定向钢纤维混凝土中钢纤维分布特性研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文定向钢纤维混凝土中钢纤维分布特性研究论文作者：马艳奉学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：结构工程指导教师：慕儒职称：正高级工程师资助基金项目：国家自然科学基金资助项目（No.51578208）；河北省高等学校科学技术研究项目（No.ZD2015028）。DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofStructuralEngineeringANALYSISOFTHEDISTRI

2、BUTIONOFSTEELFIBERINALIGNEDSTEELFIBERREINFORCEDCONCRETEbyMaYanFengSupervisor:ProfessorofEngineeringMuRuMay2016ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.51578208andtheScienceandTechnologyResearchKeyProjectofHighSchoolinHebeiProvince.NO.ZD20150

3、28原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文

4、或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要钢纤维混凝土具有很好的抗拉性能、韧性、抗裂性能。普通钢纤维混凝土中钢纤维随机分布，纤维方向效应系数约为0.5。定向钢纤维混凝土中，绝大部分钢纤维方向相同，该方向上钢纤维的方向效应系数大幅度提高。定向钢纤维混凝土是通过对钢纤维混凝土拌合物施加匀强磁场，使其中钢纤维转动到预定方向，凝结硬化后即制备出定向钢

5、纤维混凝土。定向钢纤维混凝土中钢纤维的定向效果，即钢纤维方向效应系数，直接影响其增强效果，有必要对此进行深入分析。本文主要研究了混凝土拌合物粘度、钢纤维体积掺量、粗骨料含量、粗骨料最大粒径对钢纤维定向的影响，并通过CT扫描更加直观和精确的研究了钢纤维在混凝土中的分布特性，最后分析了定向钢纤维较乱向钢纤维对混凝土的增强效率及钢纤维分布方向对混凝土拌合物泌水的影响。本文主要研究内容如下：1.利用X-CT技术在不破坏混凝土试件的情况下得到钢纤维混凝土截面图像，进行三维重构得到钢纤维在混凝土内部的分布情况，通过图像处理技术得到了纤维

6、的空间坐标值，极大地提高了研究方法的准确性和精度。2.砂浆拌合物粘度是影响钢纤维转动的重要因素，水灰比越大、胶砂比越小及减水剂用量越多，拌合物粘度越小，钢纤维转动越容易，则定向效果越好。3.与拉应力力方向（定向钢纤维设计方向）呈30°范围内的钢纤维起主要增强作用。定向钢纤维水泥砂浆中该范围内的纤维数量百分比达75%以上，定向钢纤维混凝土中该范围内的纤维数量百分比达60%以上。4.定向钢纤维增强水泥砂浆中，钢纤维方向效应系数较乱向钢纤维提高120%以上。水灰比越大，钢纤维的体积掺量的越小，定向钢纤维方向效应系数提高越大；定向钢

7、纤维增强混凝土中，定向钢纤维方向效应系数较乱向钢纤维提高80%以上。5.定向钢纤维混凝土拌合物的泌水小于普通钢纤维混凝土，原因在于定向钢纤维水平分布，定向钢纤维表面吸附一部分水分，并沿纤维方向游离，使得拌合物泌水减少。关键词：定向钢纤维混凝土、X-CT、纤维分布特性、塑性粘度、泌水。IABSTRACTSteelfiberreinforcedconcretehasgoodtensileproperties,toughnesspropertiesandcrackingresistance.Thefiberorientationc

8、oefficientofordinarysteelfiberconcreteisabout0.5.Becausemoststeelfiberinthealignedsteelfiberreinforcedconcretehavethesamedirection,thefiberorient