一种超高强水泥基材料与钢纤维拉压配伍效能的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种超高强水泥基材料与钢纤维拉压配伍效能的测试方法。本发明专利技术方法包括：（1）采用一对顶板中心预留小孔的试模，将钢纤维从两个顶板中心垂直穿透并在模具外部两端拉紧夹紧固定；（2）试件制备：在试模中固定好钢纤维后，水泥基材料浆体浇筑入试模中成型；（3）试件养护：浇筑后拆模，将试件上长端钢纤维在环氧树脂中浸润后再进行相应的养护；（4）性能测试：将试件上短端钢纤维部分截断，之后对试件先进行拉伸粘接性能测试，再对同一试件测试基体抗压强度。本发明专利技术所述测试方法通过对同一试件测试其钢纤维拉伸粘接性能以及水泥基材料的抗压性能，大大降低了数据离散性；本发明专利技术所述方法大大减少了试验量，提高了试验效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种超高强水泥基材料与钢纤维拉压配伍效能的测试方法


[0001]本专利技术涉及超高强混凝土的力学测试领域，具体涉及一种超高强水泥基材料与钢纤维拉压配伍效能的测试方法。

技术介绍

[0002]超高强混凝土与普通混凝土材料的力学性能相比，具有高抗压强度、高抗拉强度、高抗弯性能等特点，可以代替部分钢结构，可以用于预制薄壁构件、细长构件以及其它特殊结构形式的构件、可以少配筋甚至不配筋，进而可以大幅缩减结构尺寸，增大使用空间。
[0003]超高强混凝土力学性能的实质是采用相应的超高强水泥基材料与钢纤维进行合理的配伍从而达成相应的力学性能要求。
[0004]针对不同应用领域及用途，选择合适的超高强水泥基材料的力学性能常常需要大量的配合比实验，而超高强混凝土配合比的试配过程以及测试过程，尤其是抗拉或抗弯性能的测试的工作量较大，且混凝土力学性能的测试离散性较大，常需要多个配比反复验证，才能筛选出合适的配合比。合理有效的表征两者的配伍关系可以更方便高效的确定超高强混凝土的配合比。
[0005]水泥基材料与钢纤维的配伍主要是指水泥基材料的抗压强度、水泥基材料与钢纤维的粘接性能的合理搭配。水泥基材料与钢纤维的粘接性能主要是指钢纤维从水泥基材料拔出过程中的表现出的力学特征。
[0006]要获取这些力学特征，常规的方法是制备不同的试件进行相应的性能测试，采用这一种方式仍不能显著减少工作量。同时，不同试件的尺寸及形状，水泥基材料水化历程发展的离散性都会对测试结果存在影响，影响配伍判定的准确性。另外，在钢纤维与水泥基材料拉伸粘接测试试验中，大多测试方法并没有对拉伸方向和纤维方向的一致性做出精确控制，这对测试结果的准确性也存在很大的影响。
[0007]目前已知的技术规程及专利方法，如CECS13
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2009、CN109030348A、CN210293928U，CECS13
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2009都未能提出妥善的解决方法。CECS13
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2009钢纤维与水泥粘接强度试验通过0.5
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1.0mm的塑料隔板中插入钢纤维，这种情况下钢纤维只有中间一个固定点，无法防止钢纤维自身的弯曲、确定钢纤维的角度，更无法避免在浇筑过程中的位移。CN109030348A中也采用隔板单点用石蜡固定的方式，但确保钢纤维垂直于隔板显然存在一定难度，具融化石蜡易钢纤维流动，在其浇筑部分形成蜡层影响测试精度，上述两个对比文件以及对比文件CN210293928U对于中间裸露部分的钢纤维都未提出养护过程中的阻锈措施，在水泥基材料高湿的养护环境下均易锈蚀，从而影响测试结果的风险。并且这些对比文件并没有反映超高强水泥基材料基体性能的手段，其中CECS13
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2009仅有纤维增强后的整体抗压强度方法，且由另一试件完成从而增加了离散性。

技术实现思路

[0008]针对目前钢纤维拉伸粘接性能测试过程中钢纤维发生弯曲、倾斜无法对中、锈蚀
无法测试等问题，本专利技术提出一种超高强水泥基材料与钢纤维拉压配伍效能的测试方法，该方法通过同一试件获取水泥基材料抗压强度和钢纤维从水泥基材料中拔出过程行为特征及参数的方法，为超高强混凝土配合比设计提供更准确的参数；且同时通过同一试件在完成拉伸粘接测试后进行抗压强度测试，大大降低了数据的离散性。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0010]本专利技术提供了一种超高强水泥基材料与钢纤维拉压配伍效能的测试方法，具体包括如下步骤：
[0011](1)试件浇筑前准备：采用尺寸为40mm
×
40mm
×
40mm且一对顶板中心预留小孔的试模，将钢纤维从两个顶板中心垂直穿透；所述钢纤维一端稍稍外露，便于固定即可，另一端露于试模外的长度不小于100mm；浇筑前，在模具外部两端拉紧钢纤维并用夹子夹紧固定，避免埋入长度、角度误差及弯曲，进而避免这些因素对测试结果的影响；
[0012]步骤(1)中所述试模上的小孔直径<0.5mm，且大于钢纤维直径；所述钢纤维的长度不小于160mm；所述钢纤维稍稍外露的较短长度由固定工具决定，一般不大于20mm；
[0013](2)试件制备：在试模中固定好钢纤维后，按任意设计的配合比充分搅拌水泥基材料，将其浆体浇筑入试模中成型；
[0014](3)试件养护：取一组试件浇筑24h后拆模，将试件上长端钢纤维裸露部位在环氧树脂中浸润之后取出按实际应用要求再进行相应的养护，钢纤维在环氧树脂中浸润时避免试件接触环氧树脂；
[0015]采用环氧树脂浸润有两个重要作用：一是防锈，防止养护过程中高湿环境下钢纤维锈蚀，二是增粗，环氧层可增加裸露部分钢纤维直径，方便拉伸粘接测试过程中夹持，防止拉伸过程中夹持的钢纤维滑移；
[0016](4)性能测试：待试件养护到实际应用要求的指定龄期后，将试件上的短端钢纤维裸露在外的部分截断，之后对养护后的一组试件均先进行拉伸粘接性能测试，再对同一试件测试基体抗压强度；
[0017]①
拉伸粘接性能测试：使用电子万能试验机对试件进行拉伸粘接性能测试，将一底部中心设有圆孔且顶部中心设有连杆的夹具置于试验机中，并用试验机的夹持装置将夹具的连杆夹紧；之后将试件外部裸露钢纤维的一侧朝下放置于夹具内正中心且此时钢纤维从夹具中心孔中穿出，并由试验机下部夹持装置夹紧钢纤维，夹持装置中夹持的钢纤维长度不小于80mm，以保证拉伸过程中不产生滑移，此时试件仅底部与夹具接触；之后试验机以2～5mm/min的恒定速率进行加载，根据数据及拉伸曲线，记录峰值拉伸试验力及破坏方式，即拔出或拉断；
[0018]②
抗压性能测试：拉伸粘接性能试验完成后，对该同一试件进行抗压强度测试，由于40*40*40试件为水泥胶砂标准强度试件，直接按GBT17671
‑
1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)以2400N/s
±
200N/s的速度进行加载测试其抗压强度并记录；拉伸粘接试验不对抗压性能试验产生影响，单个试件拉伸数据与抗压强度应一一对应；
[0019]对养护完成的一组试件分别进行性能测试，性能测试数据规律一致，从而确定采用该方法进行性能测试后的数据的真实、准确。
[0020]本专利技术所述一种超高强水泥基材料与钢纤维拉压配伍效能的测试方法，通过对同一试件测试其钢纤维在超高强水泥基材料中拉伸粘接性能以及超高强水泥基材料的抗压
性能，减少了不同试件及成型条件带来的差异，从而大大降低了数据离散性；同时通过试模及钢纤维埋入尺寸及方式的标准化，以及对钢纤维的固定，解决了常规方法中钢纤维埋入水泥基材料中时的角度偏差、长度偏差及弯曲问题，裸露部分的环氧处理解决了长期以来类似方法对裸露钢纤维缺乏保护进而影响测试结果的问题，同时环氧层增加了钢纤维的夹持直径，减少拉伸过程中滑移现象的产生，增强了钢纤维夹持端的夹持效果。通过这些改进，一方面可为超高强水泥基材料的配合比设计提供更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高强水泥基材料与钢纤维拉压配伍效能的测试方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)试件浇筑前准备：采用尺寸为40mm
×
40mm
×
40mm且一对顶板中心预留小孔的试模，将钢纤维从两个顶板中心垂直穿透；所述钢纤维一端稍稍外露，便于固定即可，另一端露于试模外的长度不小于100mm；浇筑前，在模具外部两端拉紧钢纤维并用夹子夹紧固定；(2)试件制备：在试模中固定好钢纤维后，按任意设计的配合比充分搅拌水泥基材料，将其浆体浇筑入试模中成型；(3)试件养护：取一组试件浇筑24h后拆模，将试件上长端钢纤维裸露部位在环氧树脂中浸润之后取出按实际应用要求再进行相应的养护，钢纤维在环氧树脂中浸润时避免试件接触环氧树脂；(4)性能测试：待试件养护到实际应用要求的指定龄期后，将试件上的短端钢纤维裸露在外的部分截断，之后对养护后的一组试件均先进行拉伸粘接性能测试，再对同一试件测试基体抗压强度；
①
拉伸粘接性能测试：使用电子万能试验机对试件进行拉伸粘接性能测试，将一底部中心设有圆孔且顶部中心设有连杆的夹具置于试验机中，并用试验机的夹持装置将夹具的连杆夹紧；之后将试件外部裸露钢纤维的一侧朝下放置于夹具...

【专利技术属性】
技术研发人员：万赟，韩方玉，林玮，郑晓波，吕进，刘加平，刘建忠，沙建芳，阳知乾，李长风，施展，
申请(专利权)人：江苏苏博特新材料股份有限公司博特建材天津有限公司，
类型：发明
国别省市：