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超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)是一种新型的超高强度、高韧性的水泥基复合材料。与普通混凝土相比,其显著特点是强度更高、韧性更大、耐久性更好。利用UHPC材料的这些特性来替代传统的混凝土用于建筑结构中,可以提高构件开裂强度,增强结构的耐久性,用于道路和桥梁结构中,可以增加结构的刚度,提高结构的疲劳寿命等。UHPC抗拉强度的提高主要依赖钢纤维的掺入。钢纤维的掺入,一方面提高了UHPC的抗拉强度,另一方面,对UHPC开裂后韧性的提高也有影响。本文选取了直线型、端勾型和波纹型三种长度在20mm以内的不同长径比钢纤维,对比了纤维掺量、纤维长径比对UHPC工作性、与基体的粘结性能,以及抗压和抗弯拉强度等方面的影响,并且通过受弯荷载-挠度曲线来反映不同钢纤维增强和增韧的作用效果,最后还拟合了不同长径比、粘结强度等和纤维增强混凝土强度的内在关系。为此得出了以下结论:(1)通过不同长径比纤维对UHPC工作性和力学性能影响的试验,分析了纤维长径比对UHPC流动性、抗压强度和抗弯拉强度的影响,研宄表明:随着纤维长径比的增大,纤维对UHPC的流动性影响增大,当长径比为65,掺量为3%时的流动度最小,为190mm。UHPC的抗压强度随纤维长径比的增大变化不大,而抗弯拉强度随着纤维长径比的增大有不同程度的增大,当纤维长径比为65时,UHPC有最大的抗弯拉强度。(2)纤维类型对UHPC流动性影响不显著,而对UHPC的抗压和抗弯拉强度的影响很大。其中端勾型纤维提高幅度最大,为65.3%。不同类型钢纤维与混凝土的粘结力不同,其中端勾形钢纤维与混凝土的粘结力最大,为23.9Mpa,波纹形纤维的粘结强度为21.5Mpa,直线形纤维的粘结强度为18.9Mpa。(3)纤维掺量对UHPC的流动性和力学性能影响很大。随着掺量的增加,纤维对UHPC流动性的影响越大,当纤维掺量为3%时,流动度有最小值190mm。但随着纤维掺量的增加,UHPC抗压和抗弯拉强度的增幅逐渐减小。纤维掺量为2.5%和3%时的抗压和抗弯拉强度基本相同。(4)不同类型钢纤维UHPC的开裂荷载差别不到5%。相对于直线型钢纤维而言,变形钢纤维对UHPC开裂后强度和韧性的继续提高有显著效果。因此,在相同掺量下,端钩型钢纤维增强增韧效果要优于波纹型。(5)本文根据纤维增韧增强的机理,推导了不同长径比、粘结强度和体积掺量的纤维对UHPC的强度和韧性的影响等,并与文本的试验结果进行比较,拟合了其中的内在关系。