低掺量钢—聚丙烯混杂纤维混凝土弯曲韧性及试验方法研究

论文摘要

纤维混杂有利于水泥混凝土韧性的改善,已引起国内外的普遍关注。而目前,国内对低掺量钢—聚丙烯混杂纤维混凝土的弯曲韧性的研究还不多;现行的纤维混凝土弯曲试验评价方法也还存在一些问题。因此,人们很难充分认识其在韧性方面表现出的优越性,从而影响了在工程中的应用。本文进行了以下几方面的研究:1、在试验分析钢纤维、聚丙烯纤维对混凝土强度和施工性能影响的基础上,选择剪切型钢纤维和杜拉纤维（聚丙烯纤维）优化配制满足现代施工技术要求的中低强度等级低掺量钢-聚丙烯混杂纤维混凝土。2、针对小吨位试验机条件,进行纤维混凝土弯曲韧性试验方法研究。采用开缺口短梁试件,通过ANSYS分析三种不同形状缺口对缺口端部应力场和试件断裂破坏的影响,试验结果表明:与CECS13:89的试验结果相比,U形缺口短梁试件的载荷—挠度曲线明显饱满,试验数值的离散度小,可信区间内的最小样品数要低。3、研究了纤维混凝土弯曲韧性的评价方法。在借鉴德国DBV和实测曲线基础上:计算D2f时,δ2由原来的3.15mm变为2.65mm;定义并计算了D3f;为使等效载荷具较好的实际意义,对等效载荷计算公式中系数C1、C2、C3进行分析,分别取0.5、5.0、10.0。从而避免出现CECS13:89中,承载能力变化系数ζm,n,m的计算值有负值这一不合理结论。4、对低掺量钢—聚丙烯混杂纤维混凝土的弯曲性能分析。弯曲韧性随强度等级增加而增大,但增长率随强度等级增加而呈下降趋势。低掺钢—聚丙烯混杂纤维混凝土弯曲韧性随纤维掺量的增加而增大,并找出了弯曲韧性与纤维掺量变化的关系式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 钢纤维混凝土
• 1.1.1 钢纤维混凝土及研究发展概况
• 1.1.2 钢纤维混凝土的工程应用
• 1.1.3 新型高性能钢纤维混凝土
• 1.2 聚丙烯纤维混凝土
• 1.2.1 聚丙烯纤维混凝土及发展概况
• 1.2.2 工程上应用较多的几种聚丙烯纤维
• 1.2.3 聚丙烯纤维混凝土的工程应用
• 1.3 混杂纤维水泥混凝土研究及其应用
• 1.3.1 混杂纤维混凝土概况
• 1.3.2 混杂纤维水泥混凝土研究进展和工程应用
• 1.4 纤维混凝土韧性与评价体系的国内外研究现状
• 1.4.1 纤维混凝土的韧性
• 1.4.2 影响纤维混凝土韧性的因素
• 1.4.3 纤维混凝土韧性的评价体系
• 1.5 存在的主要问题
• 1.6 本文研究主要内容
• 第二章 低掺量钢-聚丙烯混杂纤维混凝土配制
• 2.1 水泥混凝土基体原材料
• 2.2 纤维材料及优化选择
• 2.2.1 异形钢纤维的优化选择
• 2.2.2 聚丙烯单丝纤维的优化选择
• 2.3 低掺量钢纤维-聚丙烯纤维混凝土配合比确定
• 2.4 低掺量钢纤维-聚丙烯纤维混凝土施工性能
• 2.4.1 钢纤维混凝土拌合物的施工性能
• 2.4.2 聚丙烯纤维混凝土拌合物的施工性能
• 2.4.3 低掺量钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的施工性能
• 2.5 纤维混凝土强度
• 2.6 本章小结
• 第三章 低掺量纤维混凝土弯曲韧性试验方法研究
• 3.1 国内、外主要弯曲韧性试验的标准和规范
• 3.1.1 美国材料协会标准（ASTM C1018）
• 3.1.2 美国ASTM-C1399-98方法
• 3.1.3 德国纤维混凝土标准（DBV 1998）
• 3.1.4 日本混凝土标准（JSCE-SF4）
• 3.1.5 挪威喷射混凝土标准（NBP NO7）
• 3.1.6 欧洲喷射混凝土标准（EFNARC）
• 3.1.7 欧洲材料与结构联合会标准（RIL EM）
• 3.1.8 韧性等级水平法
• 3.1.9 我国评价韧性的主要标准和规范
• 3.2 试验方法的研究
• 3.2.1 仪器、设备情况
• 3.2.2 加荷方式和载荷-挠度关系
• 3.2.3 基本力学模型的断裂位置分析
• 3.2.4 试件尺寸的研究
• 3.3 试件剖口形状与受荷断裂关系的有限元分析
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 计算模型简介
• 3.3.3 计算结果
• 3.3.4 结论
• 3.4 三种剖口试样在实测中的数值分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 低掺量钢-聚丙烯混杂纤维混凝土弯曲试验分析
• 4.1 载荷-挠度曲线测试结果
• 4.2 弯曲韧性试验数据的计算
• 4.2.1 弯曲韧性计算
• 4.2.2 等效载荷和等效抗弯强度的计算
• 4.2.3 弯曲韧性、等效载荷和等效抗弯强度的计算结果
• 4.3 试验结果统计和误差分析
• 4.3.1 统计分析结果
• 4.3.2 试验结果的误差分析
• 4.3.3 最小可靠样品数
• 4.4 低掺量钢-聚丙烯混杂纤维混凝土弯曲韧性
• 4.4.1 两种试验方法对弯曲韧性的影响
• 4.4.2 纤维种类和纤维掺量对弯曲韧性的影响
• 4.4.3 强度等级对弯曲韧性的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 主要结论
• 5.2 有待研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士期间论文与科研情况