劉遨男

（安徽理工大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 淮南 232001）

0 引言

自密實(shí)混凝土與普通混凝土一樣，是一種脆性材料，具有抗裂性差、抗壓不抗拉等特點(diǎn)，其抗沖擊能力不足[1]。在特殊情況下，混凝土結(jié)構(gòu)可能因處于頻繁或偶然的沖擊載荷條件下，導(dǎo)致其被破壞，失去相應(yīng)的作用[2]。大量研究表明，在混凝土中加入鋼纖維可有效改善混凝土的工程性能，使其在各種荷載作用下不容易發(fā)生脆性斷裂[3]。目前，業(yè)界對(duì)鋼纖維自密實(shí)混凝土（SFRSCC）的動(dòng)態(tài)抗沖擊性能研究較少，對(duì)其動(dòng)態(tài)響應(yīng)的認(rèn)識(shí)也很有限[3]。為了進(jìn)一步了解SFRSCC在動(dòng)態(tài)載荷作用下的性能，評(píng)估不同鋼纖維摻量對(duì)自密實(shí)混凝土的動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度的影響，需要開(kāi)展更多研究。

1 試驗(yàn)概況

1.1 試驗(yàn)材料

本次試驗(yàn)采用C40和C60兩種強(qiáng)度等級(jí)的自密實(shí)混凝土，以及直徑為0.2 mm、長(zhǎng)度為12.0 mm的鋼纖維，制作了鋼纖維體積率分別為0.5%、1.0%、1.5%和2.0%共8種鋼纖維自密實(shí)混凝土試件。針對(duì)每一種不同體積率的SFRSCC，均制作了6個(gè)直徑為65 mm、長(zhǎng)度為450 mm的試件開(kāi)展動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)。

1.2 試件拌合方法及養(yǎng)護(hù)

制作鋼纖維自密實(shí)混凝土試樣，一般采用普通混凝土的制作方法，但又有一定區(qū)別，因?yàn)樽悦軐?shí)混凝土中加入了鋼纖維，完全按照普通混凝土的制作方法會(huì)導(dǎo)致鋼纖維結(jié)團(tuán)，影響自密實(shí)混凝土的性能。本實(shí)驗(yàn)攪拌方法為：首先將水泥、河砂和粉煤灰投入攪拌機(jī)，攪拌1 min；然后加入粗骨料和水，攪拌至少1 min；接著緩緩加入減水劑，攪拌至少1 min；最后向攪拌機(jī)里均勻撒入鋼纖維，攪拌3 min后停止。將攪拌好的漿料裝入涂抹了機(jī)油的模具中。由于自密實(shí)混凝土具有高流動(dòng)性、高填充性等特點(diǎn)，因此無(wú)需在振動(dòng)臺(tái)上振搗。灌漿完畢后，將其放置于恒溫室，24 h后即可脫模，再將其放置于恒溫養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28 d。

1.3 試驗(yàn)方法

（1） 調(diào)平壓桿。采用專(zhuān)業(yè)調(diào)平儀器，調(diào)整入射桿、反射桿和透射桿，使桿的軸線在同一水平線上，可在壓桿上涂抹適量黃油，以減少滑動(dòng)摩擦力。

（2）貼應(yīng)變片。對(duì)于需要粘貼應(yīng)變片的位置，首先用砂紙和酒精擦去壓桿表面的氧化層，然后用膠水迅速粘貼應(yīng)變片，最后貼上黑膠帶。

（3）線路連接。采用半橋法連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

（4）空打。為判斷試驗(yàn)裝置的準(zhǔn)確性，在試驗(yàn)前先完成一次空打。

（5）放入試件。將試件放在入射桿與反射桿之間，將其夾緊，并在放入試件前，在壓桿和試件的接觸面涂抹1層凡士林，以減小摩擦。

（6）加載氮?dú)?。釋放氮?dú)膺_(dá)到預(yù)定的氣壓值，等待開(kāi)閥。

（7）開(kāi)閥沖擊。沖擊結(jié)束后，保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 試驗(yàn)結(jié)果

在氣壓0.3 MPa下完成沖擊，得出不同類(lèi)型SFRSCC的動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度，見(jiàn)表1。

表1 SFRSCC動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度（Tab.1SFRSCC dynamic tensile strength）

由表可得以下結(jié)論。

（1）鋼纖維摻量相同情況。鋼纖維摻量相同時(shí)，4種類(lèi)型的C60級(jí)鋼纖維自密實(shí)混凝土的動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度均高于C40級(jí)鋼纖維自密實(shí)混凝土。

（2）鋼纖維摻量不同情況。隨著鋼纖維摻量的增加，鋼纖維自密實(shí)混凝土的動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度也在增加；且對(duì)于同一強(qiáng)度等級(jí)的鋼纖維自密實(shí)混凝土，其動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度與鋼纖維體積率基本呈線性關(guān)系。

3 結(jié)語(yǔ)

為研制具有更高強(qiáng)度的混凝土，滿足工程應(yīng)用中的需要，未來(lái)還需進(jìn)行更廣泛、更全面的試驗(yàn)研究，如開(kāi)展高應(yīng)變率、高體積率、高溫高壓、鋼纖維鍍銅等方面的研究。為更深入地研究鋼纖維自密實(shí)混凝土的抗拉機(jī)理，后續(xù)可從細(xì)觀和微觀力學(xué)角度進(jìn)行理論分析。