文摘
作为一种重要的工程材料,钢纤维增强混凝土广泛应用于土木工程。到目前为止,钢纤维增强混凝土通常是由传统的混合方法。均匀分布的纤维的原因,钢筋混凝土的力学性能的不足。网,钢纤维增强混凝土和C60钢纤维增强混凝土是由传统的制造混合和振动混合方法,分别然后,立方体抗压试验、弯曲试验、分裂拉伸试验和弯曲试验。钢筋力学性能的影响进行了分析,通过比较传统的混合和振动混合方法。结果表明,振动搅拌能有效改善混凝土和钢纤维的分布可以增加钢纤维混凝土的密度,因此,它有效地提高了钢纤维增强混凝土的力学性能相比,传统的混合方法。
1。介绍
作为一种重要的建筑材料,混凝土已广泛应用于土木工程应用,如桥梁和道路工程,及相关实验研究混凝土的力学性能也是卓有成效的1- - - - - -5]。与工程建设的蓬勃发展,高性能混凝土等纤维增强混凝土的应用逐渐在一些重要工程结构(6- - - - - -10]。在这些高性能混凝土中,低成本的优势,容易制造,性能改进,显然,钢纤维增强混凝土是当前工程领域的广泛应用9,10]。然而,研究表明,不均匀掺入钢纤维会影响混凝土的流动性和均匀混合,甚至导致纤维结合,最终影响机械性能的强化效应(11- - - - - -15]。到目前为止,大多数研究关注不同类型的纤维的改善效果或最佳纤维含量,但小文学关注各种搅拌技术的改进效果的差异。作为一种激动人心的新技术,与传统的搅拌技术相比,振动搅拌技术能有效地改善混凝土的纤维的分布,进一步提高钢纤维混凝土的密度,并最终提高钢纤维增强混凝土的力学性能(16- - - - - -20.]。但目前,振动混合技术还没有广泛应用于工程和研究其改善混凝土的力学性能是国内外不足。由于这样的原因,本文不同钢纤维掺入混凝土试样体积不同混合比例的准备,这是由不同的搅拌技术。压缩试验,弯曲试验,将拉伸试验,并进行了弯曲试验;最后,不同的钢纤维混凝土的工作性和力学性能由振动混合和传统的混合技术,分别进行了比较和分析。
2。材料和测试程序
2.1。材料
2.1.1。钢纤维
钢纤维的物理化学参数应满足JGT 472 - 2015的要求。钢纤维的长度应该是20毫米∼60毫米直径和当量直径应该是0.3毫米∼1.2毫米;长度直径比30∼65。
2.1.2。水泥
P。使用O 42.5普通硅酸盐水泥,水泥的各项性能指标和3天和28天强度检查根据“通用硅酸盐水泥的性能指标(gb175 - 2007)。
2.1.3。细集料
选择优质级配砂,细度模数应控制在2.3 ~ 3.0之间;细骨料性能检查根据gb14684 - 2011。
2.1.4。粗集料
测试选择硬质感,分段连续的砾石,和骨料形状更加统一的多面体边缘了,5毫米∼20毫米的颗粒大小和粘土含量< 1%。“标准测试方法用于构建卵石、砾石”(GB / t14685 - 2011)作为粗骨料的性能指标进行测试。
2.1.5节讨论。掺合料
Polycarboxylate强塑剂作为外加剂,减水率不低于25%。水泥掺合料的数量是0.5%∼1%的内容。
2.1.6。矿物掺合料
添加粉煤灰应符合GB / T1596的规定。
2.2。混合比例设计
这个实验的目的是研究机械性能的提高不同类型的钢纤维增强混凝土(10),是由普通搅拌和混合振动,分别。领域的工程,钢纤维增强混凝土总是作为高强混凝土,因此本文网两种高强度混凝土,本文研究了C60和钢纤维掺合料的数量是0.5%,1%,1.5%,和2%,分别。表中所示的特定组合1。
2.3。样品制备
以确保均匀分布的玄武岩纤维混合,沙子和碎石涨跌互现第一,然后,水泥和纤维添加。混合物混合后30秒,水和搅拌过程中加入了添加剂。钢纤维增强混凝土的搅拌时间是3分钟;和混合过程如图1。
(一)
(b)
准备的混合物放入测试模具振动,然后,它是平的。48小时后的模具被维护,然后标本治愈标准养护室的温度20°C和97%的相对湿度。固化过程如图2。
(一)
(b)
振动强化机制是使水泥粉和细材料快速分散;水和水泥水化反应速度是加速均匀,这样提高了水泥混凝土的微观结构,和水泥的用量是有效地减少。振动搅拌混合和传统之间的对比效果如图3之间的微观结构,对比振动混合和传统混合图所示4。
(一)
(b)
3所示。实验项目
3.1。钢纤维增强混凝土的立方体压缩
的标准长度150毫米的立方体试件中使用立方体抗压强度试验、方法和程序的“普通混凝土力学性能试验方法标准的“GB / T 50080 - 2016和“纤维混凝土试验方法”(个cec上13 - 2009)被称为行为测试。采用恒速应力控制在该测试中,和加载速度为0.6 MPa / s;样品将会自动卸载,被记录的损害机器的力量。立方体抗压强度试验机如图5。
(一)
(b)
3.2。钢纤维增强混凝土的抗弯试验
现有的文献表明,钢纤维增强混凝土的弯曲测试由振动混合非常有限。为此,一系列梁标本(28岁的d)大小为100 mm×100 mm×400 mm被用来研究挠曲强度的研究。三点进行加载试验使用弯曲试验机(nyl - 300 c型)按照中国标准(JTG e30 - 2005)。抗弯强度试验的试验装置呈现在图6。
(一)
(b)
3.3。将钢纤维增强混凝土的拉伸试验
的标准长度150毫米的立方体标本用于分裂抗拉强度测试,每组包括3标本。3000 kN压力试验机在该测试中,使用和分裂的位置应该在分裂之前测试,如图7。
(一)
(b)
4所示。结果和讨论
4.1。钢纤维混凝土的立方体抗压强度
以下4.4.1。钢纤维混凝土的立方体抗压强度由传统的搅拌
从图可以看出8(一个)传统的混合方法,钢纤维增强混凝土的抗压强度CF50随着钢纤维含量增加而增加。在纤维含量为0.5%,1%,1.5%,和2%,混凝土抗压强度提高了7.05%,13.79%,18.17%,20.85%。图8(一个)表明,纤维含量小于1%时,抗压强度增加速度更快;随着纤维含量超过1%(例如,1.5%和2%),抗压强度增加率变得缓慢。
(一)
(b)
图8 (b)细节,类似于CF50,钢纤维增强混凝土的抗压强度CF60也提高了钢纤维含量的增加。在纤维含量为0.5%,1%,1.5%,和2%,混凝土抗压强度提高了6.33%,20.59%,24.57%,26.35%。图8 (b)还表明,纤维含量小于1%时,抗压强度增加速度更快;随着纤维含量超过1%(例如,1.5%和2%),抗压强度增加率变得缓慢。
比较CF50 CF60,它可以发现,纤维增强高强混凝土的抗压强度的影响CF60 CF50高于;例如,在同一纤维含量为1%,抗压强度增加了20.59% CF60;在CF50,值是13.79%。换句话说,对振动搅拌,钢纤维高强混凝土的增强效果更加明显。
4.1.2。钢纤维混凝土的立方体抗压强度由振动混合
图9(一个)表明,振动的混合模式,与钢纤维含量的增加,混凝土的立方体抗压强度CF50不断增加。在纤维含量为0.5%,0.75%,1%,1.5%,和2%,混凝土抗压强度提高了10.23%,11.35%,12.12%,13.79%,17.71%。图9(一个)表明,纤维含量小于0.5%时,抗压强度增加速度更快;随着纤维含量超过0.5%(例如,1.5%和2%),抗压强度增加率变得缓慢。
(一)
(b)
图9 (b)表明,类似于CF50, CF60的抗压强度也提高了钢纤维含量的增加。在纤维含量为0.5%,1%,1.5%,和2%,混凝土抗压强度提高了7.9%,14.14%,19.96%,22.89%。图9 (b)还表明,纤维含量小于1%时,抗压强度增加速度更快;随着纤维含量超过1%(例如,1.5%和2%),抗压强度增加率变得缓慢。
比较CF50 CF60,它可以发现,纤维增强高强混凝土的抗压强度的影响CF60 CF50高于;例如,在同一纤维含量为1.5%,抗压强度增加了19.96% CF60;在CF50,值是13.79%。换句话说,对振动搅拌,钢纤维高强混凝土的增强效果更加明显。
4.1.3。不同的混合方法对混凝土的抗压性能
从图可以看出10 (),随着钢纤维含量的增加,不断CF50混凝土立方体抗压强度的增加。比较传统的搅拌混凝土,钢纤维相同的内容,具体由振动混合配备更高的抗压强度。在纤维含量为0%,0.5%,0.75%,1%,1.5%,和2%,比较传统的搅拌混凝土,振动搅拌混凝土的抗压强度增加了8.18%,11.40%,8.80%,6.59%,4.17%,5.36%。图10 ()还表明,纤维含量小于0.5%时,抗压强度提高快;例如,在纤维含量0.5%,振动搅拌混凝土的抗压强度提高了11.4%;随着纤维含量超过0.5%(例如,1.5%和2%),抗压强度增加率变得缓慢。
(一)
(b)
图10 (b)表明,随着钢纤维含量的增加,不断CF60混凝土立方体抗压强度的增加。比较传统的搅拌混凝土,钢纤维的内容,具体由振动混合配备更高的抗压强度。在纤维含量为0%,0.5%,1%,1.5%,和2.0%,比较传统的搅拌混凝土,振动搅拌混凝土的抗压强度增加了11.58%,13.22%,5.61%,7.54%,8.53%。图10 (b)还表明,纤维含量小于0.5%时,抗压强度提高更快,例如,纤维含量0.5%,振动搅拌混凝土的抗压强度提高了13.22%;随着纤维含量超过0.5%(例如,1.5%和2%),抗压强度增加率变得缓慢。
比较CF50 CF60,它可以发现,纤维增强高强混凝土的抗压强度的影响CF60 CF50高于;例如,在同一纤维含量为0.5%,抗压强度增加了13.22%和11.40% CF60 CF50,分别。
4.2。将钢纤维混凝土的抗拉强度
4.2.1。准备将钢纤维混凝土抗拉强度由传统混合
从图可以看出(11日)传统的混合方法,钢纤维增强混凝土CF50分裂抗拉强度的增加,钢纤维含量增加。在纤维含量为0.5%,0.75%,1%,1.5%,和2%,混凝土劈拉强度增加了1.82%,6.22%,7.79%,25.26%,35.41%。图(11日)显示,而纤维含量小于1%,慢慢分裂抗拉强度增加,而纤维含量超过1%(例如,1.5%和2.0%),分裂抗拉强度迅速增加。
(一)
(b)
图11 (b)细节,类似于CF50,分裂的钢纤维增强混凝土抗拉强度CF60也提高了钢纤维含量的增加。在纤维含量为0.5%,1%,1.5%,和2%,混凝土劈拉强度增加了6.39%,18.18%,30.71%,36.86%。图11 (b)还表明,而纤维含量小于1%,慢慢分裂抗拉强度增加,而纤维含量超过1%(例如,1.5%和2.0%),分裂抗拉强度迅速增加。
比较CF50 CF60,可以发现,在同一纤维含量,纤维增强效果的分裂高强混凝土的抗拉强度CF60 CF50高于;例如,在1%的纤维含量,分裂抗拉强度增加了18.18%和7.79% CF60 CF50,分别。换句话说,对于传统的搅拌,钢纤维高强混凝土的增强效果更加明显。
4.2.2。钢纤维含量对分割的影响下的混凝土抗拉强度振动混合
从图可以看出12(一个)传统的混合方法,将钢纤维增强混凝土的抗拉强度CF50提高随着钢纤维含量的增加。在纤维含量为0.5%,0.75%,1.0%,1.5%,和2.0%,混凝土劈拉强度增加了4.44%,7.96%,11.99%,28.57%,36.99%。图12 (b)还表明,纤维含量小于1%时,抗压强度增加缓慢,当纤维含量超过1%(例如,1.5%和2.0%),分裂抗拉强度迅速增加。
(一)
(b)
图12 (b)表明,类似于CF50,分裂的钢纤维增强混凝土抗拉强度CF60也提高了钢纤维含量明显增加。在纤维含量为0.5%,1%,1.5%,和2%,混凝土劈拉强度增加了12.11%,28.74%,43.23%,66.75%。
比较CF50 CF60,可以发现,在同一纤维含量,纤维增强效果的分裂高强混凝土的抗拉强度CF60 CF50高于;例如,在1%的纤维含量,分裂抗拉强度增加了28.74%和11.99% CF60 CF50,分别。换句话说,对振动搅拌,钢纤维高强混凝土的增强效果更加明显。
4.2.3。不同的混合方法对分裂的影响钢纤维混凝土的拉伸性能
从图可以看出(13日),随着钢纤维含量的增加,分裂CF50混凝土抗拉强度不断提高。比较传统的搅拌混凝土,钢纤维的内容,具体由振动混合配备更高的抗压强度。在纤维含量为0%,0.5%,0.75%,1%,1.5%,和2%,比较传统的搅拌混凝土,振动搅拌混凝土的分裂强度增加了1.82%,4.44%,3.48%,5.78%,4.51%,3.01%。图(13日)同时也表明,纤维含量为1.0%,比较传统的混合,分裂由振动搅拌混凝土的抗拉强度明显提高。
(一)
(b)
图13 (b)表明,类似于CF50,钢纤维含量的增加,分裂CF60混凝土抗拉强度不断提高。比较传统的搅拌混凝土,钢纤维的内容,具体由振动混合配备高分裂抗拉强度。在纤维含量为0%,0.5%,1%,1.5%,和2.0%,比较传统的搅拌混凝土,分割振动搅拌混凝土的抗拉强度增加了3.44%,9.01%,12.68%,13.35%,26.03%。图13 (b)同时也表明,纤维含量为2.0%,比较传统的混合,分裂由振动搅拌混凝土的抗拉强度明显提高。
比较CF50 CF60,它可以发现,纤维增强效果的分裂高强混凝土的抗拉强度CF60 CF50高于;例如,在同一纤维含量为1.0%,抗压强度增加了12.68%和5.78% CF60 CF50,分别。
4.3。钢纤维混凝土的抗弯性能
4.3.1。钢纤维混凝土的抗弯性能由传统混合条件
从图可以看出(14日)传统的混合方法,钢纤维增强混凝土的抗弯强度CF50增加很明显,随着钢纤维含量的增加。在纤维含量为0.5%,0.75%,1%,1.5%,和2%,混凝土抗弯强度增加了11.03%,15.14%,29.22%,58.50%,80.75%。图(14日)还表明,而纤维含量小于1%,弯曲强度增加缓慢,当纤维含量超过1%(例如,1.5%和2.0%),弯曲抗拉强度增加迅速。
(一)
(b)
图14 (b)表明,类似于CF50,钢纤维增强混凝土的抗弯强度CF60也提高了钢纤维含量的增加。在纤维含量为0.5%,1%,1.5%,和2%,混凝土抗弯强度增加了17.91%,27.02%,68.24%,101.86%。图14 (b)还表明,而纤维含量小于1%,弯曲强度增加缓慢,当纤维含量超过1%(例如,1.5%和2.0%),分裂抗拉强度迅速增加。
比较CF50 CF60,可以发现,在同一纤维含量,纤维弯曲强度的强化效应高强度混凝土CF60 CF50高于;例如,在纤维含量为1.5%,弯曲抗拉强度增加了68.24%和58.50% CF60 CF50,分别。换句话说,对于传统的搅拌,钢纤维高强混凝土的增强效果更加明显。
4.3.2。钢纤维含量对弯曲性能的影响下的混凝土振动混合
从图可以看出(15日)振动混合方法,钢纤维增强混凝土的抗弯强度CF50增加很明显,随着钢纤维含量的增加。在纤维含量为0.5%,0.75%,1%,1.5%,和2%,混凝土抗弯强度增加了8.06%,13.82%,24.51%,55.76%,72.86%。图(15日)还表明,而纤维含量小于1%,弯曲强度增加缓慢,当纤维含量超过1%(例如,1.5%和2.0%),弯曲抗拉强度增加迅速。
图15 (b)表明,类似于CF50,钢纤维增强混凝土的抗弯强度CF60也提高了钢纤维含量的增加。在纤维含量为0.5%,1%,1.5%,和2%,混凝土抗弯强度增加了8.45%,19.75%,47.82%,68.94%。图15 (b)还表明,而纤维含量小于1%,弯曲强度增加缓慢,当纤维含量超过1%(例如,1.5%和2.0%),分裂抗拉强度迅速增加。
(一)
(b)
4.3.3。不同的混合方法对混凝土的抗弯性能
从图可以看出(16日),随着钢纤维含量的增加,CF50混凝土的抗弯强度不断提高。比较传统的搅拌混凝土,钢纤维的内容,具体由振动混合配备更高的抗弯强度。在纤维含量为0%,0.5%,0.75%,1%,1.5%,和2%,比较传统的搅拌混凝土,振动搅拌混凝土的抗弯强度增加了13.55%,10.61%,12.34%,9.50%,11.67%,8.69%。图(16日)同时也表明,纤维含量为0.0%,比较传统的混合,分裂由振动搅拌混凝土的抗拉强度明显提高。
(一)
(b)
图14 (b)表明,类似于CF50,钢纤维含量的增加,不断CF60混凝土的抗弯强度提高。比较传统的搅拌混凝土,钢纤维的内容,具体由振动混合配备更高的抗弯强度。在纤维含量为0%,0.5%,1%,1.5%,和2.0%,比较传统的搅拌混凝土,分割振动搅拌混凝土的抗拉强度增加了10.01%,14.04%,16.73%,8.94%,3.77%。图14 (b)同时也表明,纤维含量为1.0%,比较传统的混合,由振动搅拌混凝土的抗弯强度明显提高。
比较CF50 CF60,它可以发现,纤维增强效果的挠曲强度高强度混凝土CF60 CF50高于;例如,在同一纤维含量为1.0%,弯曲强度增加了16.73%和9.50% CF60 CF50,分别。
5。结论
摘要抗压强度、抗拉强度、分裂和挠曲强度的钢纤维增强混凝土由不同的组合方法进行了分析。主要结论如下:(1)钢纤维含量的增加,所有这些力学性能如抗压强度、抗弯强度、分裂和抗拉强度逐渐提高;尤其是对抗弯强度、抗拉强度、分裂的钢纤维加固效果是显而易见的。在同一纤维含量,强化效应高强混凝土的力学性能更好。(2)振动混合方法可以使混凝土中的钢纤维分布均匀;结果,比较传统的混合,混合振动方法可以提高抗压强度、劈裂抗拉强度、有效和抗弯强度。例如,抗压强度提高了10%,将抗拉强度提高了15%,弯曲强度可以提高12%。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项工作是由河南省自然科学基金(批准号51508114),河南省通信部门的科技项目(没有。2014 k37-2),在河南大学重点科研项目(没有。16 a580001),和一般科技解决郑州市工程(没有。153 pkjgg095)和由河南万里道路和桥梁集团有限公司非常感谢作者试验田河南省通信部门的支持。