鋼纖維增強(qiáng)普通混凝土的拌和料是由水泥、水、粗細(xì)集料、鋼纖維及必要時(shí)摻入化學(xué)外加劑或摻合料,按一定比例配制而成的。拌和料中各組成材料的正確選擇,對(duì)鋼纖維增強(qiáng)混凝土的物理力學(xué)性能和施工有重要的影響。
鋼纖維增強(qiáng)普通混凝土的組成材料,除鋼纖維外,其它材料與普通混凝土有共同點(diǎn),也有許多不同的特點(diǎn),在此著重闡明組成鋼纖維增強(qiáng)普通混凝土的原材料及其配合比設(shè)計(jì)問題。
一、原材料
1.鋼纖維
(1)鋼纖維的分類 鋼纖維的分類,可按鋼纖維的生產(chǎn)工藝、外形、斷面形狀、材質(zhì)、抗拉強(qiáng)度及施工用途劃分。
①按生產(chǎn)工藝可分為鋼絲切斷型(a)、鋼板剪切型(b)、鋼錠銑削型(c)和熔抽型(d)四類。如圖11.1所示。
圖11.1鋼纖維生產(chǎn)工藝
1鋼絲;2一胎具;3一薄鋼板;4一切削刀輪;5一鋼纖維
6一鋼錠;7一運(yùn)送;8一熔鋼;9一熔抽輪
a.鋼絲切斷型鋼絲切斷型鋼纖維的截面有圓形和矩形。切斷形鋼纖維是將冷拔至一定直徑的鋼絲按一定長度切斷而成。這種纖維的抗拉強(qiáng)度一般為800~2000MPa,因表面較平直光滑,與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度較差。為了增加鋼纖維與混凝土的黏結(jié),可加工成大頭纖維或彎鉤纖維。國內(nèi)也有用廢鋼絲切斷加工而成鋼纖維的,價(jià)格便宜。
b.鋼板剪切型鋼板剪切型鋼纖維是將一定厚度的帶鋼用旋轉(zhuǎn)的刀具剪切成矩形斷面的鋼纖維。一般帶鋼厚度要求在O.4~0.8mm之間,進(jìn)刀量為0.4~0.6mn·。因剪切時(shí)刀具與帶鋼成一定角度,因此,剪切鋼纖維一般都扭成1~2周的角度。剪切鋼纖維抗拉強(qiáng)度一般在500~1000MPa。
c.鋼錠銑削型鋼錠銑削型鋼纖維是用旋轉(zhuǎn)的平削刀將鋼錠或厚鋼板銑削制成的。在銑削過程中,纖維產(chǎn)生較大的塑性變形,其斷面呈現(xiàn)三角形,強(qiáng)度比母材有較大的提高,與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度也有所增強(qiáng)。
d.熔抽型 熔抽型鋼纖維是在溫度1500~1600℃的點(diǎn)爐中將鋼熔化成鋼液,然后在鋼液上面安裝一個(gè)帶有刻痕且能高速旋轉(zhuǎn)的熔抽輪,接近鋼液面。當(dāng)熔抽輪旋轉(zhuǎn)時(shí),將鋼液甩出,由于熔抽輪內(nèi)有保持一定流速的冷卻水,故可使鋼液迅速冷卻,成為斷面不規(guī)則的鋼纖維。
?、诎雌渫庑畏譃槠街毙?a)和異型。異型指變截面或非直形的鋼纖維,異型鋼纖維主要有壓痕形(b)、波浪形(c)、端鉤形(d、e)、鐓頭形(f、g)、扭曲形(h)等,如圖11.2所示。
?、郯磾嗝嫘螤罘譃閳A形、矩形、月牙形及不規(guī)則形等。如圖11.3所示。
?、馨床馁|(zhì)可分為碳鋼型、低合金鋼型和不銹鋼型。
?、莅纯估瓘?qiáng)度可分為以下三級(jí)(依據(jù)《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS38:2004的規(guī)定):
a.380級(jí)(抗拉強(qiáng)度≥380MPa,<600MPa);
b.600級(jí)(抗拉強(qiáng)度≥600MPa,<1000MPa);
c.1000級(jí)(抗拉強(qiáng)度≥1000MPa)。
(2)鋼纖維的幾何參數(shù)和體積率 鋼纖維的幾何參數(shù)有鋼纖維長度、直徑(或等效直徑)及長徑比。
?、黉摾w維長度(或標(biāo)稱長度) 鋼纖維的長度為單根鋼纖維兩端點(diǎn)間的直線距離,用lf表示。lf不能太短,否則影響其增強(qiáng)效果;也不能過長,否則纖維在攪拌過程中容易結(jié)團(tuán),難以在混凝土中均勻分散。
②鋼纖維截面的直徑或等效直徑和長徑比 鋼纖維截面的直徑或等效直徑用df表示。等效直徑系指鋼纖維為非圓形截面時(shí),其截面積相當(dāng)于圓形截面面積時(shí),計(jì)算所得到的直徑(計(jì)算方法見本書第二章)。鋼纖維的長徑比即指鋼纖維的長度與直徑或等效直徑之比,用lf/df表示。
?、垆摾w維體積率鋼纖維體積率指鋼纖維所占鋼纖維增強(qiáng)混凝土體積的百分?jǐn)?shù),用 表示。
(3)鋼纖維增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼纖維幾何參數(shù)和體積率的選用范圍 鋼纖維的增強(qiáng)效果與鋼纖維的長度、直徑(或等效直徑)、長徑比有關(guān)。鋼纖維增強(qiáng)作用隨長徑比增大而提高。鋼纖維過細(xì)易在拌和過程中被彎折,過粗,則在同樣體積率時(shí),其增強(qiáng)效果較差。
試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明,鋼纖維的長度為20~60mm,直徑或等效直徑宜為O.3~O.9mm,長徑比在30~100范圍選用,其增強(qiáng)效果和工藝性能可滿足要求。如超出上范圍,經(jīng)試驗(yàn),在增強(qiáng)效果和工作性能方面能滿足要求時(shí),也可根據(jù)需要采用。根據(jù)國內(nèi)外工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),對(duì)一般澆筑、抗震框架節(jié)點(diǎn)及鐵路軌枕等類結(jié)構(gòu)的鋼纖維增強(qiáng)混凝土,常用鋼纖維幾何參數(shù)選用范圍如表11.1所示。
表11.1 鋼纖維幾何參數(shù)選用范圍
通常情況下,鋼纖維增強(qiáng)混凝土的鋼纖維體積率不宜小于O.5%,也不宜大于3%,以1%~2%為宜。
鋼纖維增強(qiáng)混凝土中鋼纖維的體積率小到一定程度時(shí)將不起增強(qiáng)作用,對(duì)于不同品種、不同長徑比的鋼纖維,其最小體積率略有不同,國內(nèi)外一般以O(shè).5%為最小體積率。鋼纖維體積率超過2%時(shí),拌和料的和易性變差,施工較困難,質(zhì)量難以保證。但在特殊需要時(shí),經(jīng)試驗(yàn)和采取必要的措施,在保證質(zhì)量和增強(qiáng)效果情況下,可將鋼纖維體積率適當(dāng)增大。
當(dāng)鋼纖維的性能較好或結(jié)構(gòu)對(duì)增強(qiáng)要求較低時(shí),可選用低值,結(jié)構(gòu)對(duì)增強(qiáng)要求較高或鋼纖維性能較差時(shí)可選高值。
2.水泥
目前在鋼纖維增強(qiáng)混凝土中常用的水泥是強(qiáng)度等級(jí)42.5和52.5的普通硅酸鹽水泥。鋼纖維增強(qiáng)混凝土中水泥用量比普通混凝土用量要大,一般為360~450kg/m。。
3.細(xì)集料
砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)鋼纖維增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度與和易性有一定影響,相同數(shù)量的粗砂與細(xì)砂相比,粗砂的比表面積較小,因而,在保證鋼纖維增強(qiáng)}昆凝土強(qiáng)度相同時(shí),粗砂需要的水泥用量較細(xì)砂少。顯然,當(dāng)水泥用量相同時(shí),用粗砂配制成的鋼纖維混凝土強(qiáng)度要比用細(xì)砂配制的鋼纖維增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度高。此外,當(dāng)鋼纖維增強(qiáng)混凝土的拌和料和易性相同時(shí),細(xì)砂混凝土的拌和料需水量較多,但如用過粗的砂拌制,容易產(chǎn)生離析和泌水現(xiàn)象;若用過細(xì)的砂拌制,雖不產(chǎn)生離析和泌水現(xiàn)象,卻需要較多的水泥漿才能包裹砂的表面,水泥用量大。為此,砂的細(xì)度模數(shù)要適中,配制鋼纖維增強(qiáng)混凝土的砂宜用中粗砂。砂的級(jí)配應(yīng)符合要求。砂的密度一般為2.5~2.7g/cm。。
4.粗集料
鋼纖維增強(qiáng)混凝土所用石料,通常選用碎石。因碎石的顆粒表面較粗糙,富有棱角,能產(chǎn)生良好的機(jī)械嵌鎖作用,與水泥漿有較強(qiáng)的黏結(jié)力。因此,在同樣條件下,用碎石比用礫石所配制成的鋼纖維增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度高,但需水泥漿較多。
鋼纖維增強(qiáng)混凝土所用石料粒徑不宜大于鋼纖維長度的2/3,一般為5~20mm,最大粒徑不宜大于20mm,如果石料粒徑過大,削弱了鋼纖維的增強(qiáng)作用,并易于集中于大石料周圍,不便于鋼纖維的分散。
石料的級(jí)配應(yīng)符合要求,否則會(huì)影響鋼纖維增強(qiáng)混凝土混合料的流動(dòng)性和水泥用量。
5.水
凡能飲用的水和潔凈的天然水,均可用于鋼纖維增強(qiáng)混凝土,因海水對(duì)鋼纖維有銹蝕作用,一般不允許用海水拌制鋼纖維增強(qiáng)混凝土。
6.外加劑
在鋼纖維增強(qiáng)混凝土拌和過程中,為了改善拌和料的和易性,減少水泥用量或提高強(qiáng)度,可摻入一定量的外加劑。
外加劑按使用效果分為減水劑、引氣劑、防凍劑、膨脹劑、促凝劑等。在鋼纖維增強(qiáng)混凝土中,使用較多的是減水劑(普通減水劑和高效減水劑),以提高其和易性。
在使用外加劑時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)是:
?、俑鶕?jù)使用目的,選擇品種,并根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行比較確定。
②摻量應(yīng)按所用品種,并根據(jù)使用要求、施工條件、拌和的原材料等因素經(jīng)試驗(yàn)確定。摻量以水泥質(zhì)量的百分率表示。
?、蹞搅繛? 9/6以下的外加劑(如高效減水劑)應(yīng)以水溶液摻入為宜。
④注意外加劑與水泥的適應(yīng)性。 .
⑤外加劑的性能應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑應(yīng)用規(guī)程》的規(guī)定。
7.摻合料
根據(jù)需要和可能,在鋼纖維增強(qiáng)混凝土中還可摻入一定量的粉煤灰或硅粉等摻合料,以改善拌和料的和易性,節(jié)約水泥用量以及提高強(qiáng)度。其拌和材料性能應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》和《用于水泥中的火山灰質(zhì)混合材料》的規(guī)定,其摻量可通過試驗(yàn)確定。
二、配合比
應(yīng)根據(jù)對(duì)鋼纖維增強(qiáng)混凝土的使用要求和鋼纖維增強(qiáng)混凝土配合比的特點(diǎn)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。
1.鋼纖維增強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)的要求和特點(diǎn)
(1)鋼纖維增強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)的要求 所配制的鋼纖維增強(qiáng)混凝土應(yīng)滿足下列要求:
①滿足工程所需要的強(qiáng)度和耐久性。對(duì)建筑工程,一般應(yīng)滿足抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的要求;對(duì)路(道)面工程,一般應(yīng)滿足抗壓強(qiáng)度和彎拉強(qiáng)度的要求。
?、谂渲瞥傻匿摾w維增強(qiáng)混凝土拌和料的和易性應(yīng)滿足施工要求。
?、墼跐M足工程要求的條件下,充分發(fā)揮鋼纖維的增強(qiáng)和增韌作用,合理確定鋼纖維和水泥用量,降低鋼纖維增強(qiáng)混凝土的成本。
(2)鋼纖維增強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 鋼纖維增強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)與普通水泥混凝土相比,其主要特點(diǎn)是:
①在水泥混凝土拌和料中摻入鋼纖維,主要是為了提高混凝土的抗彎、抗拉、抗疲勞的能力和韌性。當(dāng)有抗壓強(qiáng)度要求時(shí),除按抗壓強(qiáng)度控制外,還應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)和要求,分別按彎拉強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度控制,確定拌和料的配合比,以充分發(fā)揮鋼纖維增強(qiáng)混凝土的增強(qiáng)作用,而普通水泥混凝土一般以抗壓強(qiáng)度控制(道路混凝土以彎拉強(qiáng)度控制)來確定拌和料的配合比。
?、谂浜媳仍O(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮摻入拌和料中的鋼纖維能分散均勻并使鋼纖維的表面包滿砂漿,以保證鋼纖維增強(qiáng)混凝土的質(zhì)量。
③在拌和料中加入鋼纖維后,其和易性有所降低,為了獲得適宜的和易性,應(yīng)適當(dāng)增加單位用水量或減水劑。
2.鋼纖維增強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)的原理與方法
鋼纖維增強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本方法是建立在鋼纖維增強(qiáng)混凝土拌和料的特性及其硬化后的強(qiáng)度基礎(chǔ)上的,其主要目的是根據(jù)使用要求,合理確定拌和料的水灰比、鋼纖維體積率、單位用水量和砂率等四個(gè)基本參數(shù),由此,即可算出各組成材料的用量,在確定基本參數(shù)時(shí),既要滿足抗壓強(qiáng)度要求,又要符合彎拉強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度要求以及和易性、經(jīng)濟(jì)性的要求。
由于配制鋼纖維增強(qiáng)混凝土材料品種、類型的差異和施工條件的不同,在實(shí)際工程中,其配合比的設(shè)計(jì)一般是在初步計(jì)算的基礎(chǔ)上,通過試驗(yàn)和結(jié)合施工現(xiàn)場的條件再進(jìn)行必要的調(diào)整確定。
(1)水灰比的確定 由于鋼纖維增強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度主要取決于基體混凝土的強(qiáng)度,鋼纖維對(duì)抗壓強(qiáng)度影響不大,因此,鋼纖維增強(qiáng)混凝土的水灰比,可按普通水泥混凝土抗壓強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度等級(jí)、水灰比的關(guān)系求得。
通常在滿足抗壓強(qiáng)度要求時(shí),其耐久性也能滿足。但對(duì)于嚴(yán)寒冰凍地區(qū),其最大水灰比、最小水泥用量等應(yīng)按有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。在最后確定水灰比時(shí),應(yīng)將強(qiáng)度或耐久性要求的水灰比作比較,選定較小者為設(shè)計(jì)水灰比。鋼纖維增強(qiáng)混凝土的水灰比一般為0.45~0.50,對(duì)于有耐久性要求時(shí),一般不大干0.5。
(2)鋼纖維體積率的確定
①對(duì)于有抗壓強(qiáng)度和彎拉強(qiáng)度(抗折強(qiáng)度)要求時(shí),鋼纖維體積率的確定
a.根據(jù)彎拉強(qiáng)度和由抗壓強(qiáng)度確定的水灰比及水泥彎拉強(qiáng)度確定鋼纖維體積率。據(jù)王璋水的試驗(yàn)數(shù)據(jù),經(jīng)綜合回歸分析,鋼纖維增強(qiáng)混凝土彎拉強(qiáng)度與水灰比、鋼纖維體積率、長徑比及水泥彎拉強(qiáng)度的關(guān)系,由式(11.1)表示:
(11.1)
式中 ——鋼纖維增強(qiáng)混凝土試配彎拉強(qiáng)度,MPa;
Rtm——實(shí)測28d水泥彎拉強(qiáng)度,MPa,可由水泥廠提供的水泥試驗(yàn)報(bào)告查得,當(dāng)無實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí),可按水泥的抗折強(qiáng)度等級(jí)乘以富裕系數(shù) 1.13計(jì);
——鋼纖維增強(qiáng)混凝土的灰水比;
——品種不同的鋼纖維對(duì)彎拉強(qiáng)度的影響系數(shù),根據(jù)試驗(yàn)回歸分析結(jié) 果,
值列于表11.2。
表11.2 系數(shù)表
鋼纖維種類 |
|
| |||
組數(shù) |
平均值 |
標(biāo)準(zhǔn)差 |
離散系數(shù) | ||
切斷型 熔抽型 |
0.30 0.32 |
32 |
1.004 |
0.126 |
0.125 |
式(11·2)適用于強(qiáng)度等級(jí)為42.5和52.5的水泥,水灰比o.4~O.6,砂率為40%~60%,碎石粒徑為5~20mm,鋼纖維體積率0.5%~2.5Z,長徑比為40~100。
鋼纖維增強(qiáng)混凝土試配彎拉強(qiáng)度可按式(11.2)計(jì)算:
式中 ——鋼纖維增強(qiáng)混凝土設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度,MPa;
Z——保證率系數(shù);
——鋼纖維增強(qiáng)混凝土彎拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差,MPa。
試配彎拉強(qiáng)度也可以根據(jù)有關(guān)規(guī)定,由設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度乘以提高系數(shù)1.10~
1.15計(jì)算。
由式(11·3)可知,當(dāng)已知鋼纖維增強(qiáng)混凝土的試配彎拉強(qiáng)度、水灰比、水泥彎拉強(qiáng)度及鋼纖維的品種后,即可求得鋼纖維的體積率。確定體積率時(shí),在滿足強(qiáng)度要求的原則下,必須考慮經(jīng)濟(jì)性和便于施工,盡量減少鋼纖維的用量,必要時(shí)可適當(dāng)調(diào)整水灰比,以求得合適的體積率。
b·根據(jù)彎拉強(qiáng)度和由抗壓強(qiáng)度確定的水灰比及水泥抗壓強(qiáng)度,也可按式(11·3)確定剪切鋼纖維的體積率。根據(jù)孫偉等的試驗(yàn)結(jié)果,剪切鋼纖維增強(qiáng)混凝土的彎拉強(qiáng)度與水灰比、體積率、長徑比以及水泥抗壓強(qiáng)度有如下關(guān)系:
(11.3)
式中 ——鋼纖維增強(qiáng)混凝土試配彎拉強(qiáng)度,MP。;
Rc——實(shí)測28d水泥抗壓強(qiáng)度,MPa;
C/W——鋼纖維增強(qiáng)混凝土的灰水比。
若已知鋼纖維增強(qiáng)混凝土的彎拉強(qiáng)度、水灰比、水泥抗壓強(qiáng)度及鋼纖堆長徑比,按式(11.4)代即可求得剪切鋼纖維的體積率。
②對(duì)有抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度要求時(shí),鋼纖維體積率的確定 鋼纖維增強(qiáng)混凝土抗拉強(qiáng)度與其基體混凝土抗拉強(qiáng)度、鋼纖維體積率、長徑比有下列關(guān)系:
(11.4)
式中 ——鋼纖維增強(qiáng)混凝土設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度,MPa;
——根據(jù)鋼纖維增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度等級(jí),按現(xiàn)行有凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范確定的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度(MPa);
——鋼纖維對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響系數(shù)。當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí),可參考文獻(xiàn)CECS 38:2004選用。
(3)鋼纖維增強(qiáng)混凝土單位體積用水量和水泥用量的確定 在水灰比保持一定的條件下,單位體積用水量和鋼纖維體積率是控制拌和料和易性的主要因素,用水量的確定應(yīng)使拌和料達(dá)到要求的和易性,便于施工為準(zhǔn)。鋼纖維增強(qiáng)混凝土的和易性按維勃稠度控制,一般以15~30s為宜。
由于影響單位體積用水量的因素較多,選用的原材料有差異,因而用水量變化較大。在實(shí)際應(yīng)用中,可通過試驗(yàn)或根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)確定。
當(dāng)拌和料中摻人外加劑或摻合料時(shí),其摻量和單位體積用水量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。
鋼纖維增強(qiáng)混凝土中,由于包裹鋼纖維和粗細(xì)集料表面的水泥漿用量較普通混凝土多,因而單位體積水泥用量較大。鋼纖維增強(qiáng)混凝土單位體積水泥用量為360~450kg,根據(jù)強(qiáng)度和鋼纖維體積率而定,當(dāng)體積率較大時(shí),單位體積水泥用量也適當(dāng)增加,但一般不應(yīng)大于500kg。
(4)鋼纖維增強(qiáng)混凝土砂率的確定 砂率是砂的質(zhì)量占砂石總質(zhì)量的百分率。由于砂的粒徑遠(yuǎn)比石料小,砂率的變化會(huì)使集料的總表面積有較大的變化,對(duì)拌和料的和易性和質(zhì)量有較大的影響,因此必須選好砂率。影響砂率的主要因素有:
?、俅旨掀贩N和最大粒徑的影響,碎石比卵石需要砂率大,石料最大粒徑小,則全部石料的空隙率就大,砂率需要大。
②鋼纖維體積率和長徑比大,則鋼纖維的表面積大,需要砂率也大。
?、凵暗募?xì)度模數(shù)較小時(shí),因砂中細(xì)顆粒較多,拌和料的黏聚性容易得到保證,故砂率采用較小值。
?、芩冶容^小,水泥漿較稠時(shí),可采用較小砂率。
?、菔┕ひ蟀韬土系牧鲃?dòng)性較大時(shí),粗集料常易出現(xiàn)離析,可采用較大砂率。
?、拊诎韬土现?,若摻入減水劑、加氣劑時(shí),可適量減小砂率。
由于影響砂率的因素較多,因此砂率可通過試驗(yàn)或根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)確定,也可根據(jù)所用材料的品種規(guī)格、鋼纖維體積率、水灰比等因素,參考有關(guān)資料選用,然后再通過拌和物和易性試驗(yàn)確定。試驗(yàn)表明,當(dāng)使用中砂時(shí)(細(xì)度模數(shù)2.3~3.0),鋼纖維增強(qiáng)混凝土的砂率一般為40%~50%。砂率在此范圍內(nèi)變化,對(duì)強(qiáng)度影響不大,對(duì)和易性有一定的影響。
(5)單位體積內(nèi)砂、石用量的確定在上述基本參數(shù)確定后,可用絕對(duì)體積法或假定密度法求得單位體積的砂、石用量。
(6)配合比調(diào)整和強(qiáng)度檢驗(yàn) 以上確定的材料配合比為計(jì)算配合比,由于在實(shí)際工程中所用材料情況往往有變化,影響鋼纖維增強(qiáng)混凝土性能的因素又較多,因此按照上述方法得到的配合比僅是初步確定的配合比,為了符合實(shí)際,還需要經(jīng)試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整以及通過強(qiáng)度檢驗(yàn)。通過試樣進(jìn)行拌和料的性能試驗(yàn),檢查其稠度、黏聚性、保水性是否滿足施工要求,若不滿足則應(yīng)在基本保持水灰比和鋼纖維體積率不變的條件下,調(diào)整單位體積用水量或砂率,直到滿足要求為止,并據(jù)此確定用于強(qiáng)度試驗(yàn)的基準(zhǔn)配合比。
鋼纖維增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)工程要求,分別進(jìn)行抗壓強(qiáng)度與彎拉強(qiáng)度或抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度(或劈拉強(qiáng)度)的試驗(yàn)。每種強(qiáng)度試驗(yàn)至少應(yīng)采用三種不同配合比,其中一種為基準(zhǔn)配合比,當(dāng)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí),另兩種配合比的水灰比應(yīng)比基準(zhǔn)配合比分別各增減O.05;當(dāng)進(jìn)行彎拉強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí),另兩種配合比的鋼纖維體積率應(yīng)比基準(zhǔn)配合比分別各增減0.2%。改變水灰比或鋼纖維體積率時(shí),單位體積用水量應(yīng)保持不變,可通過調(diào)整砂率來保持拌和料的稠度不變。共配制三種配合比,經(jīng)過試拌后制作三組試塊。制作試塊時(shí),應(yīng)測定其拌和料的稠度、黏聚性、保水性和質(zhì)量密度。
根據(jù)強(qiáng)度試驗(yàn)測得水灰比與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系,可求得與試配抗壓強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的水灰比,根據(jù)鋼纖維體積率與彎拉強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度的關(guān)系,可求得試配彎拉強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的鋼纖維體積率。由此確定的配合比為試驗(yàn)室配合比。如有抗凍、抗?jié)B等性能要求,還需另做專用試驗(yàn)檢查。
試驗(yàn)室配合比一般是以干燥材料為主,而工地現(xiàn)場的砂、石材料大都含有一定的水分,因此試驗(yàn)室配合比還需根據(jù)現(xiàn)場材料情況加以調(diào)整,調(diào)整后的配合比稱為施工配合比,以此配合比指導(dǎo)和控制現(xiàn)場施工。