建筑科技 汉中科技 ２０１２年第３期 钢纤维混合骨料混凝土轴心抗拉性能试验研究 贺彩云 （陕西省西乡县建筑质量安全监督站，陕西西乡７２３５００） 摘要：本文运用正交设计的试验方法，通过轴心抗拉试验，分析了水胶比、轻骨料掺量、钢纤维体积 掺量等因素对钢纤维混合骨料混凝土轴心抗拉强度的影响，并论述了钢纤维对混凝土的增韧作用。 关键词：钢纤维混合骨料混凝土轴心抗拉强度增韧作用 １前言 标见表Ｉ。钢纤维采用北京宏瑞莱科技有限公司提供 钢纤维混凝土是近几十年来发展较快的一种新 的铣削波纹型、剪切弓型和剪切波纹型三种钢纤维， 型复合材料。混凝土基体是一种典型的脆性材料，掺 钢纤维的性能指标见表２。 人钢纤维后，其各项性能指标得以不同程度的改善【ｑ。 ２．２试验方法 随着钢纤维混凝土在应用领域的不断扩大，国内外学 本试验采用强制式搅拌机搅拌，用振捣棒振捣 者对钢纤维混凝土基本力学性能的研究愈来愈多。钢 密实，室内浇筑。２４小时后拆模，试件在室内洒水养 纤维混合骨料混凝土是在混合骨料混凝土中掺入短 护２８天后进行试验。根据《普通混凝土力学性能试 的钢纤维的一种新型复合材料。钢纤维混合骨料混凝 验方法标准））（ＧＢ５００８１－－２００２）ｒｚ￣的要求，所用试件模 土综合了钢纤维混凝土和混合骨料混凝土的优点，既 型规格为１５０ｍｍ Ｘ １５０ｒａｍ Ｘ ３００ｒａｍ。 具备了较强的抗拉和抗压强度又降低了混凝土的体 本试验采用内埋式的试件模型。试验机理：电子 积密度。钢纤维混合骨料混凝土较强的韧性，因此钢 万能试验机通过对预埋钢筋施加荷载，然后传递到 纤维混合骨料混凝土可应用于抗震、抗暴和抗冲击等 试件上。因此，预埋钢筋和试块之间必须有足够的粘 特殊混凝土工程中的特殊部位。 结作用以保证粘结作用大于试块本身的强度，从而 ２试验概况 不至造成因为钢筋的拔出导致试件的破坏。在试件 ２．１试验材料 的两端分别固定两层中间带孑Ｌ的树脂玻璃片以保证 本试验采用Ｐ・０４２．５级硅酸盐水泥；砂子为普通 钢筋处在同一直线上。 河砂，细度模数为２．８，表观密度为２６００ ｋｇ／ｍ。，含泥量 ３正交试验方案设计 ２．７％，属于Ⅱ区中砂；石子为碎石，５ｍｍ－－２Ｏｍｍ连续 ３．１影响因素的选择 级配，含泥量０．２％，堆积密度为１５４０ ｋｇ／ｍ。，表观密度 主要研究影响钢纤维混合骨料混凝土轴拉强度 为２７００ ｋ＃ｍ ；轻骨料采用页岩陶粒，陶粒的性能指 和劈拉强度的因素，选择水胶比（Ａ）、轻骨料掺量 表１ 陶粒性能指标 （Ｂ）、钢纤维体积掺量（Ｃ）、钢纤维类型（Ｄ）４个因素， 每个因素取５种水平，见表３。 径（衄）率（％）率（％）度（ＭＰａ）数（％） ： 表３因素水平表 名称 长度 等效直径 抗拉强度≥肝ａ 一６８— 建筑科技 ３．２正交实验方案及试验结果 选用正交表 （５ ），即６因素５水平的正交表翻。 ｆ 汉中科技 ２０１２年第３期 ● ｌｌｌｌｌｌｌ￣ｔ 表４为钢纤维混合骨料混凝土轴拉强度的正交实验 方案及结果分析，从方差分析结果可以得出： 从表中直接可以看出轴拉强度最高的为第１５组， 其实验条件是：Ａ Ｂ ｃ４Ｄ 即水胶比为０．３，轻骨料掺量 为６Ｏ％，钢纤维掺量为１．５％，钢纤维类型为剪切弓形。 通过方差分析可以从表上看出影响轴拉强度的 主次顺序为：钢纤维体积掺量＞水胶比＞轻骨料掺量＞ 钢纤维类型 水胶比和轻骨料掺量对轴拉强度有显著影响， 看不出钢纤维体积掺量和钢纤维类型对轴拉强度有 较大影响。 ４钢纤维对混凝土的增韧作用 无钢纤维的混凝土在破坏后会完全断开，而掺 人钢纤维的混凝土则由于钢纤维的作用而连在一 起。钢纤维混合骨料混凝土的这种功用在很大程度 上可以消耗加载在混凝土上的能量。通过电子万能 试验机对试块的加载试验，可以得出荷载位移曲线 图（女日图ｌ所示）。通过对无钢纤维的混凝土和掺入钢 差懈 纤维的混凝土的荷载位移曲线图进行比较，可以看 搴｝ 柑｛：ｌｉＩ：鼋 ∞，Ｏ 出无钢纤维的混凝土曲线在达到最高点后立刻下 降，并且下降速度很快，试块基本上完全丧失了承载 能力；而掺入钢纤维的混凝土虽然曲线在最高点后 也会下降，但是下降较缓慢。 ５结论 本文的试验研究表明：钢纤维混合骨料混凝土 。：，４， ，０９ ¨ 缘■向＿ 图１单轴拉伸荷载图 的各种因素中钢纤维掺量对轴心抗拉强度的影响最 大；试验表明钢纤维可以增强混凝土基体的韧性。 参考文献 【１】黄定如林长青彭少民《钢纤维混凝土抗拉强度分析》 华中建筑１９９０．０３ 【２］中华人们共和国建设部《普通混凝上力学性能试验方 法标准）（ＧＢ５００８１－２００２）北京：中国建筑出版社２００３ ［３］蔡正泳王足献《正交设计在混凝土中的应用》北京 中国建筑工业出版社１９８５ ［４】高丹盈、刘建秀，钢纤维混凝土基本理论嗍．北京：科技 技术文献出版社，１９９４。 【５】马智英，钢纤维混凝土早期力学性能发展规律的试验研 究 ．ｊＥ京：北京工业￣，２ｏｏ３． 网陈二燕。混合骨料混凝土梁正截面承载力试验研究囹． 北京：北方工业大学建筑工程学院，２００８ 袁杰，张宝生，葛勇等。混合骨料混凝土的力学性能研究 【Ｉ】。混凝土，２００４（１１）：４２—４４ ， ４。：４。 ， ２，【８】张爱军。钢纤维轻骨料混凝土物理力学性能及韧性的试 验研究【Ｄ］．内蒙古：内蒙古农业大学，２００８ ２４。，５４。３５２。３表４ 试 号列号因素 ｌ ２ （５ ）实验方案与极差计算结果 ３ ４ ４Ｊ０ ５ＸＢ ｌＪｏ ３ＪＢ ２ＸＢ ５ ｏ ． Ａ．水胶比Ｂ．轻骨料掺量Ｃ．钢纤维体积掺量Ｄ．铜纤维类銎 １（０．５ｏ） ２（０．４５） ３（ｏ．４ｏ） ４（０．３５） ｓ（ｏ．３０） ｌ（ｏ．ｓｏ） ２（０．４５） ３（ｏ．４０） ４（０．３５） ５（ｏ．３Ｏ） ｔ（０．ｓｏ） ２（ｏ．４５） ３（ｏ．４０） ４（０．３５） ５（Ｏ．３Ｏ） １（０．ｓｏ） ２（０．４５） ３（ｏ．４０） ４（ｏ．３５） ｓ（ｏ．３ｏ） １（０．ｓｏ） ２（０．４ｓ） ３（０．４０） ２８天轴拉强ＢＥＸｉ（ＫＮＩｍｓ） ３．１２ ３．５３ ４．３８ ３．８６ ３．８４ ３．２４ ３．８１ ４．６７ ４．５２ ３．２９ ３．１９ ３．８２ ４．Ｏ９ ４．２ ４．８３ ２．９３ ２．８ ２．７２ ４（０．３ｓ） ５（０．３０） １５．６ ｌ７．７４ Ｉ８．８９ ｌ９．８８ １（２Ｏ％） Ｉ（２０％） １（２Ｏ％） ｌ（２Ｏ％） ｌ（２Ｏ％） ２（‘ＩＯ％） ２（４Ｏ％） ２（４Ｏ％） ２（４Ｏ％） ２（４Ｏ％） ３（６Ｏ％） ３（６０％） ３（６０％） ３（６０％） ３（６０％） ４（８Ｏ％） ４（８０％） ４（８０％） ４（８Ｏ％） ４（８ｏ％） ｓｏｏｏ％） ５（１Ｏ０％） ５（１Ｏ０％） ｓ（１ＯＯ％） ５０ｏｏ％） ｌ８．７３ ｌ９．５３ ２Ｏ．Ｉ３ １６．５８ ２（０．５％） ｓ（２．Ｏ％） ４（１．５％） １（ｏ％） ３（１．Ｏ％） ３０．Ｏ％） ２（０．５％） ５（２．Ｏ％） ４（１．５％） ｌ（Ｏ％） １（ｏ％） ３（ｔ．Ｏ％） ２（０．５％） ｓ（２．０％） ４（１．５％） ４（１．５％） ｌ（Ｏ％） ３０。Ｏ％） ２（０．５％） ｓ（２．Ｏ％） ｓ（２．Ｏ％） ４（１．５％） １（０％） ３（１．０％） ２（０．５％） １６．１７ ｌ８．１９ ｌ７．Ｉ３ ２０．４４ ｌ９．８６ ４．２７ ３ＪＢ ２ＸＢ ４ＪＯ ５ＸＢ ｌＪＧ ５ＸＢ ｌＪ０ ３ＪＢ ２ＸＢ ４Ｊ０ ２ＸＢ ４ＪＧ ５ＸＢ ｌＪＧ ３ＪＢ ３．７９ ４．３４ ｌＪｏ ３ＪＢ ２ＸＢ ３．１２ ３．７８ ３．０３ ３．５ｌ ３．３８ ４ＪＧ ５ＸＢ ｌ８．４ ｌ７．８１ ｌ９．３１ ｌ ８．９３ １７．３４ １．９７ ｌ９．６８ ４．２８ ｌ６．８２ ３．５５ Ｚ．＿９１．７９ （下转第６５页） —６９一 教育科技 能快速提高学生对知识的理解运用能力 交互式电子白板可以使学生学习的内容图、文、 声、像并茂，形象直观地展现。平面图形面积公式的 推导是小学数学教学中的重难点。利用电子白板推 导平行四边形面积公式时，电子白板直接、灵活、动 态地展现割补方法及公式推导过程，使学生能更好 地掌握所学的知识的牲，进而提高运用知识解决问 题的能力。 ４应用交互式电子白板的交互作用．构建教与学的 和谐双边活动 课堂教学是一个动态的、随机生成的过程，交互 式电子白板能在课堂上提供给师生更多的交流机 会。学生有机会成为讲台的“主人”，让学生通过电子 白板可存储、可记忆的功能把自己对知识的理解做 表述和标记，两个、三个学生的“讲”激发了学生探究 知识的欲望，加深了对知识的理解。在学生上台“讲” 的同时，教师融入学生当中和学生一起再“学”，能随 时捕捉课堂教学中比讲台更丰富的课堂信息，及时 调整自己的教学思路。教师也能通过学生的“讲”知 道学生掌握理解知识的难点和程度。这种“交互媒 介”让学生的“讲”，教师的“学”成了很好的双边互 动。使学生在轻松又高度集中的课堂扭转中了解掌 握了知识的重点和难点，并对重点和难点进行了再 理解、再提升。 汉中科技 ２０１２年第３期 用工具圈出红色的着重显示，让学生看的明白，理解 深刻，效果突出。学生在操作中加深了对本课重点的 理解，并且有效地集中了全班同学的注意力，增强了 学生的学习兴趣。尤其课中一些同学一边在白板上 亲自操作，一边讲解当“小老师”时课堂氛围尤其活 跃。这样，真正把课堂还给了学生，学生在民主、宽松 地氛围中敢于表达、敢于质疑，大胆动手。 ５应用交互式电子白板。能积极促进教师专业成长 教师的课后总结与反思是提升教师教学水平的 有效手段。以前做的不好或者效果不佳的一个重要 原因在于当堂教师无法完整的记录在课堂教学中教 师的板书、教学思路和想法，课后进行教学反思时往 往无从下手，不能实现有效的教学反思。同样，学校 组织的听课评课议课活动也只能是凭着参与听课教 师的印象和听课笔记，对当堂教师的教学过程进行 些简单的描述，对在教课过程中的优点和缺点、长 处与不足找不准、说不清，缺乏对教学的深度思考。 交互式电子白板的存储、记忆功能将师生完整的教 学活动自动记录下来，并通过回放和调用再呈现出 来，为教师进行教学反思提供了技术支持和总结反 思平台。课后的集体评课，各听课教师在白板上任意 调取和回放课堂教学的某一点或某一个环节，有针 对性地进行点评、讨论，肯定与否定的争执，既严肃 又活泼，评课议课的参与者和当堂教师都受益匪浅。 这样的课后总结与反思若长久坚持，并不断地进行 整理和完善，对教师教学水平的提高将有积极的促 进作用。 总之，运用交互式电子白板实施教学，既有利于 教学目标的达到，又为教师和学生互动搭建了有利的 平台，还有助于教师教学水平的不断提高。但在具体 的教学过程中既要根据学生的认知规律、心理特点， 又要注意服从于学习目标、学生学习实际等诸多因 一例如：在教学三年级数学《观察物体》中“搭一 搭”一课时，传统的课堂教学是让学生做一些小正方 体，摆在课桌上用搭一搭、看一看、想一想等方法进 行研究所看到的每个面的形状。学生通过教师的反 复讲解和自己的动手操作、努力想象，才勉强可以掌 握本课的知识。但采用交互式电子白板，运用操作工 具在白板上画一些各种颜色的小正方体，根据需要 任意变换形式摆放小正方体，让学生观察、思考、体 会搭建的每个立体图形的某个面的形状是什么样。 从所拼立体图形中找出某个面看到的形状时还可以 素，只有合理地使用，白板教学才能发挥应有的作用。 （上接第６９页） 方差分析表 一６５—