竹钢混杂纤维混凝土的抗冲击性能试验研究.pdf

2 0 1 3年第 l 0期 1 0月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 3 No 1 0 Oc t o b e r 竹钢混杂纤维混凝土的抗冲击性能试验研究 王贤栋 ， 张 昌， 黄 真， 陈国维 ( 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院， 2 0 0 2 4 0 ) 摘 要 ： 近年来 ， 铜 纤维已在建设工程 中应 用， 但是铜纤维较 为高昂的价格限制 了其 更广泛的工程应用。 作为一 种绿 色建筑材料 ， 竹 纤维在 混入 混凝土之后 可以改进 混凝土的各项力学性能 ， 利 于提升 大体积混凝土 的抗裂 、 抗收 缩 与 抗 冲 击 能 力 。 本 文 用 自行 设 计 的 冲 击 试验 装置 对 竹 、 铜 纤 维 混杂 纤维 混 凝 土试 件 进 行 了 冲击 试 验 ， 对 比 了不 同 组别试块的冲击试验 结果， 分析 了混杂 纤维对混凝土抗冲击性 能的影响。 关键词 ： 抗 冲击力 学性能 ； 混杂纤维混凝土 ； 钢纤 维； 竹 纤维 Ab s t r a c t ： I n r e c e n t y e a r s ， t h e s t e e l f i b e r h a s b e e n a p p l i e d i n t h e c o n s t r u c t i o n p mj e c t B u t b e c a u s e o f t h e h i g h p ri c e ， t h e a p p l i c a t i o n r a n g e o f t h e s t e e l fi b e r i s l i mi t e d As a k i n d o f g r e e n b u i l d i n g ma t e ria l ， t h e b a mb o o fi b e r c a n b e u s e d t o a d d i n t h e c o n c r e t e ， w h i c h c a n i mp r o v e t h e me c h a n i c a l p e rf o r ma n c e o f t h e c o n c r e t e ，s u c h a s t h e c r a c k r e s i s t a n c e ，s h rin k - a g e r e s i s t a n c e a n d i mp a c t r e s i s t a n c e o f t h e ma s s c o n c r e t e He r e ， t h e i mp a c t t e s t o f t h e c o n c r e t e s p e c i me n r e i n f o r c e d wi t h b a mb o o fi b e r a n d s t e e l fi b e r i s c a r r i e d o u t b y t h e s e l f - d e s i g n e d t e s t d e v i c e Me a n wh i l e ， t h e i mp a c t t e s t r e s u l t s o f b l o c k s o f t h e d i ff e r e n t g r o u p s a r e c o mp a r e d ， a n d t h e i n fl u e n c e o f t h e h y b ri d fi b e r o n t h e i mp a c t r e s i s t a n c e o f t h e c o n c r e t e i s a n a l y z e d Ke y wo r d s ： I mp a c t r e s i s t a n c e ； Hy b ri d f i b e r c o n c r e t e ； S t e e l f i b e r ； Ba mb o o fi b e r 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 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 3 ) 1 0 4 8 一 O 3 0前言 不 同纤 维 材 料 对 纤 维 混 凝 土 的力 学 性 能 有 不 同 的影 响 。对 混 杂纤 维混 凝 土 的力 学性 能 而 言 ， 纤 维的材料 、 几何尺寸和弹性模量是最 主要的影响因 素。近年来 ， 钢纤维在建设工程 中应用较多， 但钢纤 维 的价 格较 贵 ， 应 用受 到一定 限制 。与钢纤 维相 比 ， 竹纤维更价廉经济， 且绿色环保 。同时， 竹纤维的抗 拉强度可达 1 8 0 MP a ， 接近普通 Q 2 3 5钢材 的抗拉强 度。根据复合材料理 ” ， 不同纤维混合后可协同作 用 ， 性能可能产生互补效应 ， 从 而产生性能优异且 具有较好经济效益的新型复合材料 。已有研究文献 表 明 混 合 纤 维 混凝 土可 以产 生 正 混合 效 应 ， 即 将 两种 或 者 更 多 类 型 的 纤 维材 料 按 照 适 当配 比进 行 混合后 ， 可能产生更 好的协 同工作效果 ， 提高混凝 土的整体性能 2 - 3 1 。 本 文 通 过试 验 ， 研 究 了竹 、 钢 纤 维 混 杂 混 凝 土 的抗冲击力学性能。试验参考 A C I 建议的冲击试验 测试 方 式 ，设计 并 自制 了混凝 土抗 冲 击试 验 装 置 ， 对六组不同的混凝土试件进行了试验研究。试件分 别为不含纤维的素混凝土 、 含有不 同体积率的竹纤 维 、 含有不同体积率的钢纤维以及 同时含有不同体 积比的竹 、 钢纤维混凝土试件。通过测试与对比这 基金项 目： 国家 自然科 学基金项 目( 5 1 1 7 8 2 6 5 ) 。 48 六组不同试件 的冲击试验结果 ， 研究竹钢混杂纤维 对混凝土抗冲击性能的提升效果。 1 试验研 究 试验用原 材料有 P 0 4 2 5级水 泥 ：粒径 5 2 0 m m的粗骨料 ； 细度模数为 2 5的河砂 ： 竹纤维直 径 为 1 5 mm， 长 度为 4 5 mm， 抗 拉强 度 大 于 1 5 0 MP a ； 钢丝纤 维 型号 C W0 3 5 0 1 0 0 0， 直 径 为 0 9 mm 长度 为 5 0 m m， 抗拉强度大于 1 0 0 0 M P a 。 竹纤 维 的材 质为 毛竹 ， 是 从 原 竹上 剥取 竹 片 加 工成 的圆形杆 ， 再 经过干燥后制成 圆杆的直径为 1 5 mm。钢丝纤 维 的两端有 锚钩 ， 混凝 土开裂 后可起 到锚 固作 用 ， 该 型号 的钢 丝纤 维 可 由生 产 厂家 按要 求加工生产。以上两种纤维的性能参数见表 l 。 表 1 纤维 的性能参数 本试验配合 比设计 主要依据 J G J 5 5 -2 0 0 0 ( 普 通混凝土配合 比设计规程 的规定 ， 同时考虑纤维 掺 入 对 混凝 土 和 易 性 的 影 响 ， 经 过 调 整 ， 最 终 采 用 的是使混凝土具有较好施工性能的配合比， 具体见 表 2 。