局部高摻量鋼纖維混凝土復(fù)合梁抗彎力學(xué)性能研究.pdf

1、普通鋼纖維長(zhǎng)細(xì)比大，在混凝土中體積摻量一般不超過(guò)2％，鋼纖維混凝土的增強(qiáng)效應(yīng)并不顯著。當(dāng)纖維體積摻量超過(guò)2％，纖維難以分散均勻，混凝土工作性差，材料的力學(xué)性能反而會(huì)劣化。論文提出一種基于斷裂力學(xué)原理的纖維材料改性水泥基復(fù)合材料的研究方法，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)鋼纖維混凝土難以實(shí)現(xiàn)的高體積率，得到一種“高韌性、高強(qiáng)度”兼?zhèn)涞奈摻z鋼纖維混凝土，并根據(jù)梁式結(jié)構(gòu)拉壓應(yīng)力場(chǎng)特點(diǎn)，采用材料結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法提出了一種局部高摻量微鋼絲鋼纖維混凝土復(fù)合梁，充分發(fā)揮材料

2、的優(yōu)勢(shì)，提高結(jié)構(gòu)的抗裂性能、承載能力和延性等力學(xué)性能，促進(jìn)梁式結(jié)構(gòu)的輕型、大跨發(fā)展。
　　論文研發(fā)了一種新型微鋼絲鋼纖維混凝土，設(shè)計(jì)了局部高摻量微鋼絲鋼纖維混凝土復(fù)合梁，開(kāi)展了復(fù)合梁的抗彎性能試驗(yàn)研究和有限元分析，得到如下結(jié)論:
　?、倩跀嗔蚜W(xué)原理，提出了實(shí)現(xiàn)鋼纖維高摻量方法，采用常規(guī)混凝土制備工藝研發(fā)了一種新型高摻量微鋼絲鋼纖維混凝土，體積率可達(dá)6％，具有優(yōu)良工作性能和力學(xué)性能。②當(dāng)纖維體積率不超過(guò)6％，新型微鋼絲鋼纖

3、維混凝土強(qiáng)度（抗壓、彎拉）、楊氏模量以及韌性隨纖維體積率的增加而增大。當(dāng)微鋼絲體積摻量為6.0％時(shí)，與同等配合比普通混凝土相比，抗壓強(qiáng)度提高33.3％，彎拉強(qiáng)度提高114.6％，彈性模量提高11.8％，初裂強(qiáng)度提高41.2％，等效彎曲強(qiáng)度提高293.6％，彎曲韌度比提高了184.6％。微鋼絲鋼纖維混凝土是一種高性能水泥基復(fù)合材料。③基于斷裂力學(xué)和材料結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)思想提出了局部高摻量微鋼絲鋼纖維混凝土復(fù)合梁新結(jié)構(gòu)。④局部高摻量鋼纖維混凝土復(fù)

4、合梁抗彎性能研究表明，新結(jié)構(gòu)抗裂性能、承載力、剛度、裂紋發(fā)展顯著改善。開(kāi)裂荷載提高107.1％（達(dá)到同等設(shè)計(jì)的普通鋼筋混凝土的正常使用荷載），屈服荷載提高44.9％，極限荷載提高42.0％;抗裂性能顯著改善，當(dāng)以裂縫寬度條件作為控制（對(duì)于一類(lèi)和二類(lèi)環(huán)境，允許裂縫寬度為0.2mm時(shí)），承載力提高32.9％;抗彎剛度和變形性能顯著改善，當(dāng)以變形條件作為控制（結(jié)構(gòu)正常使用階段，跨中撓度為L(zhǎng)/300時(shí)），承載力提高46.7％。⑤采用實(shí)測(cè)微鋼絲鋼