新型棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪性能试验与比较_丁春林

第３９卷第６期２０１１年６月同济大学学报（自然科学版）

ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＴＯＮＧＪＩ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬ　

ＳＣＩＥＮＣＥ）Ｖｏｌ．３９　

Ｎｏ．６　Ｊ

ｕｎ．２０１１文章编号：０２５３－３７４Ｘ（２０１１）０６－０８０２－０５　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ

．ｉｓｓｎ．０２５３－３７４ｘ．２０１１．０６．００３收稿日期：２０１０－０３－２４

第一作者：丁春林（１９６８—）

，男，副教授，工学博士，主要研究方向为隧道与地下工程、结构工程材料等．Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｕｎｌｉｎｄｉｎｇ３０８＠ｔｏｎｇｊ

ｉ．ｅｄｕ．ｃｎ新型棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪性能试验与比较

丁春林１，张国防２，张　骅３

（１．同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海２０００９２；２．同济大学材料科学与工程学院，上海２０００９２；

３．上海裕之杰企业管理有限公司，上海２０００３０

）摘要：针对最新引进日产棒状聚丙烯纤维和喷射混凝土衬砌中常用的钢纤维，通过１８组７２个混凝土试样的双面剪切试验，研究了不同基体强度、不同纤维掺量混凝土抗剪强度变化特性．试验结果表明：①棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度随着纤维掺量增加呈现先增大后减小的趋势，钢纤维混凝土抗剪强度随着纤维掺量增加而增大；②纤维掺量在０．５％以内，棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度增大幅度接近钢纤维混凝土，纤维掺量在０．５％以上，棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度增大幅度低于钢纤维混凝土；③两种纤维对Ｃ３０混凝土抗剪强度的改善一般比Ｃ５０混凝土大．最后，基于回归分析理论得到纤维混凝土抗剪强度拟合计算公式，公式计算结果与试验结果比较一致．

关键词：隧道工程；纤维混凝土；剪切试验；抗剪强度；棒状聚丙烯纤维

中图分类号：ＴＵ５２８．５７　

文献标识码：Ａ

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｎ　Ｓｈｅａｒ　Ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ　Ｎｅｗ　Ｔｙｐｅ　Ｒｏｄ－ｌｉｋｅ　Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　

ＣｏｎｃｒｅｔｅＤＩＮＧ　Ｃｈｕｎｌｉｎ１，ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｏｆａｎｇ２

，

ＺＨＡＮＧ　Ｈｕａ３（１．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｒｏａｄ　ａｎｄ　Ｔｒａｆｆｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｔｏｎｇｊｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００９２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｏｎｇｊｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ；３．Ｙｚｊ　Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇ

ｈａｉ　２０００３０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ　ａｔ　ｔｈｅ　ｒｏｄ－ｌｉｋｅ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｆｉｂｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｆｒｏｍ　Ｊａｐａｎ　ａｎｄ　ｃｏｍｍｏｎ　ｓｔｅｅｌ　ｆｉｂｅｒ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅｓｈｏｔｃｒｅｔｅ　ｌｉｎｉｎｇ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ａ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｍａｔｒｉｘ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｓｈｅａｒ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　７２　ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ　ｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏ　１８　ｇｒｏｕｐｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ａｓ　ｔｈｅ　ｆｉｂｒｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇ

ｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｄ－ｌｉｋｅ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ａｔ　ｆｉｒｓｔ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｄｒｏｐｓ　ｄｏｗｎ，ｗｈｉｌｅｔｈｅ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅ　ｆｉｂｒｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｓ　ｗｉｔｈｉｎ　０．５％，ｔｈｅ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｅｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｄ－ｌｉｋｅ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｓ　ｃｌｏｓｅ　ｔｏ　ｔｈａｔ　ｏｆｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｆｉｂｒｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｅｘｃｅｅｄｓ０．５％，ｔｈｅ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｄ－ｌｉｋｅｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｓ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｔｈｅ　ｆｉｂｅｒｓ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｍｏｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆ　ｔｈｅ　Ｃ３０　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　Ｃ５０　ｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｆｉｔｔｉｎｇｆｏｒｍｕｌａｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｒｅ　ｇａｉｎｅｄｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｙ　ｏｆ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍｕｌａｓ　ａｒｅ　ａｃｃｏｒｄａｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ　

ｗｅｌｌ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｓｈｅａｒ　ｔｅｓｔ；ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇ

ｔｈ；ｒｏｄ－ｌｉｋｅ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｆｉｂｅｒ 混凝土抗剪强度是混凝土基本力学性能之一，

实际工程中，混凝土结构由于纯剪应力导致破坏的情况一般很少，因而混凝土抗剪强度指标一直被人们忽视．然而随着混凝土材料应用领域的不断扩大和研究工作的不断深入，混凝土的抗剪性能已开始受到人们重视，特别是近年来，随着城市地铁和交通基础设施的迅速发展，采用新奥法和浅埋暗挖法施工的隧道日益增多，而这种施工方法要求喷射混凝土衬砌具有较高的抗剪强度和变形能力，以防衬砌在地压作用下受剪破坏，因此，混凝土抗剪强度

是这种施工方法的主要设计指标之一［１－２］．此外，对于高层建筑剪力墙和梁柱节点的局部增强［３－５］、以及桥面的补强与修补［６－７］，抗剪强度也是结构设

计中一个重要的衡量指标．为改善混凝土抗剪强度和变形能力，学者们为此开展了大量的研究，如：文

　第６期

丁春林，等：新型棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪性能试验与比较

献［８］建议隧道衬砌采用喷射纤维增强混凝土，以改善衬砌混凝土抗剪、弯曲等力学性能，并对喷射纤维增强混凝土的设计与施工技术进行了规范；文献［９］采用平板试验，研究对比了钢纤维混凝土板和常见钢筋网增强混凝土板的冲剪应力和弯曲韧性，阐明了隧道衬砌采用喷射钢纤维混凝土的有效性；文献［１０］试验研究了静荷载作用下钢纤维混凝土梁的弯曲韧性和板的能量吸收性质，研究结果显示：与钢筋网喷射混凝土衬砌相比，采用喷射钢纤维混凝土衬砌，其厚度可大大减小；文献［１１－１３］

试验研究了钢纤维、碳纤维和玻璃纤维对混凝土试件、混凝土剪力墙与梁抗剪强度和变形性能的影响；文献［１４－１５］试验研究了玻璃纤维、碳纤维、及混杂纤维对桥梁车道板的增强作用．在上述研究的这些混凝土增强纤维中，钢纤维增强混凝土技术尽管应用得比较成熟，

但钢纤维搅拌时易结团，

分散均匀性差，不易施工，且钢纤维对于硫离子或氯离子等引起的锈蚀问题随之而来，严重影响混凝土的寿命；碳纤维也是较理想的混凝土增强增韧材料，但因价格昂贵和操作困难而在实际工程中受到一定限制；而玻璃纤维混凝土暴露于大气中一段时间后，

其强度和韧性会有大幅度下降，加之玻璃纤维耐碱性不好，目前应用较少．聚丙烯纤维作为一种新型的高分子建筑材料，具有化学稳定性好、

密度小、不吸水、价格低等优点．本次研究采用的最新引进日产棒状Ｘ型聚丙烯纤维（

图１），除具有普通丝状或网状聚丙烯纤维特点外，它抗拉强度高，外形和截面独特，与混凝土之间咬合力好；在混凝土中易分散均匀，避免钢纤维在混凝土施工中易结团现象；且耐热和耐碱性好，具有永久不生锈的特性（图２）．本文针对最新引进的这种新型纤维，对不同基体强度、不同纤维掺量的混凝土抗剪性能进行试验研究，

并与钢纤维混凝土进行试验对比，同时探讨了不同掺量纤维混凝土抗剪强度拟合计算公式

．

图１　棒状聚丙烯纤维示意图

Ｆｉｇ．１　Ｓｋｅｔｃｈ　ｏｆ　ｒｏｄ－ｌｉｋｅ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙ

ｌｅｎｅ　ｆｉｂｅｒ图２　钢纤维混凝土与棒状聚丙烯纤维

混凝土锈蚀比较

Ｆｉｇ．２　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｒｕｓｔｉｎｇ　

ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｎｄｒｏｄ－ｌｉｋｅ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙ

ｌｅｎｅ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ１　混凝土抗剪强度试验

１．１　试验材料与配合比

试验配制的混凝土强度等级为Ｃ３０和Ｃ５０两种系列，

分别采用安徽宁国海螺水泥厂生产的海螺牌４２．５Ｒ普通硅酸盐水泥和５２．５Ｒ硅酸盐水泥；粗集

料采用５～２０ｍｍ碎石，连续级配，产地浙江温岭；细集料采用河砂，产地福建闽江．聚丙烯纤维为日本生产的棒状Ｘ型聚丙烯纤维，截面面积为０．３６３

ｍｍ２，纤维长度４０ｍｍ，抗拉强度经试验平均达到５２５ＭＰａ，拉伸弹性模量为４１４２ＭＰａ

，其他各项性能指标参见文献［１６］．钢纤维为上海青浦某厂家生产，截面为波痕型，长度３０ｍｍ，等效直径０．８ｍｍ，长径比３８，抗拉强度６８５ＭＰａ，其他性能达到或超过标准ＹＢ／Ｔ　

１５１—１９９９的规定．经过计算和试配，最后得到Ｃ３０系列混凝土配合比（ｋｇ·ｍ－３

）为：水泥∶砂∶石∶水＝３８０∶６８０∶１　

１４９∶１７９，棒状Ｘ型聚丙烯纤维和钢纤维掺量分别为混凝土体积的０．１％，０．３％，０．５％，１％；Ｃ５０系列混凝土配合比（ｋｇ·ｍ－３）为：水泥∶砂∶石∶水＝４５１∶６０１∶１　

１７８∶１８３，同样，棒状Ｘ型聚丙烯纤维和钢纤维掺量分别为混凝土体积的０．１％，０．３％，０．５％，１％，同时通过掺加ＳＮ－Ⅱ型高效减水剂将混凝土的坍落度控制在５０～７０　ｍｍ．１．２　试验方法

纤维混凝土抗剪强度试验主要参照ＧＢ

／Ｔ５００８１—２００２以及ＣＥＣＳ１３—８９进行，

具体要求和步骤如下：

（１）试件要求采用１００ｍｍ×１００ｍｍ×３００ｍｍ棱柱体试件，

每组４个试件．试件制作及养护符合相关标准规定．

（２

）试验设备３０８

同济大学学报（自然科学版）

第３９卷　

试验主要设备包括带有球形铰支座的压力试验机和符合ＣＥＣＳ１３—８９规范要求的抗剪夹具．

（３

）试验步骤①试件经标准养护取出，

测定试件尺寸和检查外观，并尽快进行试验以保持原有的干湿状态；②将抗剪夹具套在试件两个相对的非成型面

上，

夹具应与试件靠紧，将夹具套摆成水平位置并用固紧螺丝固定，如图３所示；

图３　混凝土抗剪强度试验照片

Ｆｉｇ．３　Ｐｈｏｔｏｓ　ｆｏｒ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇ

ｔｈ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ ③加荷前，

夹具上下支座必须对中，开动试验机，

当上压板与试件接近时，调整球形铰支座，使接触均衡；在试验进行过程中如发生偏斜现象，应立即停止试验重新对中；

④加荷应连续匀速进行，

加荷速度控制在０．０６～０．

１０ＭＰａ·ｓ－１

，直至试件剪断为止；试件剪断后，应立即卸荷以防损坏夹具，记录最大破坏荷载．⑤检查破坏面，

若破坏面不在预定位置，则试验结果无效．１．３　试验结果计算

混凝土试件的抗剪强度按下式计算：

ｆ＝Ｆ／２ｂｈ式中：ｆ为混凝土抗剪强度，ＭＰａ；Ｆ为混凝土剪切破坏荷载，Ｎ；ｂ为试件平均宽度，ｍｍ；ｈ为试件平均高度，ｍｍ．

以４个试件测值的算术平均值作为该组试件的拉剪强度值．４个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的１５％，则把最大及最小值一并舍除，

取两中间值的平均值作为该组试件的抗剪强度，如两个测值与平均值相差超过１５％，则该试验结果无效．

４个试验结果中如一个不在预定破坏面，则取其他３个的算术平均值作为抗剪强度值，４个试验中如有两个不在预定破坏面，则该试验结果无效．

２　试验结果及分析

２．１　纤维种类对纤维混凝土抗剪强度影响

根据试验数据，整理得到Ｃ３０和Ｃ５０系列棒状聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土抗剪强度试验结果如表１～表２所示．

由表１～表２分析可知：纤维掺量在０．１％～１．０％，

除个别掺量试件外，棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度比基准混凝土增大８．６％～２０．５％不等，钢纤维混凝土抗剪强度比基准混凝土增大０．２％～４２．６％不等，

且同掺量钢纤维对混凝土抗剪强度的提高比棒状聚丙烯纤维要大．

分析表明：在混凝土中掺加棒状聚丙烯纤维和钢纤维，由于乱向分布纤维的抗拉和牵扯作用，纤维混凝土的抗剪强度将有所提高；另一方面，由于钢纤维比棒状聚丙烯纤维的弹性模量和抗拉强度大，

故钢纤维对混凝土抗剪强度的提高比棒状聚丙烯纤维要大．

表１　Ｃ３０系列纤维混凝土抗剪强度与纤维掺量关系Ｔａｂ．１　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　

ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｆｉｂｅｒｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｏｆ　ｓｅｒｉａｌ　

Ｃ３０试件编号纤维体积掺量／％抗剪强度／ＭＰａ抗剪强度相对值／％

Ｃ３０基准０　４．７４　１００．０Ｐ１（Ｓ１）０．１　５．１９（５．１８）１０９．５（１０９．３）Ｐ２（Ｓ２）０．３　５．５５（５．７２）１１７．１（１２０．７）Ｐ３（Ｓ３）０．５　５．７１（５．８６）１２０．５（１２３．６）Ｐ４（Ｓ４

）１．０　

５．１５（６．７６

）１０８．６（１４２．６

） 注：

表中Ｐ１～Ｐ４为棒状聚丙烯纤维混凝土试件；Ｓ１～Ｓ４为钢纤维混凝土试件（下表同）．

表２　Ｃ５０系列纤维混凝土抗剪强度与纤维掺量关系Ｔａｂ．２　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　

ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｆｉｂｅｒｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｏｆ　ｓｅｒｉａｌ　

Ｃ５０试件编号纤维体积掺量／％抗剪强度／ＭＰａ抗剪强度相对值／％

Ｃ５０基准０　６．３５　１００．０５Ｐ１（５Ｓ１）０．１　５．９５（６．３６）９３．７（１００．２）５Ｐ２（５Ｓ２）０．３　６．２１（６．５８）９７．８（１０３．６）５Ｐ３（５Ｓ３）０．５　７．２９（７．１８）１１４．８（１１３．１）５Ｐ４（５Ｓ４

）１．０　

７．５３（８．７４

）１１８．６（１３７．６

） 注：

表中５Ｐ１～５Ｐ４为棒状聚丙烯纤维混凝土试件，５Ｓ１～５Ｓ４为钢纤维混凝土试件（下表同）．

２．２　基体强度对纤维混凝土抗剪强度影响

由表１～表２分析可知：纤维掺量在０．１％～１．０％，Ｃ３０系列棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度比

４

０８

　第６期

丁春林，等：新型棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪性能试验与比较

基准混凝土提高８．６％～２０．５％，同掺量Ｃ５０系列棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度变化范围在－６．３％～１

８．６％；而Ｃ３０系列钢纤维混凝土抗剪强度比基准混凝土提高９．３％～４２．６％，同掺量Ｃ５０系列钢纤维混凝土抗剪强度比基准混凝土提高０．２％～３７．６％．分析可知，纤维对Ｃ３０混凝土抗剪强度的改善一般比高强Ｃ５０混凝土要好．２．３　纤维掺量对纤维混凝土抗剪强度影响

图４是根据试验数据整理得到的纤维掺量与混

凝土抗剪强度关系图．

由图４分析可知：棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度基本随着纤维掺量增加呈现先增大后下降或减弱的趋势，而钢纤维混凝土抗剪强度则随着纤维掺量增加而增大．分析原因在于：随着纤维掺量的增大，棒状聚丙烯纤维混凝土在试验中易产生泌水现象，

引起混凝土抗剪强度的下降，而钢纤维混凝土基本没有泌水现象发生

．

图４　纤维混凝土抗剪强度随纤维掺量变化关系图

Ｆｉｇ．４　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　

ｏｆ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ 另一方面，

当纤维掺量在０．５％以内时，棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度增大幅度与同掺量钢纤维混凝土抗剪强度增大幅度接近；当纤维体积掺量大于０．５％时，

棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度增大幅度明显低于同掺量钢纤维混凝土抗剪强度增大幅度．

原因是：当纤维掺量不大时，尽管棒状聚丙烯纤维的弹性模量和抗拉强度比钢纤维小，但由于棒状聚丙烯纤维密度小，每立方混凝土投入纤维的数量（根数）比同掺量钢纤维多，相应纤维混凝土试件截面中棒状聚丙烯纤维数量比钢纤维多，因此，棒状聚丙烯纤维对混凝土抗剪强度的改善也得到提高．

２．４　纤维混凝土抗剪强度拟合计算公式

表３是根据试验数据拟合得到的不同强度纤维混凝土在不同纤维掺量下的抗剪强度拟合计算公式．从拟合公式的拟合优度系数分析，除Ｃ５０系列中棒状聚丙烯纤维混凝土拟合公式外，其余各公式拟合优度系数Ｒ２值均接近１，

说明拟合效果较好．表４为试验值与拟合公式计算值的比较，由表４分析可知，试验值与计算值比较吻合，最大误差为５．８％，最小仅为０．１％．分析可知，拟合公式应用于同类纤维混凝土，将具有一定的参考价值．

表３　纤维混凝土抗剪强度随纤维掺量变化的拟合公式Ｔａｂ．３　Ｆｉｔｔｉｎｇ　

ｆｏｒｍｕｌａｓ　ｆｏｒ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ混凝土强度等级

混凝土类型拟合公式

拟合优度系数Ｒ

２Ｃ３０

棒状聚丙烯纤维混凝土

ｙ＝－３．

０７３　５ｘ２

＋３．４１７　４ｘ＋４．８０２　３　０．９８１　３钢纤维混凝土

ｙ＝－０．

８６２　７ｘ２＋２．７６７　８ｘ＋４．８３５　７　０．９７７　４Ｃ５０

棒状聚丙烯纤维混凝土

ｙ＝－０．

２６４　８ｘ２＋１．８１０　６ｘ＋６．０４９　５　０．７６４　０钢纤维混凝土

ｙ＝１．

７４３　３ｘ２＋０．７０７　８ｘ＋６．３０２　４　０．９９５　

２ 注：

表中ｙ表示混凝土抗剪强度，ＭＰａ；ｘ表示纤维体积掺量，％，各式使用条件为０≤ｘ≤１．０．３　结论

根据试验研究结果，可得到以下几点结论：

（１

）在混凝土中掺加棒状聚丙烯纤维和钢纤维，混凝土抗剪强度随纤维掺量有不同程度的增大．总的来看，棒状聚丙烯纤维对混凝土抗剪强度的提高比同掺量钢纤维要小，但它可避免钢纤维施工易

５０８

同济大学学报（自然科学版）

第３９卷　

表４　纤维混凝土抗剪强度试验值与拟合

公式计算值比较

Ｔａｂ．４　Ｃｏｍｐ

ａｒｉｓｏｎ　ｏｎ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍ　ｆｏｒｍｕｌａｓ　ｏｆ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇ

ｔｈ　ｏｆ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ试件编号抗剪强度／ＭＰａ试验值计算值误差／％Ｃ３０基准４．７４　

４．８０（４．８４

）１．２（１．９）Ｐ１（Ｓ１）５．１９（５．１８）５．１１（５．１０）１．５（１．４）Ｐ２（Ｓ２）５．５５（５．７２）５．５５（５．５９）０．１（２．４）Ｐ３（Ｓ３）５．７１（５．８６）５．７４（６．００）０．６（２．５）Ｐ４（Ｓ４）５．１５（６．７６）５．１５（６．７４）０．１（０．４）Ｃ５０基准６．３５　

６．０５（６．３０

）４．７（０．７）５Ｐ１（５Ｓ１）５．９５（６．３６）６．２３（６．３９）４．７（０．５）５Ｐ２（５Ｓ２）６．２１（６．５８）６．５７（６．６７）５．８（１．４）５Ｐ３（５Ｓ３）７．２９（７．１８）６．８９（７．０９）５．５（１．２）５Ｐ４（５Ｓ４

）７．５３（８．７４）７．６０（８．７５

）０．９（０．２

）结团、易锈蚀等不足，应用于地下隧道喷混凝土衬砌具有一定优势；此外，两种纤维对Ｃ３０混凝土抗剪强度的提高幅度要大于高强Ｃ５０混凝土．

（２

）棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度随着纤维掺量增加表现为先增大后下降或增势减弱的趋势，钢纤维混凝土抗剪强度则随着纤维掺量增加而增大．当纤维掺量在０．５％以内时，棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度增大幅度与同掺量钢纤维混凝土抗剪强度增大幅度比较接近，掺量大于０．５％时，棒状聚丙烯纤维对混凝土抗剪强度的改善效果会降低，且明显低于钢纤维．可见，在混凝土中掺加棒状聚丙烯纤维，其掺量宜控制在一定范围之内（０．３％～０．５％），一方面，抗剪性能改善的效果会更明显，另一方面，造价比钢纤维也更显优势．（３

）根据试验拟合得到的不同纤维掺量混凝土抗剪强度拟合计算公式，

其计算值与试验值比较吻合，这些拟合公式应用于同类纤维混凝土工程具有一定参考价值．参考文献：

［１］　小林一辅．

纤维补强混凝土［Ｍ］．邹崇富译．北京：中国铁道出版社，１９８５．

Ｋｏｂａｙａｓｈｉ　Ｋ．Ｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｍ］．Ｔｒａｎｓｌａｔｅｄ　ｂｙ

ＺＨＯＵ　Ｃｈｏｎｇｆｕ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　

Ｐｒｅｓｓ，１９８５．［２］　高丹盈，

刘建秀．钢纤维混凝土基本理论［Ｍ］．北京：科学技术文献出版社．１９９４．

ＧＡＯ　Ｄａｎｙｉｎｇ，ＬＩＵ　Ｊｉａｎｘｉｕ．Ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｔｈｅｏｒｙ　

ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ａｎｄ　ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＤｏｃｕｍｅｎｔａｒｙ　

Ｐｒｅｓｓ，１９９４．［３］　Ｐａｔｅｒｓｏｎ　Ｊ，Ｍｉｔｃｈｅｌｌ　Ｄ．Ｓｅｉｓｍｉｃ　ｒｅｔｒｏｆｉｔ　ｏｆ　ｓｈｅａｒ　ｗａｌｌｓ　

ｗｉｔｈｈｅａｄｅｄ　ｂａｒｓ　ａｎｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｗｒａｐ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

，２００３，１２９（５）：６０６．［４］　Ｄｉａｓ　Ｓ　Ｊ　Ｅ，Ｂａｒｒｏｓ　Ｊ　Ａ　Ｏ．Ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　

ｏｆ　Ｔ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｅａｍｓ　ｂｙ　ｎｅａｒ－ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｕｎｔｅｄ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｍｐ

ｏｓｉｔｅｓ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２００８，１２（３）：３００．［５］　Ｌｅｅ　Ｈ　Ｈ．Ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇ

ｔｈ　ａｎｄ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｌｕｍｎｓ　ｕｎｄｅｒ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００７，２９（７）：１２５３．

［６］　Ｅｌ－Ｇａｍａｌ　Ｓ，Ｅｌ－Ｓａｌａｋａｗｙ　

Ｅ，Ｂｅｎｍｏｋｒａｎｅ　Ｂ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｄｅｃｋ　ｓｌａｂｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｗｉｔｈ　ＦＲＰ　ｂａｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｆｏｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２００７，１１（５）：４４９．

［７］　Ｐｒａｃｈａｓａｒｅｅ　Ｗ，Ｇａｎｇ

ａｒａｏ　Ｈ　Ｖ　Ｓ，Ｓｈｅｋａｒ　Ｖ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＦＲＰ　ｂｒｉｄｇｅ　ｄｅｃｋ　ｕｎｄｅｒ　ｓｈｅａｒ　ｌｏａｄｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＣｏｍｐ

ｏｓｉｔｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００９，４３（４）：３７７．［８］　Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　

Ｎｏ．６（“Ｓｐｒａｙｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ”）ｏｆ　ｔｈｅ　ＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎＦｒａｎｃａｉｓｅ　ｄｅ　Ｔｒａｖａｕｘ　ｅｎ　Ｓｏｕｔｅｒｒａｉｎ．ＡＦＴＥＳ　ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓｏｎ　ｆｉｂｒｅ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｓｐｒａｙｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃｅ［Ｊ］．Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｓｐａｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９６，１１（２）：２０５．

［９］　Ｄｉｎｇ　Ｙ　Ｎ，Ｋｕｓｔｅｒｌｅ　Ｗ．Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ｓｔｕｄｙ　

ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｆｉｂｒｅ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｎｄ　ｓｔｅｅｌ　ｍｅｓｈ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｔ　ｅａｒｌｙａｇｅｓ　ｉｎ　ｐ

ａｎｅｌ　ｔｅｓｔｓ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９９９，２９（１１）：１８２７．

［１０］　Ｇｏｐａｌａｋｒｉｓｈｎａｎ　Ｓ，Ｂａｌａｓｕｂｒａｍａｎｉａｎ　Ｋ，Ｋｒｉｓｈｎａｍｏｏｒｔｈｙ　

Ｔ　Ｓ，ｅｔａｌ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ［Ｊ］．Ｉｎｄｉａｎ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　

Ｊｏｕｒｎａｌ，１９９８，７２（４）：１８１．［１１］　Ｍｉｒｓａｙａｈ　Ａ　Ａ，Ｂａｎｔｈｉａ　Ｎ．Ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇ

ｔｈ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｆｉｂｅｒ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．ＡＣＩ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｊｏｕｒｎａｌ，２００２，９９（５）：４７３．

［１２］　Ｒｉｙａｚｉ　Ｍ，Ｅｓｆａｈａｎｉ　Ｍ　Ｒ．Ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｂ

ｅａｍｓｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ｓｈｅｅｔｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　Ｂ：Ａｐｐ

ｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００７，２０（１）：４９．［１３］　Ｌｉｕ　Ｋ，Ｗｕ　Ｙ　Ｆ，Ｊｉａｎｇ　

Ｘ　Ｌ．Ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｆｉｌｌｅｄ　ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｇｙｐｓｕｍ　ｗａｌｌｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ／Ｍａｔｅｒｉａｕｘ　ｅｔ　

Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ，２００８，４１（４）：６４９．［１４］　Ｐａｒｋ　Ｃ　Ｗ，Ｓｉｍ　Ｊ　Ｓ，Ｌｅｅ　Ｔ　Ｓ．Ｐｕｎｃｈｉｎｇ　

ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ　ｄａｍａｇｅ　ｆｏｒ　ＦＲＰ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋｓ　ｕｎｄｅｒ　ｆａｔｉｇｕｅ　ｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｋｅｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００６，３２４－３２５：１３１３．

［１５］　Ｂｒａｄｂｅｒｒｙ　

Ｔ　Ｅ．Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｄｅｃｋｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｗｉｔｈ　ｆｉｂｅｒ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ｂａｒｓ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｒｅｃｏｒｄ，２００１（１７７０）：９４．

［１６］　丁春林，

张国防，张骅，等．Ｘ型聚丙烯纤维力学性能试验研究［Ｊ］．合成材料老化与应用，２００８，３７（２）：２４．

ＤＩＮＧ　Ｃｈｕｎｌｉｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｏｆａｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｈｕａ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏ

ｆ　Ｘ－ｔｙｐｉｃａｌｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｆｉｂｅｒ［Ｊ］．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ａｇｉｎｇ　ａｎｄＡｐｐ

ｌｉｃａｔｉｏｎ，２００８，３７（２）：２４．６

０８

C30聚丙烯纤维混凝土配合比

C30聚丙烯纤维混凝土配合比设计说明 一、设计依据：JTJ041-2000、JGJ55-2000、GB/T1596-2005 二、原材料： 1、水泥：赤峰远航水泥有限责任公司P.O42.5R 2、砂：白音青格勒砂场中砂 3、石：宇厦石料厂4.75-9.5mm:25% 9.5-19mm:50% 19-31.5mm:25% 4、水：饮用水 5、粉煤灰：蓝旗电厂 6、减水剂：天津雍阳 7、聚丙烯腈抗裂纤维：北京中创同盛科技有限公司 三、 1、使用部位：墩.台身及台帽 2、设计坍落度：90-110mm 四、配合比设计： 1、确定配制强度：fcu,o=fcu,k+1.645σ=30+1.645*5=38.2MPa 2、计算水灰比（W/C）： 水泥强度：fce = 42.5*1.00= 42.5MPa W/C =(Aa.fce)/(fcu,o+Aa.Ab.fce)=(0.46*42.5)/(38.2+0.46*0.07*42.5)=0.49按耐久性校正水灰比，查JTJ55-2000表 4.0.4允许最大水灰比 0.50,取水灰比为0.47； 3、选定单位用水量（m wO): 根据二.3，三.2和JGJ55-2000表4.0.1-2选定用水量229kg/m3加0.6%高效减水剂（减水率20%），则加过减水剂之后用水量为185 kg/m3 4、计算单位水泥用量(m C o): m C o = m w o/(w/c) = 185/0.47=394kg/m3 按耐久性校正单位水泥用量查JGJ55-2000表4.0.4允许最小水泥用量300kg/m3采用计算用量394kg/m3; 根据上级文件要求，并依据《用

混凝土拌合物性能试验方法标准学习记录

混凝土拌合物性能试验法标准学习记录 学习普通混凝土拌合物性能试验法标准的检测项目、检测法、判定依据、仪器设备、检测环境条件、检测程序等。 2、检测环境条件的变化 制备混凝土拌合物时，试验环境相对湿度不宜小于50%，试验室的温度应保持在20±5℃，所用材料、试验设备、容器及辅助设备的温度宜与试验室温度保持一致。 3、取样与试样的制备 3.1 同一组混凝土拌合物的取样应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样。取样量应多于试验所需量的1.5倍，且宜不小于20L。 3.2 混凝土拌合物的取样应具有代表性，宜采用多次采样的法。一般在同一盘混凝土或同一车混凝土中的约1/4处、1/2处和3/4处之间分别取样，并搅拌均匀；第一次取样和最后一次取样的时间间隔不宜超过15min。 3.3 宜在取样后5min开始各项性能试验。 3.4 试验室制备混凝土拌合物的搅拌应符合下列规定： 3.4.1、混凝土拌合物应采用搅拌机搅拌。拌和前应将搅拌机冲洗干净，并预拌少量同种混凝土拌合物或水胶比相同的砂浆，搅拌机壁挂浆后将剩余料卸出。 3.4.2、应将称好的粗骨料、胶凝材料、细骨料和水（外加剂一般先溶于水）依次加入搅拌机，难溶和不溶的粉状外加剂宜与胶凝材料同时加入搅拌机，液体和可溶外加剂宜与拌合水同时加入搅拌机 3.4.3、混凝土拌合物宜搅拌2min以上，直至搅拌均匀； 3.4.4、混凝土拌合物一次拌和量不宜少于搅拌机公称容量的1/4；不应大于搅拌机容量，且不应少于20L； 3.5 试验室搅拌混凝土时，材料用量应以质量计。骨料的称量精度应为±0.5%；水泥、掺合料、水、 外加剂的称量精度均应为±0.2%。3.6 在试验室制备混凝土拌合物时，拌合时试验室的温度应保持在20±3℃，所用材料的温度宜与试验室温度保持一致。 4 坍落度及经时损失试验试验应按下列步骤进行： 4.1.1)、坍落度筒壁和底板应润湿无明水；底板应放置在坚实水平面上，并把坍落度筒放在底板中心，然后用脚踩住二边的脚踏板，坍落度筒在装料时应保持在固定的位置； 2)、混凝土试样应分三层均匀地装入坍落度筒，捣实后每层高度应约为筒高的三分之一。每装一层，应用捣棒在筒由边缘到中心按螺旋形均匀插捣25次； 3)、插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面； 4)、顶层混凝土装料应高出筒口，插捣过程中，如果混凝土低于筒口，则应随时添加； 5)、顶层插捣完后，取下装料漏斗，应将混凝土拌合物沿筒口抹平；

report_混凝土梁斜截面抗剪实验_20161010061

钢筋混凝土梁斜截面受剪试验 试验报告 院系:班级:姓名:学 号: 指导老师: 二〇年月土木工程系农水20162班 唐渊20161010061老师01,廖欢 181210

一、实验目的要求 1、通过观察混凝土梁抗剪破坏的全过程，研究认识混凝梁斜拉的受弯性能。 2、理解和掌握钢筋混凝土梁受弯构件的实验方法和实验结果，通过实践掌握试件 的设计、实验结果整理的方法。 二、材性数据 1．混凝土： 立方抗压强度实测值f cu=19N/mm2强度等级：C25 弯曲抗压强度标准值f cmk=18.9Nmm2 弯曲抗压强度设计值f cm=13.5n/mm2 抗拉强度标准值：f tk= 1.78N/mm2 抗拉强度设计值：f t= 1.27N/mm2 弹性模量：E c=2.8x104N/mm2 2．钢筋：HRB400 实测直径：d=mm等级 屈服点（抗拉强度标准值）：f yk=400N/mm2 抗拉强度设计值：f y=360N/mm2 弹性模量：E s=2x105N/mm2 三、试件实测尺寸 高度：h=200mm宽度：b=140mm 钢筋保护层厚度：C=20mm a s=29mm 四、试件配筋图 五、量测仪表布置图

六、加载装置图 七、试验荷载值的计算1．计算简图

九、试验结果 1.实验数据 2．开裂荷载计算 因为试验试件的钢筋用量很少，只考虑混凝土对抗剪强度的贡献。而混凝土抗剪破坏的体现就是混凝土开裂，所以混凝土开裂的荷载即为下面计算的承载力极限荷载。 3．承载力极限荷载计算 加载点a （mm） ho （mm） bλλ取值破坏模式αcv ft (MPa) Vcs (kN) 600171140 3.5087723斜拉0.4375 1.2713.30 八、加载程序设计 1.试验准备就绪后，进行预加载。预加载为预估极限荷载的10%，观察所有仪器是否 工作正常，之后卸载至零。 2.进入正式加载阶段，采用荷载分级加载方式，每级荷载不超过预估极限荷载的20%； 每级荷载持荷时间不少于5分钟，使试件变形趋于稳定后，再仔细测读仪表读数， 待校核无误，方可进行下一级加荷。当荷载加至预估极限荷载时如果荷载仍然没有 下降，则持续施加荷载，此时的每级荷载为预估荷载的10%，每级持荷时间为5分 钟；当发现荷载出现下降，则将此时的荷载记录为实际极限荷载。 3.采用位移控制的加载方式。每级位移施加量为极限荷载对应的位移值的10%；持荷 时间为2分钟；当荷载下降至极限荷载的50%时，认为构件不适合继续承载；卸载 至零，结束试验。 级别荷载F(kN)位移计钢筋应变混凝土表面应变 位移1位移2位移3钢筋应变1钢筋应变2钢筋应变3混凝土表面 应变1混凝土表面 应变2 10.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 2 3.0000.258-0.008-0.00541.00057.25038.500 6.600 1.200 3 4.0000.515-0.015-0.01082.000114.50077.0009.900 1.800 4 6.0000.773-0.023-0.015123.000171.750115.50012.000 2.100 510.000 1.030-0.030-0.020164.000229.000154.00024.300 2.400 612.000 1.242-0.036-0.026221.400283.000220.80049.200 5.400 714.000 1.454-0.042-0.032278.800337.000287.60069.600 6.300 816.000 1.666-0.048-0.038336.200391.000354.400127.200 6.600

高性能混凝土技术研究

客运专线施工技术研究 高性能混凝土技术研究 汇报资料 中铁四局集团公司试验检测中心 二〇〇五年九月

武广客运专线高性能混凝土技术研究 一、立项的必要性： 武广铁路客运专线的混凝土要求为耐久性混凝土，在铁路上应用高性能混凝土在集团公司尚属空白，因此有必要针对当地的原材料对高性能混凝土进行深入的研究，找出各种影响因素对混凝土性能的影响及既满足施工要求又具有较好的经济效益的高性能混凝土配合比。 二、研究内容： 以武广铁路客运专线为主要背景，根据《铁路混凝土结构耐久性设计规范》和《京沪高速铁路高性能混凝土技术条件》要求，试验配制出具有可靠性强和经济性好的高性能混凝土。研究内容主要包括： 1、高性能混凝土用原材料的优化比选； 2、不同强度等级、不同环境条件下的高性能混凝土配制方法与控制参数； 3、高性能混凝土的工作性能、物理和力学特性； 4、高性能混凝土各项耐久性指标，高性能混凝土施工的质量控制与质量保证措施。 三、应达到的目标： 总目标： 根据工程情况和特点，以本地区常用原材料为基础，配制出武广铁路客运专线所需的高性能混凝土。在具体配制设计中，通过优化比选，使其具有很高的可靠性和较好的经济性，以达到能在实际工作中

得以应用的目的。在试验研究中，对海工耐久混凝土的材料组成及配制技术中若干关键问题进行较深入研究探讨，寻找可为今后施工供借鉴的经验。 具体目标： 1、武广铁路客运专线高性能混凝土优化设计； 2、粉煤灰活化技术在高性能混凝土设计中的应用； 3、梁体高性能混凝土耐久性试验研究； 4、高性能混凝土平板及水泥环抗裂性试验的自动测试判别系统的研制； 5、高性能混凝土电通量性能快速推定； 6、高性能混凝土施工质量控制措施实施方案。 四、技术关键： 1、针对该项目目前磨细矿粉资源偏少、价格较高情况，应用粉煤灰活化技术，在满足技术性能指标的前提下，下部工程结构采用大掺量粉煤灰技术，最大限度减低磨细矿粉的掺量，降低工程成本； 2、应用综合技术措施（矿物及化学外加剂品种和配比的优选、养护制度优化等）提高梁体高性能混凝土耐久性试验研究，达到技术性和经济性俱佳的设计目的； 3、高性能混凝土平板及圆环约束抗裂性试验的自动测试判别系统的研制； 4、高性能混凝土电通量性能快速推定。 五、进度安排及预期目标：

超高性能混凝土(UHPC)抗拉性能试验方法

附录 A （规范性附录） 抗拉性能试验方法 A.1 范围 本试验方法适用于超高性能混凝土的单轴拉伸抗拉性能试验，以衡量超高性能混凝土的抗拉强度及拉伸变形行为。 A.2 试件尺寸和数量 A.2.1抗拉性能试件尺寸如图A.1所示，抗拉性能试件厚度分为30mm和100mm两种，厚度为30mm的试件为标准试件，厚度为100mm的试件为非标准试件。 A.2.2设计单位或供需双方可根据需要选择抗拉性能试验试件的厚度，不同厚度抗拉性能试验试件的测试结果在进行合格评定时不考虑尺寸效应。 A.2.3每组试件数量为6个。 图A.1 抗拉性能试件尺寸示意图 A.3 试验仪器 A.3.1拉力试验机应符合下列规定： a）试件破坏荷载宜大于拉力试验机全量程的20%且宜小于拉力试验机全量程的80%； b）示值相对误差应为±1%； c）应具有加荷速度指示装置或加荷速度控制装置，并应能均匀、连续地加荷； d）其拉伸间距不应小于800mm~1000mm； e）其他要求应符合现行国家标准《液压式万能试验机》GB/T3159和《试验机通用技术要求》GB/T2611中的有关规定。 A.3.2用于微变形测量的仪器装置应符合下列规定： a）用于微变形测量的仪器宜采用电阻应变片测长仪或位移传感器，也可采用激光测长

仪、引伸仪等。采用位移传感器时应备有微变形测量固定架，试件的变形通过微变形测量固定架传递到位移传感器。采用电阻应变片或位移传感器测量试件变形时，应备有数据自动采集系统，条件许可时，可采用荷载和位移数据同步采集系统。 b）当采用位移传感器时，其测量精度应为±0.001mm；当采用电阻应变片、激光测长仪或引伸仪时，其测量精度应为±0.001%。 c）微变形测量仪的标距宜为150mm。 A.4 试验步骤 A.4.1按本标准第7章规定制作试件。每个试件在进行抗拉性能试验时，应同时测试弹性极限抗拉强度、弹性极限拉应变、抗拉弹性模量、抗拉强度、抗拉应变5个参数，以6个试件为一组。 A.4.2到达试验龄期前，将试件从养护室取出，待表面水分干燥后，将试件放置于试验机上下夹具中，保证上下夹具连接件与混凝土试件的中轴线一致并对中。在试件弧形段与夹具接触部位放置0.5mm~1mm厚的橡胶垫片。将试件上端与试验机上夹头固定，升降拉力试验机至合适高度，调整试件方向，将试件下端固定。 A.4.3当采用位移传感器测量变形时，应将位移传感器固定在变形测量架，并由标距定位杆进行定位，然后将变形测量架通过紧固螺钉固定在试件中部。当采用电阻应变片测量变形时，在试件从养护室取出后，应尽快在试件的两侧中间部位用电吹风吹干表面，然后用502胶粘贴电阻应变片。从试件取出至试验完毕，不宜超过4h。应提前做好变形测量的准备工作。 A.4.4开动试验机进行预拉，预拉荷载相当于破坏荷载的15%~20%。预拉时，应测读应变值，计算偏心率，计算方法参考GB/T 50081的轴向拉伸试验方法。当试块偏心率大于15%时，应对试块重新进行对中调整。 A.4.5预拉完毕后，应重新调整测量仪器，进行正式测试。拉伸试验时，对试件进行连续、均匀加荷，宜采用位移控制加荷，加荷速率宜控制在0.2mm/min。当采用位移传感器测量变形时，试件测量标距内的变形应由数据采集系统自动记录，绘制荷载~位移曲线。 A.4.6当满足下述条件之一时，应终止加载，停止试验： a）残余抗拉强度低于抗拉强度的30%时； b）试件的拉应变大于10000με时； c）拉断。 A.5 结果计算及确定 A.5.1弹性极限点 在结果计算前，首先应确定抗拉弹性极限点。在位移传感器和数据采集系统绘制的荷载-位移曲线或应变片记录的荷载-应变曲线中，由线性段转为非线性段的点作为弹性极限点。当弹性极限点不明显时，取200με对应的曲线上的点作为弹性极限点。 A.5.2 弹性极限抗拉强度应按式A.1计算： (1) 式中：f te——弹性极限抗拉强度，计算结果精确至0.1 MPa； F te——弹性极限荷载，N；取弹性极限点处的荷载； A——抗拉试件中部截面积（mm2）； A.5.3弹性极限拉应变应按式A.2计算：

题目1：钢筋混凝土梁抗剪承载力的试验研究

题目1：钢筋混凝土梁抗剪承载力的试验研究 1. 受剪应力分析 对于受剪钢筋混凝土构件在出现裂缝前的应力状态，由于它是两种不同材料组成的非均质体，因而材料力学公式不能完全适用。但是，当作用的荷载较小，构件的应力也较小，其拉应力还未超过混凝土的抗拉极限强度，构件与均质弹性体相似，应力-应变基本成线性关系，此时其应力可按一般的材料力学公式来进行分析。在计算时可将纵向钢筋截面按其重心处钢筋的拉应变取与同一高度处混凝土纤维拉应变相等的原则，由虎克定律换算成等效的混凝土截面，得出一个换算截面，则截面上任意一点的正应力和剪应力分别按下式计算，其应力分布见图1。 正应力 0 I My =σ 剪应力 0bI VS = τ 式中，0I 是换算截面惯性矩 根据材料力学原理，构件正截面上任意一点在正应力σ和剪应力τ共同作用下，在该点所产生的主应力，可按下式计算 主拉应力 22tp 42τσσσ++= 主压应力 22 cp 4 2τσσ σ+-= 主应力的作用方向与构件纵向轴线的夹角α可由下式求得： στα22tan -= 图 1 (a) 中绘出了构件开裂前的主拉应力及主压应力轨迹线。在截面中和轴处，因0=σ，故其主应力与剪应力相等，方向与纵轴成45°。 在图中仅承受弯矩的区段，由于剪应力等于零，最大主拉应力发生在截面的下边缘，其值与最大正应力相等，作用方向为水平方向。因此，当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就产生了垂直裂缝。而在同时承受弯矩和剪力的弯剪区段，在截面下边缘主拉应力是水平的方向，在截面的腹部主拉应力是倾斜方向，所以在开裂时裂缝首先垂直于截面的下边缘，然后向腹部延伸称为弯斜的裂缝。 2. 受剪受力分析 由受剪应力分析可知，无腹筋钢筋混凝土梁受剪开裂后会出现斜裂缝，其中导致破坏的

高性能混凝土试验研究

高性能混凝土结构试验研究 吴欠欠 1 （1.大连大学，辽宁大连 226611） 摘要：高性能混凝土的性能需要不断地试验以了解其详细的参数，对两个方面的混凝土性能进行了试验研究。一是早期开裂是高性能混凝土应用中经常出现的问题，这不仅影响混凝土的外观质量，也给混凝土的耐久性带来不利影响。针对这一问题，利用平板法约束试验，研究自然环境下不同水胶比，大掺量粉煤灰以及聚丙烯纤维对海工高性能混凝土早期开裂的影响。二是高性能混凝土在工程中应用越来越广泛。本文对配筋和未配筋的高性能混凝土徐变进行了深入的试验和理论分析。对 12 个高性能混凝土试件进行了为期 360 天的分析研究。 关键词：高性能混凝土；早期开裂；聚丙烯纤维；大掺量粉煤灰；徐变 Abstract: In order to understand the performance of high performance concrete . There were two aspects of the test had been gong .The first is early-age cracking is a recurrent problem in the application of high performance concrete，it not only affects the outward appearance quality of concrete but also brings adverse effect on durability of concrete. Aiming at this problem. The influences of different water-binder ratio，large volume fly ash and polypropylene fiber on early cracking of maritime high performance concrete by using flat-restraint test on the natural environment were studied . The second is high performance concrete is widely used in different projects now．The creep of high performance concrete members is deeply analyzed，and the creeps of 12 specimens are measured in 360 days． Key words: high performance concrete；cracking at early age；polypropylene fiber；high volume fly ash；creep 0 引言 目前正是我国经济高速发展的时期，由此也带来了我国混凝土建设的高峰。许多耗资巨大的重要建筑（构筑）物，如高层建筑、超高层建筑、大型公共建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、海岸和近海岸工程已经建成或正在兴建。这些重要的基础设施大部分是混凝土结构且耗资巨大，一般要求的使用期限是100 年以上。日本和欧美国家已提出500 年服役寿命的要求和概念。目前已建工程因结构高度和耐久性要求的提升，普通混凝土已经不能满足要求。海洋工程中钢筋与混凝土材料受海洋环境的侵蚀作用而过早破坏的现象非常严

高性能混凝土试验

《建筑材料》教学实验 高性能混凝土其性能检测 高性能混凝土及其性能检测 大连理工大学土木水利实验教学中心建材实验室

11.高性能混凝土的基本知识 ?以美国的P．K．Mehta为代表的学者们认为高性能混凝土应该是高耐久性、高强度、高的体积稳定性低渗透性和高作性；高的体积稳定性、低渗透性和高工作性；?法国等欧洲国家认为高性能混凝土的主要指 标应是高强度混凝土。 标应是高强度混凝土 ?日本学者认为高流态、免振自密实、具有良 好的体积稳定性混凝土就是高性能混凝土。

1.高性能混凝土的基本知识 ?高性能混凝土（High performance concrete）是种新型高技术混concrete,简称HPC）是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高常规混凝土性能的 基础上，主要以耐久性作为设计指标，并 采用现代混凝土技术，选用优质原材料，采用现代凝技术选用优质原材料 除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量 的活性超细粉料和高效减水剂而制作的混凝土。

1.高性能混凝土的基本知识 ?高性能混凝土要求其配制的水胶比不大于 度等并具有高作0.38，强度等级不小于C50，并具有高工作性、高抗渗性、高耐久性和体积稳定性。

1.高性能混凝土的基本知识 ?高强度高性能混凝土标识由名称代号、高类别度等构 性能类别、强度等级和导电量构成。?HPC-高性能类别-强度等级-导电量 ?高强高性能混凝土代号 示例：HPC D10C60500 HPC-D10-C60-500 表示强度等级C60、导电量500库仑的抗腐蚀高性能混凝土。 蚀高性能混凝土

2高性能混凝土配合比材料2.高性能混凝土配合比、材料 高性能混凝土的水胶比?[水/（水泥+活性超细粉+膨胀剂）]应控制在0.38～0.25范围内。?混凝土的砂率宜为28～34%，当采用泵送工艺时，宜为 34～44%。艺时宜为?水泥用量不宜大于500㎏/m 3，胶凝材料总3宜采用425量不宜大于600㎏/m 。宜采用42.5等级水泥。

混凝土梁抗剪试验方案(修改2014年3月20日).

侧面嵌贴CFRP-PCPs复合筋加固混凝土梁的抗弯试验方案 1试验目的 本试验是在普通钢筋混凝土梁侧底部受拉钢筋高度，嵌贴新型CFRP-PCPs复合筋进行加固，并通过拟静力加载试验来验证其加固效果，对内嵌复合筋加固混凝土梁的受力过程、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、裂缝和变形等情况进行较为系统的研究。 2试件的设计与制作 2.1试验参数设计 （1）不同嵌贴长度 根据普通钢筋混凝土梁中受拉钢筋锚固长度原理可知，内嵌式加固混凝土梁时，复合筋粘结端部必存在有效粘结长度，若粘结长度小于有效粘结长度，端部粘结力不足以承受复合筋弯曲过程中产生的拉力，从而导致复合筋与混凝土之间的粘结界面强度不足而发生粘结滑移破坏。本实验通过采用不同的嵌贴长度作为试验参数来分析梁侧嵌贴复合筋的有效锚固长度。 （2）不同张拉控制应力 新型CFRP-PCPs复合筋是将CFRP筋材和高性能活性粉末混凝土结合而组成的小型预应力构件，由于预应力的存在，其加固效果明显优于混凝土梁表面直接嵌贴CFRP筋或CFRP 板条。本实验通过嵌入施加不同张拉控制应力的复合筋来验证预应力大小对加固效果的影响。 （3）不同加固方式 新型CFRP-PCPs复合筋的PCPs由两种不同的材料分别制成，一种是高性能活性粉末混凝土中掺加钢纤维制成钢纤维混凝土，另一种是由环氧树脂制成，通过试验分析两种不同材料制成的复合筋加固梁在相同情况下的受力性能，来验证不同加固方式对加固效果的影响。 2.2试验试件数目的确定 本试验主要研究侧面嵌贴侧面嵌贴CFRP-PCPs复合筋加固混凝土梁的抗弯性能，考虑不同嵌贴长度，不同张拉控制应力，不同加固方式等参数对混凝土梁抗弯性能的影响。试件设 试件L1为未加固梁，本次试验中作为对比梁，试件JGL2为环氧树脂制成的CFRP—PCPs

聚丙烯纤维混凝土性能的研究和应用

聚丙烯纤维混凝土性能的研究和应用 摘要：聚丙烯纤维以其良好技术经济性能，在水泥基材料中得到日益广泛的应用。本文系统介绍了用于改善混凝土缺陷的聚丙烯纤维的特点及主要性能，对聚丙烯纤维对混凝土各种性能的影响以及目前国内的研究概况作了详细的分析和综述。 关键词：聚丙烯纤维；纤维增强混凝土；力学性能；抗渗性；抗裂性 RESEARCH AND APPLIANCE ON THE CAPABILITY OF POLYPROPYLENE FIBRE CONCRETE WANG LONG CHEN LIANG LIU RENGGUAGN (1.QINGDAO TECHNOLOGICAL UNIVERSITY,https://www.sodocs.net/doc/b8474585.html,IYANG AGRICULTURAL COLLEGE) Abstract:Polypropylene fibre have good technical and oecumenical capability ,which makes it possible to be widely used in cement.The paper introduces the specialty and capability of polypropylene fibre, and analyzes general situation of influence on concrete of polypropylene fibre. Key words: polypropylene fibre, concrete, mechanical capability, barrier property , crack resistance 前言 混凝土的发展已有100多年的历史，以其可以就地取材，易于成型、成本低廉、适用性强等诸多优点，被广泛地应用于土建工程，是当前最大宗的人造材料。但作为多孔材料，混凝土也有脆性大、抗拉强度低、抗冲击能力差、易开裂等缺点。从混凝土应用的历史来看，实际工程中大量的钢筋混凝土结构由于混凝土的耐久性不足导致建筑物破坏甚至不能使用。国内外大量资料表明，由此而造成的经济损失是非常巨大的[1]。 混凝土的耐久性，是指混凝土在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。混凝土抗拉强度低、易开裂的缺点是导致其耐久性降低的一个重要因素。为了提高水泥基材料的耐久性，长期以来研究人员不断研究减少材料中微裂纹的产生及阻止裂缝的发展，包括提高其抗拉性能，增强韧性和延性的各种方法和途径。纤维混凝土技术的应用和开发就较好地改善了混凝土的这些缺点，而聚丙烯纤维是目前建筑市场上应用最为广泛的一种合成纤维。 1 聚丙烯纤维 聚丙烯纤维是以丙烯单体在一定条件下聚合而成的结构规整的结晶型聚合物，属于合成纤维的一种，它的商品名是丙纶。基本特性是:乳白色、无味、无溴、无毒、质轻、不吸湿、不溶于水、耐腐蚀、抗拉强度高。 20世纪60年代中期人们开始研究用合成纤维作水泥砂浆增强材料的可能性，发现尼龙、聚丙烯、聚乙烯等纤维有助于提高砂浆的抗冲击性。随后合成纤维混凝土技术快速发展。Zollo[2]等的实验结果表明，若在混凝土中掺加体积率为0.1-0.3%的聚丙烯纤维时，可使混凝土的塑性收缩减少12-25%。由于聚丙烯纤维生产原料比较丰富，生产过程比较简短，因此生产成本相对于其他品种纤维较低。实践证明,从性能价格比上看, 目前最可行的当属有机纤维中的聚丙烯纤维。 但是普通聚丙烯纤维,在掺入水泥混凝土中拌合的时候，往往出现在水泥浆中难于分散、结团现象严重、纤维与水泥浆的握裹力差、抗老化能力差等缺点。因此土建工程中所用的聚丙烯纤维必须经过改性处理。改性聚丙烯纤维具有良好的工程性能。在生产中经过特殊处理,

普通混凝土拌合物性能试验

普通混凝土拌合物性能试验 一、目的要求及适用围 为了控制混凝土工程质量，检验混凝土拌合物的各种性能及质量和流变特征，要求统一遵循混凝土拌合物性能试验方法，从而对工业与民用建筑和一般构筑物中所适用普通混凝土拌合物的基本性能进行检验。 二、拌合物取样及试样制备 1.混凝土拌合物试验用料取样应根据不同要求，从同一盘搅拌或同一车运送的混凝土中取出；或在试验室用机械或人工拌制。 2.混凝土工程施工中取样进行混凝土拌合物性能试验时，其取样方法和原则应按GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规》及其他有关规定执行。 3.在试验室拌制混凝土拌合物进行试验时，混凝土拌合物的拌合方法按下列方法步骤进行：（1）试验室温度应保持在（20±5）℃，并使混凝土拌合物避免遭受直射和风吹（当需要模拟施工所用的混凝土时，试验室和原材料的质量、规格和温度条件应与施工现场相同）。（2）所用材料应符合有关技术要求。在拌合前，材料的温度应保持与试验室温度相同。（3）各种材料应拌合均匀。水泥如有结块而又必须使用时，应过0.90mm方孔筛，并记录筛余物。 （4）在决定用水量时，应扣除原材料的含水量，并相应增加其各种材料的用水量。 （5）拌制混凝土的材料用量以重量计。称量精确度：骨料为±1.0%；水、水泥和外加剂为±0.5%。 （6）掺外加剂时，掺入方法应按照有关规定。 （7）拌制混凝土所用的各种用具（入搅拌机、拌合铁板和铁铲、抹刀等），应预先用水湿润，使用完毕后必须清晰安静，上面不得有混凝土残渣。 （8）使用搅拌机半只混凝土时，应在拌合前预拌适量的砂浆进行刷膛（所用砂浆或混凝土配合比应与正式拌合的混凝土配合比相同），使搅拌机壁粘附一层砂浆，以避免正式拌合时水泥砂浆的损失。机多余的砂浆或混凝土倒在铁板上，使拌合铁板也粘附薄层砂浆。 （9）设备：1）搅拌机：容积30～100L，转速为18～22r/min。）磅秤：称量100kg，感量50g；台磅：称量10kg，感量5g；天平：称量1kg，感量0.5g（称量外加剂用）。3）铁板：拌合用铁板，尺寸不宜小于1.5m*2.0m，厚度3～5mm。4）铁铲、抹刀、坍落度筒、刮尺、容器等。 （10）操作步骤 1）人工拌合法：将称好的砂料、水泥放在铁板上，用铁铲将水泥和砂料翻拌均匀，容后加入称好的粗骨料（石子），再将全部拌合均匀。将拌合均匀的拌合物堆成圆锥形，在中心作一个凹坑，将称量好的水（约一半）倒入凹坑中，勿使水溢出，小心拌合均匀。再将材料堆成圆锥形作一凹坑，倒入剩余的水，继续拌合。每翻一次，用铁铲在全部拌合物面上压切一次，翻拌一版不少于6次。拌合时间（从加水算起）随拌合物体积不同，宜接如下规定控制：拌合物体积在30L以下时，拌合4～5min;体积在30～50L时，拌合5～9min;体积超过50L 时，拌合9～12min。混凝土拌合物体积超过50L时，应特别注意拌合物的均匀性。 2）机械拌合法：按照所需数量，称取各种材料，分别按石、水泥、砂依次装入料斗，开动机器徐徐将定量的水加入，继续搅拌2～3min（或根据不同情况，按规定进行搅拌），将混凝土拌合物倾倒在铁板上，再经人工翻拌两次，使拌合物均匀一致后用做实验。 4.混凝土拌合物取样后应立即进行试验。试验前混凝土拌合物应经人工略加翻拌，以保证质量均匀。 三、混凝土拌合物的和易性

完整word版,高性能混凝土

高性能混凝土技术（应用推广） 河北省高速公路石安改扩建筹建处马洪忠 2013年12月沧州

高性能混凝土技术应用推广 一高性能混凝土简介 1 定义 对于高性能混凝土的定义，不同国家、不同学者由于各自认识、实践、应用范围和目的要求存在差异，对高性能混凝土有着不同的定义和解释。 我国著名混凝土专家、中国工程院院士吴中伟教授在其与廉慧珍教授合著的《高性能混凝土》中总结了国外学者的观点，结合中国实际情况，提出以下定义：高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标。针对不同用途要求，对下列性能有重点地予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济性。为此，高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比，选用优质原材料，并除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的矿物掺和料和高效外加剂。 这一定义目前已被我国工程界广泛接受。 2 高性能混凝土的优点 与普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下优点： （1）具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度，中、低强度亦可。 （2）具有良好的工作性，混凝土拌和物具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。（3）使用寿命要长，对于一些特殊工程的特殊部位，控制结构设计的并不是混凝土的强度，而是其耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。 （4）具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。 因此可以说，高性能混凝土可以为社会各个方面、各个层次的人员带来无穷的好处：◆对业主或用户——因耐久性好，工程安全使用期延长，可减少维修费，保证安全，这实际上是最大的经济效益。 ◆对社会——降低能耗、料耗，利用工业废渣、减少噪声污染，对环境有利，并消除不安全感。

高性能混凝土---试验知识

第一部分 高性能砼试验知识 目 录 1高性能砼的定义 1 2高性能砼的原材料 3 2.1水泥 3 2.2粉煤灰 5 2.3细骨料 6 2.4粗骨料 9 2.5外加剂 12 2.6水 14 3高性能砼配合比的选定依据 15 3.1 砼的强度等级 15 3.2砼耐久性设计参数 15 3.3砼中氯离子 20 4砼配合比换算 20 5施工中砼的检测项目及检验批次控制 21 5.1塌落度 21 5.2含气量 21 5.3施工质量控制 21 第一部分 高性能混凝土试验知识 1 高性能混凝土的定义 高性能混凝土一词是从英文High （高级的、高科技的） Performance （履行、演出、行为） Concrete （混凝土）翻译过来的，简称(HPC)。对于高性能混凝土在不同的国家、不同学者依照各自的认识、实践、应用范围和目的的要求的差异，对高性能混凝土有不同的定义和解释。 美国国家标准与技术研究所（NIST ）与美国混凝土协会（ACI ）于1990年5月召开的讨论会上提出：高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制的，便于浇捣，不离析，力学性能稳定，早期强度高，具有韧性和体积稳定性能的耐久性的混凝土，特别适用于高层建筑，桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。 1992年法国Malier Y A 认为：高性能混凝土的特点在于有良好的工作性、高的强度和早期强度、工程经济性高和耐久性，特别适用于桥梁、港工、核反应堆以及高速公路等重要的混凝土建筑结构。 对于不同的工程和应用部门对于高性能混凝土也有不同的要求，会提出不同的性能指标。例如： 1.1 公路工程应满足下列要求 A 水胶比不大于0.35; B 耐久性指数大于80% C 4h 抗压强度高于17.2Mpa,或24h 抗压强度高于34.5Mpa,或28d 抗压强度高于68.9Mpa 。 1.2 桥梁工程 A 水胶比不大于0.4; B 强度高于41.4Mpa;

钢筋混凝土梁斜截面受剪实验

钢筋混凝土梁斜截面受剪实验 （一）实验目的 1.了解钢筋混凝土梁受剪破坏的过程，加深理解箍筋在斜截面抗剪中的作用。 2.了解对钢筋混凝土结构进行试验研究的方法。 （二）实验记录 1、斜拉破坏：当剪跨比λ>3且箍筋配置过少，间距太大时，斜裂缝一旦出现，该裂缝往往成为临界斜裂缝，迅速向集中荷载作用点延伸，将梁沿斜裂缝劈成两部分，而导致梁的破坏斜拉破坏，实际上是混凝土被拉坏。 2、剪压破坏：当剪跨比1≤λ≤3且配筋量适当故金间距不大发生剪压破坏。当斜裂缝中的某一条发展成为临界斜裂缝后，随着荷载的增加，斜裂缝向荷载作用点缓慢发展，剪压区高度逐渐减小，斜裂缝宽度变大，最后剪压区混凝土被压碎量，丧失承载能力。 3、斜压破坏：当剪跨比λ很小（一般λ≤1）时，发生斜压破坏。首先在荷载作用点与支座间的梁腹部出现若干条平行的斜裂缝，随着荷载的增加量，梁腹被这些斜裂缝分割为斜向“短柱”，最后因

混凝土短柱被压碎而破坏。 （三）实验结果 1.整个斜拉破坏的过程急速而突然，破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载相当接近，破坏前梁的变形很小，且往往只有一条斜裂缝，斜拉破坏具有明显的脆性。 2.剪压破坏有一定的预兆，破坏时箍筋屈服，破坏荷载比出现裂缝时的荷载高，承载力随配箍筋配箍量的增大而增大，但与适筋梁的正截面破坏相比，剪压破坏仍属于脆性破坏。 3.发生斜压破坏时，破坏荷载很高，但变形很小，箍筋不会屈服，属于脆性破坏。 为什么出现正截面破坏? 受弯构件正截面破坏性质与其配置的纵向受拉钢筋的多少有关，当配筋率大小不同时，受弯构件正截面可能产生三种不同的破坏形式。 为什么出现斜截面破坏? 弯矩和剪力的共用作用。1.当剪跨比较大，且箍筋配置过少，间距太大时的斜拉破坏。2.当剪跨比适中及配骨量适当箍筋间距不大时的剪压破坏。3.发生在剪跨比很小或腹版宽度很窄的T形梁或I型梁上的斜压破坏。

超高性能混凝土

概述 超高性能混凝土（UHPC） 比传统的混凝土提供更高的抗压强度和抗拉强度。由于UHPC较高的强度、刚度， 耐久性,使其便于在桥梁上使用。然而，一个缺点是，面板和梁的连接区域一般要有一个较厚的截面来确保适当的剪切连接，这使得甲板上的UHPC不能更薄，更轻。此外，抗剪栓钉剪力连接件嵌入在UHPC板中对强度的影响与传统的混凝土板并不相同。我们通过15个推测试探讨论一个栓钉剪切连接键嵌入在UHPC面板的情况。我们测试了相对栓钉的极限强度极其相对滑移，并选择这些测试参数，以证明一个更薄的板的可行性。我们研究栓钉的长细比，纵横比以及栓钉顶部的覆盖厚度以证实eurocode-4 AASHTO LRFD设计规范中提到的UHPC面板的几何约束的存在。由试验得出，在不用损失栓钉的剪切强度情况下，其纵横比由4减少到3.1。覆盖厚度可以50毫米减少到25毫米而不引起在UHPC裂缝 厚板.然而，在所有情况下，都没有达到6毫米的延展性需求。因此，在UHPC板中栓钉剪力连接件设计应按照弹性设计规范。 1.介绍 超高性能混凝土（UHPC）是一种先进的由高强度基体和纤维组成的复合材料 。与传统的混凝土相比，它提供了优越的抗压强度（>150 MPa）和拉伸强度（>5 MPa）以及更高的弹性模量（>40 GPA）。它通常是由波特兰水泥，硅灰，填料，细集料，高效减水剂，水和钢纤维组成。 UHPC正在越来越广泛地应用到各种民用基础设施。特别是，许多调查发现，由于其较高的强度，刚度和耐久性，它确实适用于桥梁组件，如梁，板和连接 节点。有研究调查了UHPC作为一个面板组件的作用。 saleem等，开发了一个较薄的UHPC板系统以替代一个网格式钢面板。coreslab 结构公司开发的华夫饼形状的UHPC面板，安装在雪松溪、瓦佩洛县，爱荷华的桥上。我们研究了结构的表现，并提出了一个设计这个面板系统的包括连接部分的指南。 通过努力，我们开发了由FRP梁顶加上一层UHPC材料进行组合的组合梁 。陈和埃尔阿查用9.5-mm直径的玻璃纤维增强（GFRP）栓钉连接由空心箱体组成并覆盖了53毫米厚的UHPC层的FRP梁。 Nguyen等人。开发了上覆预制UHPC板的FRP工字梁组成的组合梁 ，其中板采用了M16螺栓作为剪力连接器以及环氧树脂材料。UHPC板 50毫米厚，而螺栓嵌入深度为35毫米，导致螺栓顶部只有15毫米。螺柱长细比为2.2。这个顶部的厚度和纵横比不满足设计规范要求的50毫米和比列值4。UHPC桥面板的可以比传统的混凝土桥面有一个更小的横截面。然而，连接了板和钢梁的连接区域厚度应该比传统条件下的厚度要厚，以确保该剪切连接器可以正确安装和嵌入在在面板中，来符合现有的设计规范。例如，以前开发的两个UHPC节点厚度分别为127毫米的厚度（5英寸）和203毫米（8英寸），这 不低于混凝土桥面的厚度。UHPC板最小的厚度为32毫米（1.25英寸）， 63.5毫米（2.5英寸），而剪切连接需要一个足够厚的UHPC板；这不利于降低自重和板的厚度。本研究探讨嵌入在不同厚度UHPC板上的螺栓剪力连接件的结构反应，证实了设计规范的有效性。

聚丙烯纤维

聚丙烯纤维 一．聚丙烯纤维概述 聚丙烯短纤维（又称PP纤维或短纤维）以聚丙烯为原料，经特殊的生产工艺及表面处理技术，确保其在混凝土中具有极佳的分散性以及与水泥基体的握裹力，且抗老化性好，可保证在混凝土中长期发挥功效。 聚丙烯短纤维化学性质稳定，只依靠改变混凝土的物理结构而改善混凝土的性能，其本身不发生任何化学反应。同混凝土骨料、外加剂、掺合料的水泥混合后其化学、物理性能稳定，故与混凝土材料良好的亲和性。 聚丙烯短纤维可有效的增强混凝土的韧性、有效的控制混凝土塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂，防止及抑制裂缝的形成和发展，有效地改善混凝土/砂浆的抗裂抗渗性能及抗冲击、抗冲磨、抗冻融、抗震能力。 如需抗裂纤维请与我联系 二．聚丙烯纤维主要功能 作为混凝土的次要加强筋材料，聚丙烯短纤维可大大提高其抗裂、抗渗、抗冲击、抗震、抗冻、

抗冲磨、抗爆裂、抗老化性能及和易性、泵送性、保水性。 四．聚丙烯纤维应用领域 ●混凝土刚性自防水结构： 地下室底板、侧墙、顶板、屋面现浇楼板、蓄水池等。抗裂、抗冲击、抗磨损、要求高的工程、水利工程、地铁、机场跑道、码头、立交高架、桥面、桥墩、超长结构等。 ●水泥砂浆： 内（外）墙粉刷、加气混凝土抹灰、室内装饰腻子及保温砂浆。 ●抗爆、耐火工程： 人防军事工程、石油平台、烟囱、耐火材料等。 ●喷射混凝土： 隧道、涵洞衬砌、薄壁结构、斜坡加固等。 五．聚丙烯纤维使用说明 ●建议参量： 普通抹面砂浆建议每方砂浆参量为：0.9-1.2kg； 普通砂浆建议每吨添加量为：1-3kg； 混凝土建议每方混凝土参量为：0.6-1.8kg（供参考）

钢筋混凝土梁抗剪理论研究

钢筋混凝土梁抗剪理论研究 摘要:根据国内外已有的钢筋混凝土梁抗剪性能研究成果，阐述了各种抗剪理论的基本分析方法，评述了各理论之间的内在联系及适用性；指出了各种研究方法的优缺点；探讨了该领域的研究发展趋势，对剪切破坏机理的认识具有一定的参考价值。研究表明：现有的抗剪理论都不是孤立存在的，它们之间相互联系、相互影响并不断演变，正确认识其特点才能合理运用于不同结构形式的抗剪性能分析。 关键词: 钢筋混凝土梁; 抗剪理论; 研究 钢筋混凝土梁在剪力和弯矩共同作用区段可能会沿斜截面发生脆性剪切破坏，这种破坏将导致结构突然失稳并引发巨大灾难，只有清晰认识剪切破坏机理的实质，才能有效避免此类破坏的发生。目前，国内外混凝土结构设计规范[1,2]中关于抗剪承载力计算公式大多是以试验数据为依据的半理论半经验公式，在一定程度上反映了混凝土抗压强度、钢筋屈服强度、截面几何特征及荷载类型等主要参数的影响。本文总结了国内外已有的钢筋混凝土梁抗剪性能研究成果，对其存在的优缺点及适用范围进行了阐述，为抗剪问题的认识提供了一定的参考价值。 1 桁架理论 1.1 古典桁架模型 古典桁架模型是Ritter为设计钢筋混凝土梁腹筋而提出来的，在该模型中，将梁理想化为具有平行弦杆和斜压杆的桁架结构，上部弯压混凝土作为桁架上弦杆，底部纵向钢筋作为桁架下弦杆，腹杆则由受拉箍筋及裂缝间受压混凝土斜杆构成。该方法简单、概念清晰，但完全没考虑混凝土的抗剪作用，全部剪力均由箍筋承担，这样使得箍筋的利用率较低，并造成很大的浪费。 1.2 斜压场理论 Wagner认为剪力由斜拉场承担，假定主拉应力、应变方向一致，由此提出了斜拉场理论。Mitchell[3]等以斜拉场理论为基础，在对受扭构件进行分析时，假定纯扭作用下的混凝土开裂后不承受任何拉力，扭矩由斜压场承担，由此提出了斜压场理论。随后，Collins[4]在变角桁架模型的基础上，通过引入变形协调条件及应力-应变关系，将斜压场理论应用于钢筋混凝土梁的抗剪性能分析，并解决了桁架模型中裂缝倾角难以确定的难题。斜压场理论假定开裂后混凝土拉应力（包括裂缝面及裂缝间混凝土拉应力）为零，致使挠度和承载力的计算值偏大和偏小。从试验观察和分析得知，虽然裂缝面上无拉应力，但裂缝之间的混凝土中