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全套石料生产线钢纤维的品种和小掺量的确定

发布日期:2012-07-08 07:59:08 作者:振平鑫龙机械
    全套石料生产线钢纤维混凝土配合比在调整时应考虑的主要方面是:拌合物的工作性、强度的双控(控抗压、抗拉或抗压、弯拉)和钢纤维体积率的确定等。要提高钢纤维在混凝土中的增强效果,一是提高钢纤维的长径比;二是提高钢纤维与基体之间的粘结强度。但是,长径比过大,会使纤维混凝土的和易性降低,纤维结球现象发生的可能性也会增加。同时,钢纤维混凝土的集料大粒径直接影响到钢纤维的握裹力,一般大粒径不宜超过钢纤维长度的2/3。同一基体而言,两端带弯钩的钢纤维较平直型钢纤维的界面粘结强度高。
    全套石料生产线钢纤维的掺量规范要求口不低于20kg/m3,并依据厂家推荐数据进行配合比设计试验。所有试件均按照标准规定进行,采用标准尺寸试模,并在注模24h后脱模,在标准养护条件下养护相应龄期后进行试验检测。
    在试验过程中发现,掺加钢纤维后,混凝土拌合物的坍落度和流动性较空白混凝土明显降低,且随着掺量的增加,坍落度和坍落流动度的降低程度也变大。这一现象表明,全套石料生产线钢纤维在混凝土拌合物中所形成的网状结构,使拌合物内部摩擦阻力增加,加上纤维自身面积较大,加剧了阻碍拌合物流动的程度,引起混凝土坍落度降低与和易性变差。
    从试验现象来看,立方抗压试验时,素混凝土破坏时侧面出现典型的受压剥落现象,而钢纤维混凝土破坏后完整性较好,表面只有少许剥落。劈裂抗拉试验时,素混凝土直接沿劈裂面断开,断面比较平整,并伴有较大的响声,呈明显的脆性破坏;而钢纤维混凝土破坏时,只在表面出现一条沿劈裂面的细裂纹,整体完整性很好,而且需要较大力量才能将其分为两块。以上现象与有关资料所述相一致。同时也发现,全套石料生产线钢纤维混凝土在劈拉破坏时,绝大多数是钢纤维的拨出而不是拉断,因此,改善钢纤维与混凝土基体的粘结力是提高劈拉强度的关键。
    从试验数据来看,加入钢纤维后,抗压强度、劈裂抗拉强度均有明显提高,但提高幅度与钢纤维掺量的关系因试验组数较少而规律不十分明显。众多文献资料也表明,钢纤维掺人混凝土后,能否提高抗压强度及提高的幅度,主要取决于混凝土基体强度、基体与钢纤维的粘结强度和钢纤维本身抗拉强度。对于低强度混凝土,钢纤维与基体粘结强度低,钢纤维的掺人增多了整个体系的界面薄弱区,受压时,该薄弱区可能首先导致材料破坏,纤维起不到增强作用。对于高强混凝土,钢纤维与胶凝体的界面粘结强度高,减小了界面薄弱区所带来的不利影响,当试件受压时,纵横交错的纤维网状结构对试件横向变形的约束作用较强,使其近似于三向受压状态,导致材料的抗压强度提高。同样,当劈裂抗拉试验时,在拉伸荷载作用下,试件受力之初,应变很小,钢纤维所承担的拉应力也小,基体起主要受力作用;随着应变增大,钢纤维承担应力越大,混凝土基体达到极限应变的时间推迟;基体开裂后,裂缝应力重分布,原先由基体承担的应力向钢纤维转移,跨越裂缝的纤维将荷载传递给裂缝的两侧表面,使裂缝处材料仍能够继续承受荷载,裂缝扩展速度获得延缓,并呈稳定扩展状态,如果跨越裂缝的纤维越多,则裂缝稳定扩展持续时间越长,导致终达到的峰值拉应力越高,即钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度越大。
    通过试验数据分析,这几组钢纤维混凝土的配合比均能满足钢纤维混凝土的力学性能指标要求,综合考虑成本控制、施工方式等因素,并为了充分保证混凝土拌合物的状态能够达到自密实的要求,终确定全套石料生产线钢纤维的掺量采用低掺量,即20kg/m3。并在此掺量的前提下,进行混凝土和易性的调整,为增加混凝土中粉体的比例,掺加了50%的机制砂,终获得各项性能均满足钢纤维自密实混凝土的指标要求的混凝土。