尼龙纤维自密实混凝土梁抗裂性能试验研究

发布时间：2020-05-28 01:46

【摘要】：随着现代建筑物造型越来越新颖,构件内部的钢筋越来越多,钢筋相互交错、复杂稠密,使得施工时对混凝土的浇筑困难越来越大,对于浇筑工人的要求也越来越高。为了克服这一困难,自密实混凝土(self-compactingconcrete)应运而生。自密实混凝土以自身高流动度,在施工过程中依靠重力自动填充构件,无需振捣,解决了复杂构件浇筑困难的问题。作为工业化副产物的粉煤灰、矿渣和硅灰等矿物掺合料也被人们用以替代水泥作为胶凝材料,广泛应用在自密实混凝土当中。但是在配制自密实混凝土时,为保证其流动性,需要提高砂率及胶凝材料的含量,这会使其本身收缩率增加,更容易出现裂缝。根据研究表明,将各类纤维掺入到混凝土当中,可以有效抑制裂缝的产生,而大多数纤维均有吸水性,这会严重影响混凝土的工作性。经过查阅大量文献,笔者发现尼龙纤维掺入到高流动度混凝土当中,对混凝土的流动性没有影响。因此,本文通过添加不同长度与掺量的尼龙纤维的方法,用来提高其抗裂性能,并重点分析尼龙纤维自密实混凝土试验梁的抗裂性能,得到如下结果:(1)通过掺入尼龙纤维,进行了对自密实混凝土的T500坍落扩展度、J环试验和L型槽试验等,检测自密实混凝土工作性能的试验。试验结果表明,尼龙纤维的掺入对自密实混凝土的流动性几乎没有影响。(2)通过改变尼龙纤维的含量与长度,测试混凝土基本力学性能发现,掺入尼龙纤维会使自密实混凝土抗压强度均有提高,其中掺量为0.2%、长度为12mm的N6组抗压强度增加程度最多;掺入尼龙纤维会使自密实混凝土劈裂抗拉强度均有提高,其中掺量为0.2%、等量混掺6mm与12mm的N9组劈裂抗拉强度提高程度最多。(3)通过尼龙纤维自密实混凝土梁的抗裂性能试验研究发现,掺入尼龙纤维的自密实混凝土梁与未掺尼龙纤维的自密实混凝土梁的破坏形式基本相似。裂缝均从梁的跨中受拉区产生,并竖直向上延伸,裂缝宽度也随着荷载的增大逐渐变宽,并且在加载点与支座间产生细微的斜向裂缝,直到上部受压区混凝土产生裂缝并脱落,试件破坏。加入纤维对自密实混凝土梁的极限荷载影响不多,但会使构件梁的裂缝数量减少(其中单掺6mm尼龙纤维的试件梁产生的裂缝最少)、最大裂缝宽度变小(其中等量混掺不同长度尼龙纤维时裂缝宽度最小)、对构件梁的挠度值也有所降低(其中等量混掺不同长度尼龙纤维时挠度最小)、跨中受拉钢筋应变减小(其中等量混掺不同长度尼龙纤维时受拉钢筋应变最小)。(4)依据尼龙纤维自密实混凝土梁抗裂性能试验结果,引入修正系数K和N,对现行《混凝土结构设计规范》中构件最大裂缝宽度与挠度的公式进行修正,得到尼龙纤维自密实混凝土梁的最大裂缝宽度与挠度的计算公式。(5)运用ANSYS有限元模拟,对尼龙纤维自密实混凝土梁进行有限元模拟分析,得到在开裂和屈服时混凝土与钢筋的应力、裂缝的发展情况、荷载—挠度曲线、开裂荷载和屈服荷载等,得出二者吻合较好。说明该软件适用于构件的受力性能分析。
【图文】：

技术路线图

图１－１研宄技术路线图逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｒｅｓｅａｒｃｈ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋ｒｏａｄｍａｐ逡逑９逡逑

尼龙纤维

延边大学工学硕士学位论文１５°／。，矿渣掺量为１０％，，桂灰掺量为５％，减水中，胶凝材料、粗骨料、水、减水剂的用量为定ｍ、１２ｍｍ和６ｍｍ与１２ｍｍ等量混掺，纤维惨量材料逡逑的尼龙纤维为美国杜邦ＰＡ６６尼龙纤维。长度－１所示，其物理性能如表２－２所示。逡逑
【学位授予单位】：延边大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

【参考文献】