针对钢纤维在砂浆中的粘结性能进行多指标综合评价,以区分钢纤维对混凝土的增强和增韧效果,本文使用八字形试样进行拉拔试验,研究了钩端钢纤维在砂浆中的粘结性能。结论如下:
(1)本文进行了详细的实验研究,考察了钢纤维嵌入砂浆后的拉拔荷载-滑移曲线来表示粘结性能。以砂浆强度、砂类型和钢纤维的嵌入长度作为主要影响因素。曲线上出现的三个突变点标在上升段、峰值和下降段,用于表征钢纤维从砂浆中脱出的粘结滑移机制。
(2)本文对钩端钢纤维在砂浆中的粘结性能进行了多指标综合评价。具有相应强度使用效率的脱粘强度、粘结强度、残余粘结强度等指标代表钢纤维的增韧效果,而具有相应脱粘能量比、滑移能量比、拔出能量比的拔出能代表钢纤维增韧效果。这些指标的所有测试值都是从本研究中完整的拔出荷载-滑移曲线中提取的。
(3)砂浆强度的提高有利于钢纤维的增强效果,这会提高钢纤维的脱粘强度、粘结强度和残余粘结强度。当砂浆抗压强度为65~90MPa时,钢纤维的强度利用率可达60%以上。脱粘和残余粘结状态下强度比的降低呈现出粘结-滑移曲线的深圆顶特征。由于粘结性能的提高,拉拔能随着砂浆强度的增加而增加。随着砂浆强度的增加,滑移能比减小,拔出能比增大。这表现出钢纤维滑移后钢纤维的增韧作用增强。并提出了砂浆抗折强度与脱胶强度、粘结强度、残余粘结强度及能量比的预测公式。
(4)与掺河砂砂浆中的钢纤维相比,掺人工砂砂浆中钢纤维的粘结性能在整个拔出过程中得到了提高,具有更高的粘结强度和更低的相应滑移率。拔出能越大、拔出能比越高,表明掺有机制砂的砂浆中纤维的增韧效果越大,而脱粘能比和滑移能比越低,则表明钢纤维在滑移前的粘结性越好。
(5)随着钢纤维嵌入长度的增加,脱粘强度、粘结强度和残余粘结强度呈下降趋势,脱粘能、滑移能和拔出能增加。当嵌入长度为14mm时,钢纤维的强度利用效率达到极限。钩端对嵌入砂浆的钢纤维的粘结性能起着控制作用。