鋼纖維混凝土劈裂抗拉強度試驗設計

1、北方工業(yè)大學課程名稱：高等鋼筋混凝土結構專業(yè)班級：土木研T4學生姓名：學號任課教師：張燕坤成績：評語：高等鋼筋混凝土結構 鋼纖維混凝土劈裂抗拉強度試驗設計1、試驗名稱鋼纖維混凝土劈裂抗拉強度試驗設計2、試驗的目的意義了解并掌握混凝土的抗裂度指標；學會劈裂抗拉試驗的測量方法，分析鋼纖維混凝土與普通混凝土之間的抗拉性能差異及影響鋼纖維混凝土抗拉強度的因素,并討論各因素影響的大小。3、試驗基本原理根據(jù)混凝土劈裂抗拉強度可以確定混凝土的抗裂強度。圖1劈裂試驗示意圖4、試驗儀器設備1、4壓力試驗機或萬能試驗機。精度示值的相對誤差應是在2%以內。試模。采用邊長150mm方塊作為標準試件，其最大集料粒徑應小

2、于40mm。標準養(yǎng)護室。溫度20C、相對濕度大于90%。振動臺。頻率50Hz，空載振幅0.5mm。搗棒、小鐵鏟、金屬直尺、鏝刀等。墊塊、墊條及支架。墊塊采用半徑75mm的鋼制弧形墊塊，長度與試件相同；墊條為三層膠合板制成，寬度為20mm、厚度為34mm，長度不小于試件長度，墊條不得重復使用;支架為鋼支架。5、鋼纖維混凝土的試驗方案對比常規(guī)混凝土的抗拉強度試驗，并根據(jù)實際經(jīng)驗易知2、3,鋼纖維混凝土抗拉強度的主要影響因素有鋼纖維體積率、混凝土強度、鋼纖維比表面積。試驗原材料：1鋼纖維的選擇為了選擇增強效果較好的鋼纖維配制混凝土，應結合鋼纖維體積率、混凝土強度、鋼纖維比表面積加以選擇，A、B兩種鋼

3、纖維由于比表面積不同可分Al、A2、A3,Bl、B2、B3,(粗短，正常，細長)鋼纖維和混凝土接觸表面積不同，則鋼纖維與混凝土的粘結力不同，則鋼纖維混凝土的承載力和韌性和抗裂性不同兩種鋼纖維的體積率可取0.5%l%l.5%2.混凝土的選擇按混凝土強度等級選擇C30C40C50舉例其中C30配合比混凝土強度等級：C30;坍落度：3550mm;水泥強度42.5級；砂子種類；中砂；石子最大粒徑40mm；砂率；34%配制強度：38.2(MPa)材料用量(kg/m3)：水泥：337kg砂：642Kg石子：1246Kg水：175Kg配合比：1:1.91:3.70:0.52體積比：水泥散裝337kg(0.2

4、32m3):砂0.403m3：碎石0.86m3：0.175m3本試驗由于要考慮A、B兩種鋼纖維混凝土的抗拉性能，且影響因素比較多，為了能夠盡可能地減少試驗數(shù)目且能為分析試驗結果提供豐富而全面的信息，故而選擇采用正交試驗法進行試驗設計。故本試驗方案中，為三因素三水平進行。將上述的影響因素和變化水平總結如表1所示。表1鋼纖維混凝土的影響因素和變化水平因素水平、A(接觸表面積)B(混凝土強度等級)/MPaC(鋼纖維體積率)/%1a1.430.052b1.710.13c1.890.15由表1易知本試驗是三因素三水平正交試驗，選用正交表L9(34)即可滿足試驗要求,其水平組合如表2所示。表2鋼纖維混凝土

5、試驗的水平組合列號A（接觸表面積）B（混凝土強度等級）/MPaC住岡纖維體積率）/%試驗號水平組合11111A121222CDEF122231333CDEF133342124CDEF232352235CDEF223162316CDEF231273137CDEF313283218CDEF321393329CDEF3321本試驗考慮的是san因素三水平問題，如果做全面試驗需33=27次試驗，如表2所示的用L9（34）來做只要9組即可滿足試驗要求，但是為了使試驗更具有說服力，每組試驗必須設置參考組（不摻鋼纖維時的情形），每組3個試塊。由于是A、B兩種鋼纖維，故而需要如表二所示的操作共兩次，故而需要制

6、備的試件總數(shù)為個。6、試件制備1、4本試件應同齡期者為一組，每組為3個同條件制作和養(yǎng)護的混凝土試塊。試模內裝的混凝土應是同一次拌和的拌合物。坍落度小于或等于70mm的混凝土，試件成型宜采用振動振實；坍落度大于70mm的混凝土，試件成型宜采用搗棒人工搗實。振動臺成型試件:將拌合物一次裝入試模并稍高出?？?，用鏝刀沿試模內壁略加插搗后，移至振動臺上，開動振動臺，振動至表面呈現(xiàn)水泥漿為止，刮去多余拌合物并用鏝刀沿模口抹平。搗棒人工搗實成型試件:將拌合物分兩層裝入試模，每層厚度大致相等。插搗按螺旋方向從邊緣向中心均勻進行。插搗底層時，搗棒應貫穿整個深度，插搗上層時，搗棒應插入下層深度2030mm。插搗時

7、搗棒應保持垂直不得傾斜，并用抹刀沿試模內壁插入數(shù)次，以防止試件產(chǎn)生麻面。C.成型后的試件應覆蓋，防止水分蒸發(fā)，并在室溫20C環(huán)境中靜置12晝夜（不得超過兩晝夜），拆模編號。d.拆模后的試件立即放在標準養(yǎng)護室內養(yǎng)護。試件在養(yǎng)護室內置于架上，試件間距離應保持1020mm，并避免用水直接沖刷。7、測定步驟試件從養(yǎng)護地點取出后應及時進行試驗,將試件表面與上下承壓板面擦干凈。將試件放在試驗機下壓板的中心位置，劈裂承壓面和劈裂面應與試件成型時的頂面垂直；在上、下壓板與試件之間墊以圓弧形墊塊及墊條各一條，墊塊與墊條應與試件上、下面的中心線對準并與成型時的頂面垂直。宜把墊條及試件安裝在定位架上使用。開動試驗機

8、，當上壓板與圓弧型墊塊接近時，調整球座，使接觸平衡。加荷應連續(xù)均勻，當混凝土強度等級VC30時，加荷速度取每秒鐘0.020.05MPa；當混凝土強度等級三C30且VC60時，取每秒鐘0.050.08MPa；當混凝土強度等級三C60時，取每秒鐘0.080.10MPa,至試件接近破壞時，應停止調整試驗機油門，直至試件破壞，然后記錄破壞荷載。8、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理或結果分析混凝土劈裂抗拉強度應按下式計算（精確到0.01Mpa）：ts兀AA式中f混凝土劈裂抗拉強度（MPa）；tsF試件破壞荷載（N）；A試件劈裂面面積（mm2）；強度值的確定應符合下列規(guī)定：三個試件測值的算術平均值作為該組試件的強度值（

9、精確到0.01MPa）；三個測值中的最大值或最小值中如有一個與中間值的插值作為該組試件的抗壓強度值；如最大值與最小值與中間值的差均超過中間值的15%，則該組試件的試驗結果無效。將最后得到的結果進行匯總后，通過證件試驗的分析方法計算求得各影響因素的影響因子的大小，進而判斷出那種因子對鋼纖維混凝土的抗拉強度的影響最大。參考文獻中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部混凝土強度檢查評定標準(GBT-50107-2010)北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.5.韓嶸，趙順波，曲福來.鋼纖維混凝土抗拉性能試驗研究J.土木工程學報,2006,39(11):6367.石欠欠，姜新佩正交試驗設計在混凝土強度試驗中的應用J.水利采煤與管道運輸,2003,(3):3941.中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部混凝土結構設計規(guī)范(GB50010-2010)北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.5.趙軍,高丹盈，朱海堂.鋼纖維高強混凝土抗壓性能試驗研究J.新型建筑材料,2005,01:2427.楊勇，任青文.鋼纖維