CN111879581A - 一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法及其应用 - Google Patents

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朱军民
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Abstract

本发明涉及一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法和应用，相比室内通过试模浇筑、振动台振捣成型力学试件的方法，该方法通过在混凝土板上放置塑料薄膜或钢板、支设侧模浇筑钢纤维混凝土，在以平板振捣器振实，硬化后在钢纤维混凝土取样区内完成试件取样，钢纤维混凝土取样边界应距侧向模板边大于等于50mm，圆柱体试件采用钻芯取样法，棱柱体试件采用切割取样法，获得能够体现钢纤维在实际工程中分布情况的力学试件。该力学试件能够准确有效地模拟钢纤维在铺面混凝土板中的分布形态，切割成型试件的力学试验可表征铺面钢纤维混凝土的力学性能。

Description

一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法，适用于铺面工程中使用的钢纤维混凝土力学性能测试所需的试件制作。
背景技术
钢纤维混凝土是将短细的钢纤维均匀地乱向分布于普通混凝土基体中，在混凝土基体和骨料间起“桥架”作用，这些乱向分布的钢纤维能够有效阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著改善混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性和韧性，而钢纤维混凝土这些优异性能的发挥很大程度上依赖于钢纤维在混凝土基体中的分布。
目前，评价钢纤维混凝土力学特性的试验方法仍是基于室内小型试模浇筑、振动台振动成型的试件。已有研究表明，该方法得到的混凝土试件中，钢纤维易集聚在试模边成环向分布，中心处的钢纤维量较少，与实际工程中钢纤维的空间分布差异性较大。此外，对于新拌混凝土，钢纤维成三维乱向分布，但在捣实过程中可明显的改变纤维的取向，室内试验规范与实际工程中采用的振捣方式不同。因此，按目前标准规定的方法成型的圆柱或棱柱体试件测试得到的钢纤维混凝土抗压、弯拉强度可能不适用于实际工程中的钢纤维混凝土构件设计。
为准确体现钢纤维在实际工程混凝土中的分布情况，有必要开发一种新的铺面钢纤维混凝土力学试件制备方法，以便对钢纤维混凝土在铺面工程中的应用进行评价。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法，运用该方法得到的力学试件测试得到的钢纤维混凝土力学性能能够精确反应板式结构中钢纤维混凝土的实际工作性能，试验结果更加真实、可靠。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法，具体步骤如下：
(1)在平整地坪上放置一防粘结层；所述的防粘结层上架设侧向模板，并通过固定架固定，侧向模板的高度为力学试件要求的尺寸；
(2)按照规范完成钢纤维混凝土拌和物的制备，保证钢纤维在混凝土中均匀分散，防止钢纤维结团；
(3)选择合适的运输工具将拌和物运输至浇筑现场，避免钢纤维混凝土分层离析，钢纤维下沉；
(4)采用平板振捣器振捣，振动应持续到钢纤维混凝土拌和物表面出浆，并用抹刀抹平；
(5)养护至少7天，使混凝土强度大于最终强度的80％；在钢纤维混凝土取样区内完成试件取样，钢纤维混凝土取样边界应距侧向模板边大于等于50mm，优选为大于等于100mm；圆柱体试件采用钻芯取样法，棱柱体试件采用切割取样法，获得能够体现钢纤维在实际工程中分布情况的力学试件。
步骤(1)中，所述的防粘结层为整块塑料薄膜或钢板。
步骤(2)中，搅拌钢纤维混凝土采用强制式搅拌机；钢纤维混凝土的一次搅拌量，应比试验用量多，并应在搅拌机规定容量的50％～80％之间；搅拌过程应保证钢纤维在混凝土中均匀分散，防止钢纤维结团，搅拌时间应不少于3min。
步骤(5)中，所述试件采用高度和直径为100或150mm的圆柱形试件、或者边长为100或者150mm的立方体、或者长宽为100或 150mm，长度300mm或550mm的棱柱体。
所述钢纤维混凝土材料主要应用于道路、地坪、厂矿等铺面工程中。
相对于现有成型技术，本发明成型的圆柱或棱柱体试件测试得到的钢纤维混凝土抗压、弯拉强度适用于实际工程中的钢纤维混凝土构件设计，实现模拟现场施工工艺的浇筑、振捣、抹平等功能，达到与现场施工较高的匹配度；地坪上的塑料薄膜或钢板能够有效防止现浇混凝土与下面层粘结，且起到平整作用，取样的试件下表面光滑平整。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-钢纤维混凝土取样区；2-钢纤维混凝土取样边界；3-侧向模板；4-固定架(采用钢筋焊接钢板)；5-塑料薄膜或者钢板；6-地坪。
图2是现有室内试模成型和本发明室外切割成型的钢纤维混凝土试件的钢纤维分布图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例及其附图对本发明的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更加清楚。以下所述仅为体现本发明的目的、效果和技术特征的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
如图1所示，一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法，具体步骤如下：
(1)在平整地坪上放置一防粘结层；所述的防粘结层上架设侧向模板，并通过固定架固定，侧向模板的高度为力学试件要求的尺寸；
(2)按照规范完成钢纤维混凝土拌和物的制备，保证钢纤维在混凝土中均匀分散，防止钢纤维结团；
(3)选择合适的运输工具将拌和物运输至浇筑现场，避免钢纤维混凝土分层离析，钢纤维下沉；
(4)采用平板振捣器振捣，振动应持续到钢纤维混凝土拌和物表面出浆，并用抹刀抹平。混凝土运输道路要平坦，运输工具要选择恰当，不吸水、不漏浆，运输距离要限制，以防混凝土分层离析，钢纤维下沉。卸料时尽量紧贴浇筑平台，以免发生离析。采用平板振捣器振捣，严禁用振捣棒插入混凝土内，振动应持续到钢纤维混凝土拌和物表面出浆，并用抹刀抹平。
(5)养护7天，在钢纤维混凝土取样区内完成试件取样，钢纤维混凝土取样边界应距侧向模板边大于等于100mm，圆柱体试件采用钻芯取样法，棱柱体试件采用切割取样法，获得能够体现钢纤维在实际工程中分布情况的力学试件。
对于新拌混凝土，钢纤维成三维乱向分布。然而，由于室内成型方法与实际工程工艺不同，按目前标准规定的方法成型圆柱或棱柱体试件测试得到的钢纤维混凝土抗压、弯拉强度可能不适用于实际工程中的钢纤维混凝土构件设计。如图2所示，室内试模成型的混凝土试件中，钢纤维易集聚在试模边成环向分布，中心处的钢纤维量较少；且钢纤维成竖向分布的情况较明显，尤其在壁面处，这一现象与实际工程中钢纤维的空间分布差异性较大。
而本发明的室外切割成型方法，取样边界距板边为100mm，如图 2所示，室外割成型的混凝土试件中，钢纤维分布均匀，其与实际工程中钢纤维的空间分布差异性较小。这种方法获得试件更加接近于实际工程的钢纤维混凝土的情况。所获得的试件对钢纤维混凝土在铺面工程中的应用具有更佳的评价依据。

Claims (7)

1.一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)在平整地坪上放置一防粘结层；所述的防粘结层上架设侧向模板，并通过固定架固定，侧向模板的高度为力学试件要求的尺寸；
(2)按照规范完成钢纤维混凝土拌和物的制备，保证钢纤维在混凝土中均匀分散，防止钢纤维结团；
(3)选择合适的运输工具将拌和物运输至浇筑现场，避免钢纤维混凝土分层离析，钢纤维下沉；
(4)采用平板振捣器振捣，振动应持续到钢纤维混凝土拌和物表面出浆，并用抹刀抹平；
(5)养护至少7天，在钢纤维混凝土取样区内完成试件取样，钢纤维混凝土取样边界应距侧向模板边大于等于50mm，圆柱体试件采用钻芯取样法，棱柱体试件采用切割取样法，获得能够体现钢纤维在实际工程中分布情况的力学试件。
2.根据权利要求1所述的一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的防粘结层为整块塑料薄膜或钢板。
3.根据权利要求1所述的一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，搅拌钢纤维混凝土采用强制式搅拌机。
4.根据权利要求1所述的一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，钢纤维混凝土的一次搅拌量在搅拌机规定容量的50％～80％之间；搅拌过程应保证钢纤维在混凝土中均匀分散，防止钢纤维结团，搅拌时间应不少于3min。
5.根据权利要求1所述的一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，所述试件采用高度和直径为100或150mm的圆柱形试件、或者边长为100或者150mm的立方体、或者长宽为100或150mm，长度300mm或550mm的棱柱体。
6.根据权利要求1所述的一种铺面钢纤维混凝土力学试件的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，钢纤维混凝土取样边界应距侧向模板边大于等于100mm。
7.权利要求1-6任意之一所述的制备方法制备获得的钢纤维混凝土材料，其特征在于：所述钢纤维混凝土材料应用于道路、地坪、厂矿等铺面工程中。
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