钢纤维自密实混凝土工作度及钢纤维替代箍筋的有效性

• 作 者: 刘岳鑫
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 钢纤维自密实混凝土 剪切破坏 抗剪承载力 剪切韧性 箍筋替代

随着国内基建规模的不断扩大,呈现出了结构高度越来越高,规模越来越大,跨度越来越大,造型越来越新的特点。对应的结构配筋也越来越多,越来越密,在施工中出现了一些质量问题:当混凝土流经配筋较密、狭窄或封闭的区域时(例如:大跨度桥梁结构中的T型截面梁,箱型截面梁,建筑结构中的梁柱节点,梁、板以及壳体结构等部位),易出现较为严重的骨料离析甚至混凝土无法通过的现象,严重影响了结构的正常使用。为解决上述问题,欧美很多国家都在开发应用纤维自密实混凝土(FRSCC,FiberReinforced Self-Compacting Concrete),它综合了自密实混凝土和普通纤维混凝土的各自优点;但是,目前对自密实混凝土的研究和应用主要集中在材料特性、工作度、强度上。对纤维自密实混凝土而言,主要体现在对其抗弯韧性的研究上。本文在总结了国内外大量研究的基础上,首先进行了C40钢纤维自密实混凝土配合比的试验研究,进行了大量的优化配合比的试验,使新拌混凝土具有更好的流动性、填充性和抗离析性,保证了新拌钢纤维自密实混凝土优良的工作性能和硬化后的力学性能。然后对9根钢筋钢纤维自密实混凝土梁进行了四点对称集中荷载作用下的受剪性能试验,重点通过研究不同的钢纤维掺量以及配箍率对结构受剪性能的影响,来探讨钢纤维对于结构的受剪性能的基本作用,以及采用钢纤维部分取代箍筋以扩大箍筋间距的有效性。基于试验结果,分析了钢纤维对钢筋钢纤维自密实混凝土梁的剪切初裂荷载、裂缝宽度扩展、剪切破坏形态、箍筋应变、荷载-挠度曲线、极限承载能力和抗剪韧性的影响。结合国外大量普通混凝土简支梁抗剪试验结果的分析,提出了钢筋钢纤维自密实混凝土梁的抗剪极限荷载的计算公式,计算结果与试验结果符合较好,并建议端部弯钩型钢纤维的增强系数取值为1.78。钢纤维部分替代箍筋不仅可以提高梁的极限承载力,同时能够保持大致相当的峰值荷载后承载能力。