混凝土与钢纤维混凝土冲击性能对比试验研究.docVIP

混凝土与钢纤维混凝土冲击性能对比试验研究 　　摘要：为了研究混凝土与钢纤维混凝土在承受持续冲击荷载的环境中的性能，如桥面铺装等，本文对具有近似抗压强度的这两种材料进行了抗冲击性能的试验研究。结果表明钢纤维混凝土的抗冲击耗能是素混凝土的5.3倍，具有明显优势；并且钢纤维混凝土带裂缝工作的性能也十分突出。说明钢纤维混凝土在承受反复冲击荷载的部位具有广阔应用前景。 　　关键词：素混凝土；钢纤维混凝土；冲击能；阻裂 　　Abstract: To research the bearing continuous impact load property of concrete and steel fiber reinforced concrete, such as the bridge deck pavement. This article introduces the experimental research about the shock resistance of the two meterials which have the similar compression strength. The result indicates that the shock resistance envload of steel fiber reinforced concrete is 5.3 times of plain concrete, possessing obvious advantage. Meanwhile, the anti-cracking property of steel fiber reinforced concrete is also very excellent, and steel fiber reinforced concrete has a wide application prospect in bearing repeat impact load parts. 　　Keywords: plain concrete; steel fiber reinforced concrete; impact strenth, anti-cracking 　　 中图分类号：U416.216+.3 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012） 　　 　　1 引言 　　 在现行的对抗冲击性能有要求的结构构件中，如桥面铺装层、公路路面、机场跑道等，所使用的水泥混凝土材料由于脆性大、抗拉强度低、韧性差、抗冲击性能差等，在承受大量的反复冲击荷载时容易造成破坏甚至是严重损坏。如何提高这些部位材料的抗冲击性能，减少维修费用，保证使用安全是迫切需要解决的难题之一。较为有效的一种解决方法就是在水泥基材料中添加纤维，形成纤维增强混凝土或高性能纤维增强水泥基材料。例如，在混凝土材料中加入少量的钢纤维形成钢纤维混凝土（SFRC），与混凝土相比，该材料能的韧性与吸收能量的能力都明显改善。 　　 本文的研究重点是通过对素混凝土与钢纤维混凝土进行抗冲击试验，对比二者的试验结果，评价其抗冲击性能及开裂后的工作性能，为今后二者的研究与应用提供依据。 　　2 试验概况 　　2.1 试件制作 　　 表1示出了文中所用混??土与钢纤维混凝土的配比，其中C表示混凝土，SFRC代表钢纤维混凝土。混凝土和钢纤维混凝土的水灰比为0.48，钢纤维体积率参量为1.0%。试件制备所用材料为：水泥：普通硅酸盐P.O42.5R水泥；粗集料：石灰岩碎石，粒径5~10；细集料：天然中粗河砂；钢纤维：长度为40的端弯钩型钢纤维；减水剂：聚羧酸盐高效减水剂；水：饮用水。 　　 　　表1 混凝土与钢纤维混凝土的配合比（Kg/msup3;） 　　 　　 　　 　　 所有试件经搅拌均匀后放在振动台上振动成型，标准养护24h后拆模，然后在温度为20℃±3℃、相对湿度95%的标准养护室养护至27d，取出在空气中自然干燥1d后开始测试。 　　2.2 试验方法 　　 纤维混凝土抗冲击性能是指在反复冲击荷载作用下，复合材料吸收动能的能力。目前国际上比较通用的抗冲击试验方法主要有爆炸试验（explosive test）、射弹试验（projectile impact test）、却贝摆锤冲击试验（Charpy pendulum test）和落锤冲击试验（drop-weight test）。其中，落锤冲击试验方法简便，为美国ACI544委员会（ACI Concrete Institute Committee 544）所推荐。 　　 本试验采用ACI544委员会推荐的落锤试验法。试验装置如图1所示。冲击试件为圆柱体，直径D=150，高度h=63。使用重4.5