亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        塑鋼纖維輕骨料混凝土力學(xué)性能及最佳纖維摻量試驗(yàn)研究

        2016-10-12 05:23:01牛建剛李京軍尹亞柳李云云
        硅酸鹽通報(bào) 2016年1期
        關(guān)鍵詞:塑鋼延性韌性

        牛建剛,李京軍,尹亞柳,李云云

        (1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院,包頭 014010;2.重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,重慶 400045)

        ?

        塑鋼纖維輕骨料混凝土力學(xué)性能及最佳纖維摻量試驗(yàn)研究

        牛建剛1,李京軍1,尹亞柳2,李云云1

        (1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院,包頭014010;2.重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,重慶400045)

        以不摻塑鋼纖維的LC30輕骨料混凝土為基準(zhǔn),研究了塑鋼纖維摻量變化(5kg/m3、7kg/m3、9kg/m3、11kg/m3、13kg/m3)對(duì)輕骨料混凝土抗壓、劈裂抗拉、抗折、彎曲韌性及抗沖擊性能的影響,結(jié)果表明:塑鋼纖維對(duì)輕骨料混凝土抗壓性能改善效果不明顯,但能顯著提高輕骨料混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、彎曲韌性及抗沖擊性能。綜合各項(xiàng)性能指標(biāo)給出塑鋼纖維用于結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土的建議摻量為9kg/m3。

        塑鋼纖維; 輕骨料混凝土; 力學(xué)性能; 纖維摻量

        1 引 言

        輕骨料混凝土相對(duì)于普通混凝土而言具有輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫隔熱效果好、抗震性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)[1,2]。但目前大多數(shù)輕骨料混凝土強(qiáng)度較低,且容易產(chǎn)生脆性破壞等性能缺陷,致使我國輕骨料混凝土仍主要應(yīng)用于低強(qiáng)度的非承重結(jié)構(gòu)。研究表明,將纖維作為增強(qiáng)材料摻入輕骨料混凝土中,既能將輕骨料混凝土的輕質(zhì)高強(qiáng)等獨(dú)特性能優(yōu)勢(shì)傳承下來,又能有效克服混凝土的脆性問題,同時(shí)起到改善輕骨料混凝土各項(xiàng)力學(xué)性能的作用[3,4]。

        塑鋼纖維具有彈性模量大、抗拉強(qiáng)度高等特點(diǎn),能夠應(yīng)用于建筑工程中抑制混凝土裂縫開展,是一種應(yīng)用前景廣闊的混凝土增強(qiáng)材料。

        目前,關(guān)于塑鋼纖維摻入輕骨料混凝土的試驗(yàn)研究才剛剛起步。向曉峰等[5]研究了塑鋼纖維對(duì)輕骨料混凝土抗壓強(qiáng)度、抗劈拉強(qiáng)度以及表觀密度的影響,結(jié)果表明:塑鋼纖維對(duì)輕骨料混凝土的表觀密度、抗壓強(qiáng)度沒有顯著影響,但能顯著改善輕骨料混凝土的抗拉性能。牛建剛等[6]研究了在輕骨料混凝土中分別摻入不同摻量的鋼纖維以及塑鋼纖維,得出其在力學(xué)性能方面的差異。王丹等[7]研究了塑鋼混雜纖維輕骨料混凝土在不同應(yīng)變率和加載方式時(shí)的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和變化規(guī)律。

        綜合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可知,關(guān)于塑鋼纖維輕骨料混凝土的研究并不全面,研究主要集中于某一項(xiàng)特定性能。塑鋼纖維輕骨料混凝土應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)時(shí)纖維摻量取值沒有科學(xué)合理的依據(jù),大多數(shù)時(shí)候是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的。因此本文通過對(duì)塑鋼纖維輕骨料混凝土的抗壓、劈裂抗拉、抗折、彎曲韌性等進(jìn)行試驗(yàn),研究了塑鋼纖維摻入后對(duì)輕骨料混凝土的影響,綜合各項(xiàng)性能指標(biāo)探究了塑鋼纖維的最佳摻量。

        2 試 驗(yàn)

        2.1試驗(yàn)原材料及配合比

        水泥:包頭市蒙西水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的P·O42.5R普通硅酸鹽水泥;粗骨料:包頭市精正建材公司生產(chǎn)的圓球型粉煤灰陶粒,性能指標(biāo)見表1;細(xì)骨料:普通河砂,含泥量2.1%,堆積密度1547kg/m3;塑鋼纖維:浙江寧波大成新材料股份有限公司生產(chǎn)的異型塑鋼纖維,性能指標(biāo)見表2;減水劑:萘系高效減水劑,減水率為20%。

        表1 塑鋼纖維性能指標(biāo)

        表2 粗骨料性能指標(biāo)

        試驗(yàn)采用松散體積法對(duì)輕骨料混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為LC30,具體配合比(kg/m3)為:水泥420、粗骨料660、砂681、水185、減水劑5.03。以不同塑鋼纖維摻量的輕骨料混凝土作為試驗(yàn)組,塑鋼纖維摻量分別為5kg/m3、7kg/m3、9kg/m3、11kg/m3、13kg/m3,對(duì)應(yīng)的減水劑用量分別為5.28kg/m3、5.53kg/m3、5.78kg/m3、6.03kg/m3、8.28kg/m3。

        圖1 彎折韌性試驗(yàn)裝置Fig.1 Bending toughness test device

        圖2 抗沖擊試驗(yàn)裝置Fig.2 Anti-impact test device

        2.2試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)參照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50081-2002)及《纖維混凝土試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(CECS13:2009)實(shí)施。抗壓試驗(yàn)、劈裂抗拉試驗(yàn)試件尺寸為150mm×150mm×150mm,每組3個(gè);彎折韌性試驗(yàn)裝置見圖1,試件尺寸為100mm×100mm×400mm,每組3個(gè);抗沖擊性能試驗(yàn)參考ACI544委員會(huì)規(guī)定,采用自制落錘試驗(yàn)裝置,落錘重3kg,下落高度為300mm,試驗(yàn)裝置見圖2,試件尺寸為100mm×100mm×400mm,每組6個(gè)。

        3 塑鋼纖維輕骨料混凝土力學(xué)性能研究

        圖3 荷載-撓度曲線Fig.3 Load-deflection curve

        3.1力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

        在抗折強(qiáng)度試驗(yàn)中,將荷載和梁跨中撓度接入高速靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀(TDS-530)中,將數(shù)據(jù)采集儀測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合處理后,得到不同纖維摻量下輕骨料混凝土荷載-撓度曲線如圖3所示。

        觀察圖3可知,不摻纖維輕骨料混凝土試件幾乎無法測得曲線下降段,而摻入纖維后,可測得較完整的荷載-撓度曲線,曲線走勢(shì)基本相同,且隨纖維摻量增加,曲線趨于豐滿,試塊達(dá)到峰值荷載的變形能力不斷增加,與峰值荷載相對(duì)應(yīng)的撓度值不斷增加,曲線下降段趨于平緩。

        表3 試驗(yàn)結(jié)果

        注:CA代表采用圓球型粉煤灰陶粒配制的輕骨料混凝土,后面的數(shù)字00、05、07、09、11、13分別表示在1m3輕骨料混凝土中所摻入的塑鋼纖維的質(zhì)量;N1為初裂次數(shù);N2為破壞次數(shù)。

        抗折強(qiáng)度是在圖3荷載-撓度曲線基礎(chǔ)上,采用公式(1)計(jì)算得到;塑鋼纖維輕骨料混凝土的沖擊性能用初裂耗能W1及破壞耗能W2表示,分別采用公式(2)、(3)計(jì)算;所得各項(xiàng)強(qiáng)度結(jié)果列于表3。

        ffc,m=FmaxL/(bh2)

        (1)

        W1=N1mg

        (2)

        W2=N2mg

        (3)

        式中:ffc,m為抗折強(qiáng)度;Fmax為極限荷載;L、b、h分別為支座間距、試件截面寬度和試件截面高度。

        3.2試驗(yàn)結(jié)果分析

        從表3可知,(1)塑鋼纖維能夠改善輕骨料混凝土的抗壓性能及劈裂抗拉性能,且對(duì)后者強(qiáng)度提高效果更顯著;(2)塑鋼纖維能夠顯著提高輕骨料混凝土抗折強(qiáng)度及彎曲韌性,主要是因?yàn)殡S機(jī)分布的纖維能夠抑制混凝土內(nèi)部原生裂紋開展,延緩混凝土開裂破壞,能夠?qū)奢d作用下的試件起到彈性緩沖作用,同時(shí)搭接在裂縫處纖維對(duì)裂縫兩端混凝土起到橋聯(lián)作用。

        塑鋼纖維輕骨料混凝土抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度隨纖維摻量增加均呈先增后減趨勢(shì)變化,當(dāng)纖維摻量為9kg/m3時(shí)取得極值。以CA00組試件各項(xiàng)力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)為基準(zhǔn),纖維摻量為9kg/m3時(shí)對(duì)應(yīng)的抗壓強(qiáng)度為43.00MPa,比基準(zhǔn)組高8.6%;劈裂抗拉強(qiáng)度為3.68MPa,比基準(zhǔn)組高33.3%;抗折強(qiáng)度為5.95MPa,比基準(zhǔn)組高45.8%。當(dāng)塑鋼纖維摻量超過9kg/m3時(shí),出現(xiàn)下降趨勢(shì)。主要原因是摻入過量塑鋼纖維,纖維比表面積增加,纖維周圍缺乏足夠水泥漿體包裹與填充,使得混凝土內(nèi)部密實(shí)度降低,產(chǎn)生較多缺陷,從而對(duì)輕骨料混凝土的強(qiáng)度不利。

        表3中輕骨料混凝土初裂耗能隨塑鋼纖維摻量增加呈現(xiàn)緩慢遞增趨勢(shì)變化,而破壞耗能大幅度提升。這是由于在沖擊初期,輕骨料混凝土與塑鋼纖維共同承受外力,前者是外力的主要承受者;試件出現(xiàn)裂紋后,搭接在裂縫上的纖維成為受力的主要承擔(dān)者[11]。輕骨料混凝土的抗破壞沖擊性能在選定的纖維摻量范圍內(nèi)隨纖維摻量增加一直呈增大趨勢(shì)變化,未得出纖維最佳摻量。

        試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),盡管當(dāng)纖維摻量超過9kg/m3時(shí),試件破壞耗能仍然大幅度提高,但會(huì)造成其在攪拌過程中結(jié)團(tuán),對(duì)輕骨料混凝土的抗沖擊性能及其它力學(xué)性能指標(biāo)產(chǎn)生不利影響,當(dāng)塑鋼纖維摻量為9kg/m3時(shí)試件對(duì)應(yīng)破壞耗能為1937.49J,是CA00組試件的48.8倍,所以當(dāng)纖維摻量為9kg/m3時(shí)能夠顯著提高輕骨料混凝土的抗沖擊破壞性能。因此當(dāng)考慮到經(jīng)濟(jì)性和拌合工藝要求時(shí),給出塑鋼纖維輕骨料混凝土抗沖擊破壞性能指標(biāo)下纖維推薦使用摻量為9kg/m3。

        3.3塑鋼纖維輕骨料混凝土力學(xué)性能指標(biāo)評(píng)價(jià)

        (1)脆性指標(biāo)、抗開裂指標(biāo)

        混凝土的拉壓比可以間接衡量混凝土的脆性程度,拉壓比越小,試件脆性程度越明顯?;炷恋恼蹓罕瓤梢苑从郴炷猎嚰目归_裂能力,折壓比越大,試件抗開裂效果越顯著。根據(jù)表3可求得塑鋼纖維輕骨料混凝土的拉壓比、折壓比,計(jì)算結(jié)果見表4。

        表4 塑鋼纖維輕骨料混凝土拉壓比、折壓比及沖擊延性指標(biāo)

        根據(jù)表4中試驗(yàn)數(shù)據(jù),繪出纖維摻量對(duì)輕骨料混凝土拉壓比及折壓比的影響曲線,如圖4所示。

        圖4 纖維摻量對(duì)輕骨料混凝土拉壓比及折壓比的影響Fig.4 Effect of fiber content on the tension compression ratio and flexural-compressive strength ratio of LWAC

        圖5 纖維摻量對(duì)沖擊延性指標(biāo)的影響Fig.5 Effect of fiber content on the impact ductility indices of LWAC

        由圖4可知,輕骨料混凝土拉壓比、折壓比峰值點(diǎn)均出現(xiàn)在9kg/m3。說明當(dāng)從輕骨料混凝土能夠避免脆性問題以及抗開裂角度考慮時(shí),給出塑鋼纖維輕骨料混凝土的纖維建議摻量為9kg/m3。

        (2)韌性指標(biāo)

        韌性是混凝土材料強(qiáng)度與變形的綜合概括[8],目前對(duì)于混凝土的韌性評(píng)價(jià)還沒有統(tǒng)一的方法[9]。鄧宗才等[10]認(rèn)為,對(duì)于粗合成纖維當(dāng)撓度為2mm時(shí)仍具有較強(qiáng)增韌效果,為此提出以撓度為2mm作為計(jì)算纖維混凝土的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。剩余強(qiáng)度基于圖3荷載-撓度曲線,采用公式(4)計(jì)算得出,所得韌性指標(biāo)列于表3。

        SAR=L(P0.5+P1.0+P1.5+P2.0)/(4bh2)

        (4)

        式中:Pi為對(duì)于試件撓度為imm時(shí)的荷載,i可取為0.5、1.0、1.5、2.0。

        從表3可知,塑鋼纖維能夠纖維改善輕骨料混凝土的彎曲韌性。剩余強(qiáng)度隨纖維摻量增加呈現(xiàn)先增后減趨勢(shì)變化,當(dāng)纖維摻量為9kg/m3時(shí)取得極值,此時(shí)對(duì)應(yīng)的剩余強(qiáng)度為6.54MPa,比CA05組試件高21.6%。

        (3)沖擊延性指標(biāo)

        混凝土開裂后耗能和變形能力可以通過延性指標(biāo)反映,對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的使用安全性具有重要的意義,采用下式計(jì)算輕骨料混凝土的延性指標(biāo)β,試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

        β=(N2-N1)/N1

        (5)

        由圖5可知,輕骨料混凝土沖擊延性指標(biāo)隨塑鋼纖維摻量的增加呈現(xiàn)較大幅度增長趨勢(shì),說明塑鋼纖維能顯著提高混凝土的沖擊延性,混凝土結(jié)構(gòu)的安全性隨纖維摻量的增加而加強(qiáng)。但當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)在滿足規(guī)范規(guī)定的可靠度即安全性、適用性、耐久性的要求時(shí),尚應(yīng)從經(jīng)濟(jì)性等方面考慮。當(dāng)纖維摻量超過9kg/m3時(shí)盡管能夠大幅度提高輕骨料混凝土的延性指標(biāo),但纖維摻入過量時(shí)會(huì)造成其他強(qiáng)度指標(biāo)及其他性能指標(biāo)的降低,對(duì)輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)面影響。

        3.4輕骨料混凝土中塑鋼纖維最佳摻量提出

        通過本文所開展的關(guān)于塑鋼纖維輕骨料混凝土的一系列力學(xué)性能試驗(yàn),根據(jù)塑鋼纖維摻量對(duì)輕骨料混凝土力學(xué)性能的影響規(guī)律,綜合脆性指標(biāo)、抗開裂指標(biāo)、韌性指標(biāo)及混凝土的沖擊延性指標(biāo),給出塑鋼纖維輕骨料混凝土用于結(jié)構(gòu)時(shí)塑鋼纖維建議摻量為9kg/m3。

        4 結(jié) 論

        (1)塑鋼纖維能在一定程度上改善輕骨料混凝土的抗壓性能,能夠顯著提高輕骨料混凝土的抗折強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度,彎曲韌性以及抗沖擊性能;

        (2)輕骨料混凝土拉壓比、折壓比峰值點(diǎn)均出現(xiàn)在9kg/m3,塑鋼纖維輕骨料混凝土的沖擊延性指標(biāo)隨纖維摻量的增加而提高;

        (3)綜合各項(xiàng)性能指標(biāo)給出塑鋼纖維輕骨料混凝土用于結(jié)構(gòu)時(shí)塑鋼纖維建議摻量為9kg/m3。

        [1]UysalH,DemirbogR,RemziS,etal.Theeffectsofdifferentcementdosages,slumps,andpumiceaggregateratiosonthethermalconductivityanddensityofconcrete[J].Cement and Concrete Research,2004,34(5): 845-848.

        [2]WangCLH,HungMF.Durabilitydesignandperformanceofself-consolidatinglightweightconcrete[J].Construction and Building Materials,2005,19(8): 619-626.

        [3] 林艷杰,李紅云.聚丙烯纖維輕骨料混凝土的抗壓性能實(shí)驗(yàn)研究[J].硅酸鹽通報(bào),2013,32(10):2160-2164.

        [4] 曾志興,胡云昌.鋼纖維輕骨料混凝土力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2003,24(5):78-81.

        [5] 向曉峰,徐曉偉,劉峰.塑鋼纖維增強(qiáng)輕骨料混凝土試驗(yàn)研究[J].施工技術(shù),2005,34(增刊):89-91.

        [6] 牛建剛,李伯瀟,張縝.纖維增強(qiáng)輕骨料混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J].混凝土,2013,(11):93-100.

        [7] 王丹,郭志昆,邵飛,等.塑鋼混雜纖維輕骨料混凝土的動(dòng)力學(xué)性能[J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2014,42(10):1253-1259.

        [8] 朱海堂,高丹盈,謝麗,等.鋼纖維高強(qiáng)混凝土彎曲韌性的研究[J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2004,32(5):656-660.

        [9]NemkumarB,AshishD.Measurementofflexuraltoughnessoffiberreinforcedconcreteusinganoveltechnique-part2:Performanceofvariouscomposites[J].ACI Materials Journal,2000,97(1): 3-11.

        [10] 鄧宗才,師亞軍,曹煒.聚烯烴粗合成纖維混凝土抗彎韌性試驗(yàn)[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2013,30(1):19-24.

        [11] 梁磊,趙文,李藝等.增強(qiáng)纖維的加入對(duì)混凝土抗沖擊性能的影響[J].混凝土與水泥制品,2007(1):44-46.

        ExperimentalInvestigationonMechanicalPropertiesandOptimalFiberContentinPlasticSteelFiberReinforcedLightweightAggregateConcrete

        NIU Jian-gang1,LI Jing-jun1,YIN Ya-liu2,LI Yun-yun1

        (1.SchoolofArchitectureandCivilEngineering,InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology,Baotou014010,China;2.CollegeofMaterialsScienceandEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400045,China)

        TheLC30LWACwithoutplasticsteelfiberwasusedasabenchmarkofconcrete.Thetestswithdifferentdosageofplasticsteelfiber(i.e. 5kg/m3、7kg/m3、9kg/m3、11kg/m3、13kg/m3)werecarriedoutforeffectsonthemechanicalpropertiesofLWAC,includingcompressivestrength,splittingtensilestrength,flexuralstrength,flexuraltoughnessandimpactstrength.TheinfluencesofthedosageofplasticsteelfiberonthemechanicalpropertiesofLWACwerepresented.Itisnotedthatplasticsteelfiberhasnomuchinfluenceonthecompressivestrengthbutcansignificantlyimprovethetensilestrength,flexuralstrength,impactresistanceandtoughness.Basedonthevariousperformanceindicators,theoptimalfibercontentof9kg/m3isproposed.

        plasticsteelfiber;lightweightaggregateconcrete(LWAC);mechanicalproperty;fibercontent

        國家自然科學(xué)基金(51368042);內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金(2014MS0528)

        牛建剛(1976-),男,工學(xué)博士,教授,碩導(dǎo).主要從事結(jié)構(gòu)可靠度和混凝土結(jié)構(gòu)耐久性方面的研究.

        TU528

        A

        1001-1625(2016)01-0087-05

        猜你喜歡
        塑鋼延性韌性
        數(shù)字有韌性
        遠(yuǎn)場地震作用下累積延性比譜的建立
        ◆ 門窗
        ◆ 門窗
        ◆ 門窗
        房地產(chǎn)市場韌性猶存
        中國外匯(2019年22期)2019-05-21 03:15:08
        韌性,讓成長更美好
        中華家教(2018年11期)2018-12-03 08:08:20
        笑中帶淚的韌性成長
        特別文摘(2016年15期)2016-08-15 22:04:26
        矩形鋼管截面延性等級(jí)和板件寬厚比相關(guān)關(guān)系
        B和Ti對(duì)TWIP鋼熱延性的影響
        汽車文摘(2015年8期)2015-12-15 03:54:08
        久久国产在线精品观看| 日韩中文字幕乱码在线| 国产成人精品无码播放| 国产精品嫩草影院AV| 国产在线精品一区二区在线看| 亚洲国产一区二区三区在线视频| 成人无码激情视频在线观看| 日本中文字幕一区二区在线观看| 97超碰中文字幕久久| 亚洲av色在线播放一区| 97cp在线视频免费观看| 欧美黑人又粗又大xxxx| 国产边摸边吃奶叫床视频| 骚小妹影院| 成人区人妻精品一区二区不卡网站| 在线偷窥制服另类| 激情亚洲不卡一区二区| 蜜桃视频免费进入观看| 永久免费人禽av在线观看 | 中文字幕日韩一区二区三区不卡| 色婷婷六月天| 亚洲va在线va天堂va四虎| 亚洲一区极品美女写真在线看| 国产一区二区熟女精品免费| 亚洲综合日韩精品一区二区| 一本一道人人妻人人妻αv| 亚洲乱码av中文一区二区| 国产精品自在线免费| 亚洲香蕉毛片久久网站老妇人| 亚洲第一女人天堂av| 免费日本一区二区三区视频| 日韩精品一区二区午夜成人版| 99久久精品国产成人综合| 人妻无码中文专区久久综合| 中文字幕亚洲精品人妻| 国产一区二区三区四区在线视频| 亚洲人成网线在线播放va蜜芽| 天天做天天爱天天爽综合网| 亚洲免费视频播放| 操老熟妇老女人一区二区| 国产毛女同一区二区三区|