塑鋼纖維輕骨料混凝土力學(xué)性能

　　這篇力學(xué)論文投稿發(fā)表了塑鋼纖維輕骨料混凝土力學(xué)性能，論文通過實(shí)驗(yàn)的方式研究了塑鋼纖維對(duì)輕骨料混凝土的抗壓性能、抗劈拉性能、抗彎折性能的影響，從而找出適宜的塑鋼纖維摻量，塑鋼纖維加入到輕骨料混凝土中形成一種復(fù)合材料——塑鋼纖維輕骨料混凝土。

　　關(guān)鍵詞：力學(xué)論文投稿,塑鋼纖維,輕骨料混凝土,力學(xué)性能

　　1試驗(yàn)概況

　　1.1試驗(yàn)材料

　　1)水泥：42.5R級(jí)普通硅酸鹽水泥。2)粗骨料：本次試驗(yàn)采用高強(qiáng)圓球形粉煤灰陶粒。3)細(xì)骨料：河砂，細(xì)度模數(shù)2.8，含泥量2.0%，堆積密度1574kg/m3，含水率0.51%。4)塑鋼纖維：寧波大成新材料股份有限公司生產(chǎn)的高性能塑鋼纖維。5)外加劑：萘系高效減水劑，減水率20%以上。6)水：自來水。

　　1.2試驗(yàn)的配合比

　　試驗(yàn)使用強(qiáng)度等級(jí)為LC30的輕骨料混凝土，采用絕對(duì)體積法確定塑鋼纖維輕骨料混凝土的配合比，試驗(yàn)的配合比見表1。

　　1.3試件制作及成型養(yǎng)護(hù)

　　經(jīng)過處理的塑鋼纖維在強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌混凝土?xí)r加入，稍微增加攪拌時(shí)間。試塊制作步驟如下：

　　1)按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的配合比分別稱取各材料備用，并且使陶粒預(yù)濕1小時(shí)。

　　2)將稱好的原材料按照陶粒、砂、水泥依次投入攪拌機(jī)內(nèi);人工分散式加入塑鋼纖維，機(jī)械攪拌2min，加入水和減水劑攪拌5min。

　　3)出料成模，置于振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)成型(振動(dòng)30~40s)。24h之后脫模，并置于溫度(20±2)℃、相對(duì)濕度95%RH以上條件下養(yǎng)護(hù)至試驗(yàn)齡期。

　　1.4試驗(yàn)設(shè)備

　　單臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)、WHY-2000型全自動(dòng)壓力試驗(yàn)機(jī)、10噸液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)、TYB-2000型壓力試驗(yàn)機(jī)。

　　2塑鋼纖維輕骨料混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)

　　2.1抗壓強(qiáng)度

　　2.1.1立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)一般以混凝土的基本力學(xué)性能指標(biāo)即抗壓強(qiáng)度來作為評(píng)價(jià)混凝土其他性能的最基本的參數(shù)。試件尺寸為150mm×150mm×150mm的混凝土立方體標(biāo)準(zhǔn)試塊，每組試驗(yàn)3個(gè)試塊，取3個(gè)試塊實(shí)測的平均強(qiáng)度值作為每組的抗壓強(qiáng)度值。2.1.2試驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果分析沒有添加塑鋼纖維的輕骨料混凝土由于試塊和壓板之間的約束效應(yīng)，破壞時(shí)的形態(tài)呈沙漏狀，即相對(duì)的錐狀，發(fā)生斜剪切破壞，試件一出現(xiàn)開裂，馬上被壓碎，聲音清脆，屬于脆性破壞。加入塑鋼纖維的輕骨料混凝土試件達(dá)到峰值強(qiáng)度開始出現(xiàn)裂縫，繼續(xù)加載時(shí)能聽見塑鋼纖維被拉伸斷裂而發(fā)出的噼啪聲音，試件承載力逐漸下降一直到試件破壞，試件破壞時(shí)整體性良好，沒有被壓碎成碎塊，因此，塑鋼纖維建議摻量為9kg/m3。

　　2.2抗彎折強(qiáng)度試驗(yàn)

　　2.2.1試驗(yàn)現(xiàn)象輕骨料混凝土加載開始出現(xiàn)初始裂縫后，在受拉區(qū)的裂縫寬度隨荷載的增加而變大，達(dá)到極限荷載后，普通輕骨料混凝土突然裂開，具有典型的脆性破壞特征;加入纖維的塑鋼纖維輕骨料混凝土起先是跨中出現(xiàn)許多微小的裂縫，在達(dá)到極限荷載后，細(xì)裂縫逐漸發(fā)育，形成一條主裂縫，可以看見許多纖維，并能聽見塑鋼纖維被拉斷的聲音，跨中有較大的撓曲變形，變形量隨塑鋼纖維的增多而變大，呈現(xiàn)出顯著的延性破壞特征。

　　2.2.2試驗(yàn)結(jié)果及分析表2為試驗(yàn)測得的結(jié)果可知，塑鋼纖維對(duì)輕骨料混凝土初始開裂強(qiáng)度影響不大，其主要與水泥基材的開裂強(qiáng)度有關(guān)，圓形粉煤灰陶粒在一定程度上可以減少混凝土內(nèi)部應(yīng)力集中現(xiàn)象，減少內(nèi)部原生裂縫的出現(xiàn)。塑鋼纖維增韌原理分析從試驗(yàn)中能夠看出，塑鋼纖維輕骨料混凝土比普通輕骨料混凝土的韌性增加了許多，這得益于塑鋼纖維在被拔出混凝土?xí)r獨(dú)特的耗能機(jī)理。鋼纖維耗能多少受界面影響很大，主要在開裂前期發(fā)揮作用。普通的纖維混凝土的耗能效果大多由摻入的纖維本身的彈性模量和延伸率等性質(zhì)決定，并且是在裂縫達(dá)到一定的寬度才發(fā)揮出來。塑鋼纖維經(jīng)過處理之后，提高了塑鋼纖維與混凝土基體界面上的性能，增大外表面粗糙度，增加界面的粘結(jié)力和摩擦力，加強(qiáng)機(jī)械咬合力。混凝土中的單絲纖維拉拔試驗(yàn)表明其抗拉拔性能與異形鋼纖維相差無幾，所以塑鋼纖維在裂縫發(fā)展全過程都有耗能作用，且增加基體韌性。

　　3結(jié)語

　　本次試驗(yàn)研究了塑鋼纖維對(duì)輕骨料混凝土的抗壓性能、抗劈拉性能、抗彎折性能的影響，并簡要闡述了塑鋼纖維輕骨料混凝土的增韌機(jī)理。因?yàn)橛邢薜臈l件，只研究了塑料鋼纖維輕骨料混凝土部分力學(xué)性能，還需要更加深入的研究對(duì)各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)不斷補(bǔ)充完善以便更好地掌握其力學(xué)性能以應(yīng)用于實(shí)際。塑鋼纖維輕骨料混凝土可以在諸多工程領(lǐng)域中應(yīng)用，能夠有效促進(jìn)混凝土工程應(yīng)用的發(fā)展，不斷改良普通的混凝土，使混凝土能夠滿足更多的建筑結(jié)構(gòu)要求，使結(jié)更加輕質(zhì)高強(qiáng)，對(duì)研究高性能混凝土具有重要幫助，塑鋼纖維輕骨料混凝土在未來的混凝土建設(shè)工程中有著極大的發(fā)展應(yīng)用前景。

　　作者：于磊 單位：龍口市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站

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