自密实钢纤维混凝土力学性能研究开题报告

 2021-08-09 00:43:56

1. 研究目的与意义

自密实钢纤维混凝土,钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete简称SFRC)是在普通混凝土(Reinforced Concrete简称RC)中掺入适量的钢纤维而形成的可浇筑、可喷射成型的一种新型复合材料。自密实混凝土源于高性能混凝土而高于高性能混凝土,是高性能混凝土的一个重要分支和发展方向。自密实混凝土(self-compacting concrete),又称免振捣混凝土(vibration free concrete)。目前国际上对高性能混凝土已经达成共识:高性能混凝土根据不同用途和要求,以耐久性作为设计的主要指标,重点对耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等性能加以保障。通过对自密实混凝土,钢纤维混凝土相关文献的阅读,阐述了自密实钢纤维混凝土的历史背景、相关力学特性、以及不同配合比对力学特性的影响等问题。

2. 国内外研究现状分析

20世纪40年代,美国、英国、法国、德国等国家先后公布了用钢纤维能提高混凝土的耐磨性、抗剪能力的研究报告以及钢纤维制造工艺、通过改进钢纤维形状来提高钢纤维与混凝土基体粘结力的专利文献。我国对钢纤维混凝土研究起步较晚,从20世纪70年代后期开始业内人士在此方面进行了大量的研究工作,于此同时钢纤维混凝土的产量也与日俱增。

法国、瑞典、德国、新加坡、瑞士等国家从1995年开始开发免振捣自密实混凝土,荷兰自1999年开始已将自密实混凝土用于预制建筑构件的生产。国内对自密实混凝土的研究与应用开始于90年代初期。1987年冯乃谦教授提出了流态混凝土概念,奠定了这一研究的基础。 1993年到2003年之间我国对自密实的研究逐步走向成熟。北京、广州、深圳、济南、天津、宁夏分别有了自己的工程实践

3. 研究的基本内容与计划

自密实钢纤维混凝土在荷载下的力学特性可以分为静态荷载下和动态荷载下的力学特性。

关于混凝土材料的静态力学性能研究开始于20世纪初,100多年来由于实验技术的突破和实验设备的更新,目前已经能够进行单轴压缩与拉伸、偏心压缩与拉伸、剪切、弯曲、疲劳实验、多轴压缩实验,高温力学性能实验,低温力学性能实验、冻融实验等各种条件下的静力加载实验,实验材料包括普通混凝土、钢纤维混凝土等多种材料。

在动态荷载的作用下,混凝土的力学性能与静态荷载下存在很大的差异。对于不同应变率下的动态力学特性很多业内人士进行了很多探索性的实验研究。早期的混凝土动态实验一般应变率低,多采用落锤法进行研究。直到1949年,分离式hpokinson压杆(shpb)装置的问世,混凝土材料的动态力学性能研究才进入了一个新时代。现阶段国内外对于动荷载下的混凝土力学特性还有着较大的争议。

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4. 研究创新点

对于其静态力学特性,国内外的研究已趋于成熟,但在动荷载力学特性上还存在较大的争议,混凝土材料骨料尺寸较大使得实验结果存在一定的误差。

在试验中通过不同尺寸的骨料下的混凝土的力学特性从而确定骨料的尺寸对其力学特性的影响。

同时钢纤维的大小也影响着混凝土的力学性能,钢纤维的大小对混凝土力学性能的影响可以做为以后研究方向

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