钢纤维掺量及其3D空间结构对超高性能混凝土性能的影响

作者：余睿 范定强 孙美娟 张晶晶 水中和 候东帅 王鑫鹏 冯元

单位：1.硅酸盐建筑材料国家重点实验室2.武汉理工大学材料科学与工程学院3.青岛理工大学土木工程学院

关键词：超高性能混凝土 钢纤维掺量 钢纤维网络结构 性能评估

分类号：

出版年,卷(期):页码：2021,49(11):2313-2321

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20210310

摘要：

为了提高钢纤维的使用效率以及实现超高性能混凝土(UHPC)的性能调控,开展了钢纤维掺量及其形成的3D空间网络结构对UHPC的性能影响研究。采用改良的Andreasen和Andersen(MAA)颗粒堆积模型设计了UHPC基础配合比,提出了优化纤维取向的浇筑方式,之剖析了钢纤维3D空间网络结构的形成,并研究了钢纤维掺量及其3D空间结构对UHPC性能的影响。结果表明:采用单侧浇筑方式可优化UHPC钢纤维空间取向与分布;钢纤维掺量越高,纤维取向更加无序化且搭接概率越大,这导致了UHPC堆积结构的破坏和工作性能的下降;钢纤维的掺入可显著提高UHPC的力学性能,但掺量过高时,愈加紊乱的网络结构会导致增强效率的下降。钢纤维对UHPC的性能影响具有双面性,合理地优化与调控UHPC钢纤维掺量及其形成的3D空间网络结构,可有效提高钢纤维使用效率以及实现UHPC性能的提升。

基金项目：

国家自然科学基金项目(U2006224,52008220)；

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