载前 的弯曲韧性 ， 其值越大 ， 表示在峰值荷载 前 钢纤 维对 混凝 土增强 效 果越 好 ； R 反 映 了 S F R C 的残余 弯 曲韧性 ， 其值 越 大 ， 表 示钢 纤维 对混 凝 土残 余弯曲强度和后续持荷能力的贡献越大． 根 据本 文 的试验 结 果 ， 利 用 式 ( 5 ) ～ ( 8 ) 计 算 出 各组 S F R C弯曲试件 的等效初始弯曲强度 、 初始弯 曲韧度 比、 等效残余弯曲强度和残余弯曲韧度 比， 结 果见 表 3 ． 由表 3可 以 看 出 ， 随 钢 纤 维 体 积 率 的 增 加 ， S F RC等效初始弯曲强度和等效残余弯曲强度总体 均有 显 著提高 。 由表 3 还 可 见 ， 随 钢纤 维 体 积率 的增 加 ， S F R C 等效初始弯曲强度总体显著增大 ， 初始弯 曲韧度 比 R⋯在 p f < 1 ． 0 ％ 时有所 波动 ， 在 ≥1 ． 0 后 的变 化 规律 趋于 稳定 ， 总体 呈现 出明显 的上升 趋势 ． 这 是 由 于 ， 一方面， 钢纤维体积率较低时 ， 其对 峰值前弯曲 韧性的改善主要体现在提高强度上 ， 对变形贡献不 大， 因此 ， 随钢纤维体积率的增加 ， 显著提 高， 而 R ．。却无 明显 改善 ． 另 一 方 面 ， 由于 此 时 S F RC的 峰 值挠度较低 ， 随挠度 的微小波动， R⋯的变化非常敏 感 ， 受 试验 误差 等客 观 因素 的影 响较大 ， 呈现 出一 定 幅度的波动． 当 ≥1 ． 0 后 ， 钢纤维对混凝土峰值 前 的强度和变形 均有明显改善， S F R C峰值挠度较 大 ， 受 客观 因素 影 响较 小 ， 因而 厂 ， 。 和 R 。 均 呈 现 出 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 8 8 建筑材料学报 第 1 7卷 总体稳定上升的特点． 从 表 3还可 以看 出 ， 总体 而言 ， 残余 弯 曲韧度 比 随钢 纤 维 体 积 率 增 大 不 断 提 高． 对 C 3 0混 凝 土 ， 从 0 ． 2 增 至 2 ． 5 ， R o 。 和 R 。 ． 。 分 别 提高 了 6 2 和 1 1 8 ； 对 C5 O混 凝 土 ， 从 o ． 2 增 至 2 ． o ， R o 。 和 R 。 增 幅分 别达到 了 7 5 和 2 2 3 ． 需要 指 出的是 ， 随跨中计算挠度增大， 各组 S F R C的残余弯 曲韧 度 比呈现 出 不 同 的变化 规 律 ． 钢 纤 维 体 积率 较 低时， 随跨 中计 算 挠度 增 大， 残余 弯 曲韧 度 比从 R 。 。 到 R 。 不断降低 ， 说 明此时 S F RC的持荷能 体积 率较 大时 ， 残余 弯 曲韧 度 比随 跨 中计 算 挠 度 增 大 降幅 较小 ， 基 本 呈水 平 状 ， 有 的甚 至有 所 提 高 ， 说 明此时 S F R C的持荷能力较强 ， 残余弯曲强度较高， 甚 至会 出 现 二 次 峰 值 ． 这 些 特 征 在 C 5 o强 度 等 级 S F R C的 表现 均 比 C 3 0强度 等 级 S F RC明 显 ， 表 明 在 钢纤维体 积率 较低 时 ， 高强 混凝 土 的脆 性更 大 ， 随 钢纤 维体积 率增 大 ， 其 弯 曲韧性 的改善更 为 明显 ． 这 主 要是 由于高 强 混凝 土 本 身脆 性 大 ， 钢 纤 维体 积率 较低时 ， 钢纤维不足以弥补这一缺陷； 而钢纤维体积 率较 高 时 ， 由于高强 混凝土 密实度 更大 ， 钢纤 维 与基 力较弱， 残余弯曲强度随变形增大不断降低． 钢纤维 体的黏结性更好 ， 改善作用也更为明显． 表 3 等效初始 弯曲强度、 初始弯 曲韧度比、 等效残余弯 曲强度和残余弯 曲韧度比计算结果 T a b l e 3 C a l c u l a t i o n r e s u l t s o f， e R ， a n d Re l ^ 5 结 论 ( 1 ) AS TM C 1 0 1 8标 准 评 价 方 法 用 于 评 价 S F RC弯 曲韧性 有 明显 的不 足 之 处 ， 尤 其 是 初 裂 前 荷载一 挠 度曲线斜率对弯曲韧性指数的影 响一直未 得 到重视 ． J S C E — S F 4标 准评 价方法 的局 限性 制约 了 其 在 实 际 工 程 中 的 应 用 ， AS TM C 1 6 0 9标 准 和 C E C S 1 3 ： 2 0 0 9标准的改进仍不足 以弥补这些局限 性． 本文 提 出的 S F R C弯 曲韧 性评 价 方法 弥补 了现 有标准评价方法的不足， 能够更准确地评判 S F R C 在 不 同挠度下 的弯 曲韧性 水 平 ， 可 以较好 地 用 于 实 际工程 结构 的弯 曲韧性计 算 与 比较 ． ( 2 ) 随钢 纤维 体积率 的增 加 ， S F R C初 始弯 曲韧 度 比在 < 1 ． 0 时 有 所 波 动 ， 在 ≥ 1 ． 0 后 总 体 稳定上升； 随钢纤维体积率 的增加 ， S F R C残余弯 曲 韧 度 比总体 显著提 高 ， 其 中高 强混凝 土 的增 幅更 大． 随跨 中计算 挠 度 的 增 大 ， S F R C 残 余 弯 曲 韧 度 比在 <1 ． 0 时不断降低 ， 在 ≥ 1 ． 0 后的降幅较小， 能够 维持较 高 的水 平． 参考 文献 ： r 1 ] GO P AL ARAT NAM V S， G E TTU R． O n t h e c h a r a c t e “ z a t i o n o f f l e x u r a l t o u g h n e s s i n f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e s [ J ] ． C e me n t a n d Co nc r e t e Co mp o s i t e s ， 1 9 9 5， 1 7 ( 3 )： 2 3 9 - 2 5 4 ． r 2 ] AS T M． A S T M C 1 0 1 8 S t a n d a r d t e s t me t h o d f o r f l e x u r a l t o u g h n e s s a n d f i r s t — c r a c k s t r e n g t h o f f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e ( u s i n g b e a m wi t h t h i r d — p o i n t l o a d i n g ) E s ] ． We s t C o n s h o h o c k 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5 期 高丹盈 ， 等： 钢纤维混凝土弯 曲韧性及其评价方 法 7 8 9 [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9 ] e n： ASTM I n t e r n a t i o n， 1 9 9 7： 5 4 4 — 5 5 1 ． J CI ． J S CE— S F4 M e t h o d o f t e s t f o r f l e x ur a l s t r e n g t h a nd f l e x — u r a l t o u g h n e s s o f f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e [ s ] ． To k y o ： J a p a n Co n c r e t e I n s t i t u t e， 1 9 8 4： 4 5 - 5 1 ． AS TM ．AS TM C 1 6 0 9 S t a n d a r d t e s t me t h o d f o r f l e x u r a l p e r — f o r ma n c e o f f i b e r r e i n f o r c e d c o r i c r e t e(u s i n g b e a m wi t h t h i r d — p o i n t l o a d i n g ) [ S ] ． P h i l a d e l p h i a ： AS T M I n t e r n a t i o n ， 2 0 0 6 ： 1 - 8 ． RI LEM TC l 6 2 一 TDF Te s t a n d d e s i g n me t ho ds o f s t e e l f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e ： B e n d i n g t e s t i S ] ． 中国工程建设标准化协会． C E C S 1 3 ： 2 0 0 9 纤 维混凝土试验 方法标准[ S ] ． 北京 ： 中国计划 出版社 ， 2 0 1 0 ： 5 4 — 5 9 ． Ch i na As s o c i a t i o n f o r En g i n e e r i n g Co n s t r u c t u r e S t a n da r d i z a — t i o n ． CECS 1 3： 2 0 0 9 Te s t me t h o ds u s e d f o r s t e e l f i b e r r e i n — f o r c e d c o n c r e t e [ s ] ． B e ij i n g ： C h i n a P l a n n i n g P r e s s ， 2 0 1 0： 5 4 — 5 9 ． ( i n Ch i n e s e ) 中国工程建设标准化协会． C E C S 3 8 ： 2 0 0 4 纤维 混凝土结构 技术规程[ s ] ． 北京 ： 中国计划 出版社 ， 2 0 0 4 ： 5 8 — 6 1 ． Ch i n a As s o c i a t i o n f o r En g i n e e r i n g Co ns t r u c t u r e S t a n d a r d i z a — t i o n． CECS 3 8： 2 0 0 4 Te c hn i c a l s p e c i f i c a t i o n f o r f i b e r r e i n — f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s [ S ] ． B e ij i n g ： Ch i n a P l a n n i n g P r e s s ， 2 0 04： 5 8 - 61 ．( i n Chi n e s e ) 高丹盈 ， 刘 建秀． 钢纤 维混凝 土基 本理论 E M] ． 北京 ： 科学 技术 文献 出版社 ， 1 9 9 4 ： 2 7 4 — 2 8 6 ． GA0 Da n y i n g。 LI U J i a nx i u ．Ba s i c t he o r y o f s t e e l f i be r r e i n— f o r c e d c o n c r e t e [ M] ． B e i j i n g ： S c i e n t i f i c a n d T e c h n o l o g y D o e u — m e n t a t ion Pr e s s ， 1 99 4： 2 7 4 — 2 8 6 ． ( i n Ch i ne s e ) 朱海 堂， 高丹盈 ， 谢丽 ， 等 ． 钢纤维 高强混凝 土弯 曲韧性 的试验 研究口] ． 硅 酸盐学 报 ， 2 0 0 4 ， 3 2 ( 5 ) ： 6 5 6 ～ 6 6 0 ． ZH U Ha i t a n g， GAD Da n y i n g， XI E Li ， e t a 1 ． Re s e a r c h o n f l e x — u r a l t o u g h ne s s o f s t e e l f i b e r r e i n f o r c e d h i gh — s t r e n g t h c o nc r e t e [ 1 o ] [ 1 1 ] [ 1 2 ] 口3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ J ] ． J o u r n a l o f t h e C h i n e s e C e r a mi c S o c i e t y ， 2 0 0 4 ， 3 2 ( 5 ) ： 6 5 6 — 6 6 0 ．( i n Ch i n e s e ) 丁一宁 ， 董香军 ， 王岳华． 钢纤 维混凝 土弯曲韧性测试 方法 与 评价标准[ J ] ． 建筑材料学报 ， 2 0 0 5 ， 8 ( 6 ) ： 6 6 0 — 6 6 4 ． DI NG Yi n i n g ，DON G Xi a n g j u n ，W ANG Yu e h u a ． Te s t i n g me t ho d s a n d e v a l u a t i ng s t a n d a r d s o f f l e x u r a l t o u g h ne s s f o r s t e e l f i b e r r e i n f o r c e d c o n c