关于混凝土强度对纤维混凝土粘结性能影响的研究_开题报告

    混凝土是现代工程结构的主要材料之一，因其原料取材广泛容易、易成型、能耗低、价格便宜及与钢材结合可制成各种承重构件等优点而得到广泛应用。但混凝土随着抗压强度的升高其脆性增大，往往呈现出无征兆的脆性破坏，无疑限制了混凝土结构的应用。

纤维混凝土较好地弥补了混凝土的材料缺陷。纤维增强混凝土简称纤维混凝土，它是以水泥净浆、砂浆或混凝土作为基材，以非连续的短纤维或连续的长纤维作增强材所组成的复合材料的总称。纤维混凝土通过将纤维加入混凝土基材中，改善混凝土的脆性，阻碍混凝土内部微裂缝的产生和扩展，大量研究表明，在混凝土基材中掺加各类纤维是提高混凝土韧性的有效途径。

复合材料理论认为，多种材料结合或混合之后所构成的材料整体是一个多相系统，其性能乃是各个相性能的叠加值。一般情况下，混凝土材料结构是非匀质的，因此当混凝土构件受到拉力作用时，其界面中各点受力不均匀，存在大量不规则的应力集中点。这些应力集中点的应力首先达到抗拉强度极限，引起局部塑性变形。此时，如果混凝土没有配筋约束，便会在应力集中部位出现裂缝。但是，如果适当地配以既细又密的抗拉力筋，便可约束混凝土的塑性变形，从而分散混凝土的应力集中，推迟或避免混凝土裂缝的出现，亦即提高了混凝土拉伸极限。将分布在混凝土中的大量纤维看作是混凝土内部细微的“次增强筋"，与混凝土内的配筋一道形成“筋级配"。这样，纤维混凝土可以获得比普通混凝土更好的力学性能。

当前国内外已对纤维混凝土的理论研究与工程应用有了较多的研究，但这部分研究主要针对单独的钢纤维或聚丙烯纤维的纤维混凝土的研究，对钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的研究较少，关于纤维混凝土本构关系的内容值得更深入的研究。钢筋与钢-聚丙烯纤维混凝土的粘结性能是钢-聚丙烯纤维混凝土及其结构研究与设计的基本问题，它对钢-聚丙烯纤维混凝土结构中钢筋的锚固、搭接等工程实际问题的解决有着十分重要的意义。

  （一）国外研究现状

近代关于纤维混凝土的理论研究开始于1910年，由美国的Porter首创。1911年美国Graham正式将钢纤维掺合到混凝土中，并初步验证了它的优越性。1940年前后，美、英、法、德等国先后取得了一些相关专利。第二次世界大战期间，为了战争的需要，日本曾将纤维混凝土用于抗爆结构中。20世纪50年代以来，世界上许多工业发达国家对纤维混凝土的研究均取得了明显的成就，其中包括：钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和碳纤维混凝土等。

尽管各种纤维增强复合材料品类繁多，各具特点，但目前应用最广、技术上最成熟、基本性能理解最深、商业化程度最高的是钢纤维混凝土。钢纤维混凝土最早由Porter于1910年提出。钢纤维混凝土力学特性研究始于上世纪60年代，Romualdi．J．R．等人首先通过系列研究讨论了钢纤维约束混凝土裂缝开展的机理，提出了基于断裂分析的纤维间距理论，为钢纤维混凝土的实用化开辟了道路；之后Swamy R．N．和Naaman A．E．等人提出了复合材料力学理论。随着钢纤维混凝土的推广应用，美国混凝土学会增设了专门的纤维混凝土委员会(ACI 544委员会)，国际标准化协会也增设了纤维水泥制品技术指标委员会(ISO TC77)。

聚丙烯纤维是另一种研究和应用都较为广泛的合成纤维。1971年英国制定了有关聚丙烯纤维混凝土制作管、管件和薄板的国家标准。1975年在国际材料和结构试验室联合会^范文集《纤维增强水泥与混凝土》上，对有关聚丙烯纤维的各项性能、计算方法、施工技术等均有比较全面的论述。1970年美国开始大力开发丝束相连的膜裂聚丙烯纤维，以代替钢筋网片控制混凝土的收缩。上世纪80年代，聚丙烯纤维开始大量应用于机场跑道、高层建筑地下室等工程中。

（二）国内研究现状

国内对纤维混凝土的研究较晚。纤维混凝土在中国大规模应用是从玻璃纤维和钢纤维混凝土起步的。20世纪70年代纤维混凝土传入中国。20世纪90年代初，在美国本土生产、能够应用于纤维混凝土的有机纤维透过商业渠道流入中国，成为纤维混凝土在中国大量应用的契机。为了更好地推动纤维混凝土的发展，在中国土木工程学会下专门设立了纤维混凝土委员会，积极组织开展国内外学术交流。中国土木工程学会纤维混凝土委员会于1986年在大连召开了第一届全国纤维混凝土学术会议。此后，又分别在哈尔滨(1988)、武汉(1990)、南京(1992)、南海(1994)、重庆(1996)、井冈山(1998)、济南(2000)、郑州(2002)、上海(2004)、大连(2006)、北京(2008)．召开了历届纤维混凝土学术会议，并于1997年11月在广州召开了国际纤维混凝土学术会议，对纤维混凝土的研究与开发起到了促进作用。

我国子上世纪70年代开始研究和应用钢纤维混凝土。国内专家学者对钢纤维混凝土的基本强度特性和基本变形特性进行了大量试验研究，对钢纤维混凝土的断裂性能和疲劳特性也开展了部分试验研究。进入80年代后，这一领域的研究有了迅速发展，大连理工大学赵国藩教授从断裂力学理论出发，推导出了与复合材料理论相一致的乱向分布钢纤维混凝土抗拉强度公式，并分析了钢纤维混凝土的增强和破坏形态；空军工程学院章文纲、程铁生进行了单调轴压荷载下钢纤维混凝土应力一应变全过程以及钢纤维框架节点抗震性能和钢纤维混凝土梁抗剪性能的试验研究。1989年12月由中国工程建设标准化协会批准颁布了《钢纤维混凝土试验方法CECS 13：89》，1992年12月由中国工程建设标准化协会批准颁布了《钢纤维混凝土结构设计与施工规程CECS38：．92》。2004年在对《钢纤维混凝土结构设计与施工规程CECS38：92》修订基础上，颁布了《纤维混凝土结构技术规程CECS38-2004))。

中国建筑科学研究院的徐有邻等人做了一系列试验，系统地研究了混凝土强度、保护层厚度、锚固长度、配箍率、钢筋直径对粘结锚固性能的影响。同济大学的李方元通过对变形钢筋分别与高强混凝土(HSC) 和钢纤维高强混凝土的研究，计算并分析了初始粘结应力、极限粘结应力、粘结滑移与混凝土强度的关系。

二、^范文提纲

1绪论

1.1引言：研究钢-聚丙烯纤维高强混凝土与钢筋之间的粘结强度具有实际意义。

1.2纤维混凝土

1.2.1纤维混凝土概述

1.2.2纤维增强机理

1.3纤维混凝土的研究和应用现状

1.3.1钢纤维混凝土的研究和应用

1.3.2聚丙烯纤维混凝土的研究与应用

1.3.3混杂纤维混凝土的研究概况

1.4粘结破坏机理

1.5钢筋筋与纤维混凝土粘结性能研究概况

1.6影响钢筋与混凝土粘结性能的因素

1.7本文主要研究内容

2滑移试验

2.1试验方案

2.1.1试件设计与制作

2.1.2材料选用

2.1.3基体混凝土配合比

2.2试验过程

2.2.1混凝土的制作

2.2.2试验装置以及试验

3实验结果

3.1试验数据

3.2试验数据处理

4结论与展望

4.1结论

4.2展望

三、参考文献

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