钢纤维埋深与类型影响钢纤维-UHPC基体界面粘结性能的试验研究

为研究钢纤维-超高性能混凝土(UHPC)基体界面粘结性能的影响因素,进一步阐明不同纤维类型、埋深下双根钢纤维、UHPC基体粘结性能及界面破坏形式,本工作通过双丝拉拔试验对不同埋深的高强钢纤维在UHPC基体中的拔出行为进行研究,以了解纤维的拉拔性能和UHPC的界面粘结性能。纤维拉拔试验以纤维类型及埋深为变量,对两根钢纤维在不同纤维埋深下的评价参数进行了表征和分析,并观察了纤维拔出后的微观形貌和UHPC基体的隧洞形貌。试验结果表明:端钩型纤维的拉拔性能优于直圆型纤维;利用SEM观察到拔出的直圆型纤维表面粘附有絮状或簇状的微小UHPC基体颗粒,并有不同程度的擦伤或长而宽的刮痕,在UHPC基体隧洞中发现了微裂纹,且在纤维拉拔过程中拔出口附近的基体会发生剥落。同时,钢纤维的拉拔性能与纤维埋深有关,但埋深对端钩型纤维影响更大,拉拔荷载峰值达到402.66 MPa,材料的强度利用率为94.9%;纤维的破坏模式也与纤维类型有关,端钩型纤维比直圆型纤维更易发生断裂。本研究可为进一步改善钢纤维增强超高性能混凝土的力学性能提供参考。

硅灰和纤维直径对UHPC黏结性能的影响研究

为探究钢纤维类型对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)基体黏结性能的影响规律,以直圆型钢纤维直径(0.2、0.3 mm)和硅灰掺量为变量,开展了10组双丝拉拔试验。结果表明:随着硅灰掺量的增加,0.3 mm的直圆型钢纤维的拉拔荷载、拉拔功及黏结强度均呈现先增大后减小的趋势。在硅灰掺量为20%时,钢纤维的利用率达到峰值43%;在进一步分析硅灰掺量对直径为0.2 mm的直圆型钢纤维的影响时,其评价参数(如拉拔荷载、拉拔功及黏结强度)的变化规律与0.3 mm钢纤维的截然相反。虽然两种不同直径钢纤维的荷载-滑移曲线在趋势上呈现一定的相似性,但0.3 mm的直圆型钢纤维曲线较为饱满,并且存在较多波峰波谷。综上可得,钢纤维直径和硅灰掺量对UHPC基体的黏结性能均有较大影响,这一发现不仅深化了UHPC复合材料内部作用机制的研究,也为后续进一步优化UHPC基体的整体性能、探索其更广泛的应用领域提供了宝贵的参考依据。