表1钢纤维高强混凝土配合比kg/m3其中,水泥为江南水泥厂生产的金宁羊525水泥,粗骨料为南京白云石矿生产,粉煤灰为南京热电厂生产,减水剂为南京水泥科学院生产,钢纤维为江苏省武进市东南新型建筑材料厂生产,长径比1f/df有20和60两种,长度If分别为9mm和24mm.每一系列混凝土试件均为3个。A,B系列试件由尺寸为300mmX300mmX200mm的钢纤维高强混凝土靶体取芯得到,*大粗骨料尺寸为20mm;C,D系列试件由内径为50mm、高度为120mm的模具饶铸得到,初期米用蒸汽养护,*大粗骨料尺寸Ij为10mm.圆柱体试件浇铸方向为竖向,试件编号及物理特性如表2所示。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(lAectroniePublishingHouse. 1.2试验结果表2试件物理特性系列试件编号直径/ mm高度/ mm龄期/ d密度/ 03型液压伺服刚性压力试验机可进行混凝土、岩石等的单轴、三轴压缩试验,*大轴向出力5000kN,加载速率范围102~107s、试验机件力柱与支柱的刚度为11.0GN/m.试验采用单轴压缩方式进行。在试件上分别安装轴向应变硅、链条式环向应变硅及一个差动变换器LVDT,用于测量轴向应变及环向应变。上升段加载由轴向应变控制,下降段加载由环向应变控制,2个阶段分别采用等应变率加载,应变率大小见表3.试验得到各试件轴向及环向应力-应变全过程曲线,A,BC,D四个系列试件轴向应力-应变全曲线分别见(a)东南大学学报(自然科学版)混凝土试件应力-应变曲线根据试验曲线可得试件抗压强度%、峰值应变£0、弹性模量E、泊松比V、韧度R等参数。抗压强度即轴向应力-应变曲线上*大应力值,峰值应变即*大应力对应的应变值。
弹性模量是应力-应变曲线弹性段的斜率,描述方法有初始模量、割线模量Es、切线模量Et和混合模量Ec等多种。本文采用混合模量,即轴向应力-应变曲线上升段上对应压缩强度40%和60%两点连线的斜率,计算公式为6勿的两点;表示轴向应力;为轴向应变。
1泊松比v定义为径向(应变与轴向应变之比i,c可由1下式计算:。Allrightsreserved,http://www.cnki.net韧度R为轴向应力应变曲线下的面积,可由轴向应力应变曲线方程积分得到。
经比较,采用推荐的方程能较好拟合试验曲线,拟合方程为对式(3)、(4)进行积分为便于计算比较,积分区域统一为0 ~6e.可以证明,k值越小,应力-应变曲线越平缓。韧度计算公式为试验及分析结果见表3.表3试验及结果系列编号应变率/轴向环向对每个系列钢纤维高强混凝土,其力学性能由试验结果取中间值,结果见表4.表4试件材料的特性参数系列拟合曲线与试验曲线比较见不同系列钢纤维混凝土的应力-应变曲线比较见。
2结论从表4及的定量分析,可以发现中高含量钢纤维高强混凝土压缩应力-应变曲线的一些规律:钢纤维高强混凝土的压缩强度随钢纤维含量的加而显著提高,但并不随钢纤维含量或长径比线性提高。
钢纤维含量一定时,钢纤维高强混凝土的峰值应变、韧度随钢纤维长径比增加而增加,而抗压强度变化较小钢纤维长径比1定时0钢纤维高强混腿罐、韧度随钢纤维含量加而增4种钢纤维高强混凝土应力-应变曲线比较东南大学学报(自然科学版)当钢纤维长度与*大集料尺寸在10mm以下时,钢纤维高强混凝土弹性模量随钢纤维含量加而加;当钢纤维长度与*大集料尺寸在20mm以上时,钢纤维高强混凝土的弹性模量随钢纤维含量加而减少。
钢纤维高强混凝土的泊松比随钢纤维含量及长径比的变化较小,可近似用同配比的高强混凝土泊松比替代。
采用普通的搅拌和振动工艺配制出了含量为3%、尺寸为300mmX300mmX200mm的钢纤维高强混凝土,和相应高强混凝土相比,其强度和韧度均显著提高,具有较高的实用价值;随着混凝土外加剂及工艺的改进,配制大体积、高含量的钢纤维高强混凝土将变得更加现实。