钢-聚丙烯混杂纤维轻骨料混凝土抗压与抗折性能试验研究

摘要

轻骨料混凝土是利用轻质骨料作为粗骨料的混凝土，具有较好的保温性、耐火性、抗震性、耐久性，且由于在生产轻骨料中大量利用工业废料，符合绿色建筑的理念。然而轻骨料混凝土有脆性大、强度低等缺陷，不利于实际工程大规模应用。本课题围绕改善轻骨料混凝土脆性这一目标，在结合以往钢纤维、聚丙烯纤维轻骨料混凝土研究成果的基础上，选用钢纤维和聚丙烯纤维进行混掺试验，研究了钢纤维体积率为0、0.5％、1%、1.5%，钢纤维长径比为30、45、60、80，聚丙烯纤维掺量为0、0.6kg/m3、0.9kg/m3和1.2kg/m3时，钢-聚丙烯混杂纤维对轻骨料混凝土力学性能的影响，主要内容包括：
　　（1）采用正交试验分析各因素对轻骨料混凝土工作性能（坍落度）的影响，通过极差分析和方差分析，得出结论：对混杂纤维轻骨料混凝土的坍落度，各因素的影响效应由强到弱为：钢纤维体积率→钢纤维长径比→聚丙烯纤维掺量。钢纤维和聚丙烯纤维的掺入会降低轻骨料混凝土的坍落度。
　　（2）采用正交试验法设计16组（每组3个）混杂纤维轻骨料混凝土试块，进行立方体抗压强度试验。研究结果表明：混杂纤维轻骨料混凝土立方体抗压强度的影响因素由强到弱为：钢纤维体积率→钢纤维长径比→聚丙烯纤维掺量，并得出最优纤维掺量组合：体积率为1.5%、长径比45的钢纤维和体积掺量为0.6kg/m3的聚丙烯纤维混杂。运用SPSS软件进行线性回归分析，拟合出混杂纤维轻骨料混凝土抗压强度关系式。
　　（3）采用正交试验法设计16组（每组3个）混杂纤维轻骨料混凝土试件。按照《纤维混凝土试验方法标准》(CECS13：2009)推荐的三分点加载梁法对每组试件进行抗折强度试验，得出抗折强度、抗折弹性模量；探讨了不同纤维掺量对轻骨料混凝土抗折强度及抗折弹性模量的影响，得出了抗折强度最优纤维掺量组合：体积率为1.5%、长径比80的钢纤维和体积掺量为0.6kg/m3的聚丙烯纤维混杂。采用定义混杂效应系数方法，分析混杂纤维混凝土的混杂效应。通过SPSS软件回归分析，拟合得到混杂纤维轻骨料混凝土抗折强度关系式、抗折强度与抗折弹性模量、抗折强度与抗压强度之间的关系，为今后的实际工程应用提供参考。

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