Flexural Fracture Toughness and First-Crack Strength Tests of Steel Fiber-Silica Fume Concrete and Its Engineering Applications

Abstract

The effect of a steel fiber and silica fume on the first-crack strength and the flexural toughness of concrete is evaluated. The ten sets of specimens with a steel fiber content of 0, 40, 50, and 60 g/m³ and steel fiber types of wave shear and straight shear types with and without a silica fume content of a 10% replacement of the cement weight were tested. The results show that the combined effect of silica fume and steel fiber improve the first-crack load and deflection of specimens to a certain degree and increase the flexural fracture toughness of specimens greatly. In the strengthening effect of steel fiber silica fume concrete, the steel fiber is of first importance, while silica fume is an auxiliary component. The wet steel fiber-silica fume shotcrete support for controlling the surrounding rock mass can provide the whole supporting effect of the anchor mesh shotcrete.

Выполнена оценка влияния стального волокна и кремнеземной пыли на прочность бетона при появлении первой трещины и вязкость разрушения при изгибе. Выполнены испытания 10 серий образцов с содержанием стального волокна 0, 40, 50, 60 г/м³, использовано стальное волокно различных типов без содержания кремнеземной пыли и с ее содержанием на уровне 10% замещения веса цемента. Показано, что совместное использование кремнеземной пыли и стального волокна повышает допустимую нагрузку образования первой трещины и прогиба образцов, а также вязкость разрушения при изгибе. Установлено, что упрочнение сталефибробетона с добавками кремнеземной пыли определяется содержанием стального волокна, а кремнеземная пыль является вспомогательным компонентом. Опора из смеси сталефиброторкретбетона с содержанием кремнеземной пыли, обеспечивающая контроль окружающего скального массива, усиливает общий несущий эффект анкерной структуры.