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《华北水利水电大学》 2017年
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C30钢纤维混凝土强度尺寸效应试验研究

孙齐圣  
【摘要】:混凝土属于准脆性材料,混凝土的力学性能除了由本身材料性质决定之外,还和混凝土的尺寸大小有关。从微观的角度看,混凝土的骨料中包含有许多孔洞和微裂隙,属于典型的非均匀材料,强度尺寸效应是此类材料的特有性质。随着试件尺寸的增大,混凝土的抗压、抗拉强度等性能均会有不同程度的减小。在实际工程中用到的混凝土几何尺寸较大,若采用相近似尺寸的试件来进行强度试验难度很大,因此学者们大多采用缩尺模拟的方式来进行混凝土力学性能试验,通过试验推出的尺寸效应公式来推算出实际工程的混凝土强度。近年来,工程结构对混凝土力学性能的要求越来越高,各国学者和结构研究专家均在探索如何能够提高混凝土的力学性能,通过大量的实验验证发现,在混凝土中加入少量钢纤维能够提升混凝土的强度,但由于对钢纤维的利弊研究还不够全面,钢纤维混凝土的适用性还有待考量,因此非常有必要去研究钢纤维混凝土的力学性能。如今实际工程中普遍采用C30基体混凝土,应用较为广泛,因此本试验选择了对C30钢纤维混凝土强度尺寸效应进行研究。针对上述情况,本次试验选择对C30钢纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗折强度三方面开展尺寸效应研究,主要研究内容如下:1.钢纤维混凝土抗压强度在钢纤维混凝土抗压试验中,制作了尺寸为100mm、150mm、200mm的立方体与棱柱体试块(棱柱体高为底边边长的两倍),各尺寸试件中分别加入体积率为0%、0.75%和1.5%的钢纤维,在标准条件(温度20±2℃,相对湿度≥95%)下养护28d,养护完之后取出进行抗压试验。结果表明,C30钢纤维混凝土的抗压强度具有尺寸效应,在掺加相同体积率钢纤维的情况下,试件的尺寸越大,它表现出的抗压强度越低。本文在Bazant尺寸效应理论的基础上,建立了C30钢纤维混凝土在不同尺寸下的抗压强度计算公式,并分析了不同尺寸立方体抗压强度的尺寸换算系数,总结了立方体和棱柱体抗压强度之间的关系。2.钢纤维混凝土劈裂抗拉强度在钢纤维混凝土劈裂抗拉试验中,试件形式为立方体,分为100mm、150mm和200mm三种不同尺寸,各尺寸试件中分别加入体积率为0%、0.75%和1.5%的钢纤维,在标准条件下养护28d,养护完之后按照钢纤维混凝土试验方法标准进行劈裂抗拉强度试验。试验结果表明,钢纤维混凝土劈裂抗拉强度的确存在尺寸效应,而且随着试件尺寸的增加,劈裂抗拉强度有减小趋势。并且通过试验结果得到了钢纤维混凝土劈裂抗拉强度的尺寸换算系数值,推导出了C30钢纤维混凝土劈裂抗拉强度的计算公式。3.钢纤维混凝土抗折强度进行钢纤维混凝土抗折强度尺寸效应试验,制作了100mm×100mm×400mm、150mm×150mm×550mm两种不同尺寸的棱柱体试件,各尺寸试件中分别加入体积率为0%、0.75%和1.5%的钢纤维,在标准条件下养护28d,养护完之后取出进行抗折强度试验。试验结果表明,钢纤维混凝土的抗折强度也存在尺寸效应现象,而且随着试件尺寸的增加,抗折强度有减小趋势。通过分析Bazant尺寸效应理论以及试验数据,推导出了C30钢纤维混凝土抗折强度的计算公式,并根据试验结果得到了钢纤维混凝土抗折强度的尺寸换算系数。
【学位授予单位】:华北水利水电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU528

【参考文献】
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