《500MPa級鋼筋-超高性能鋼纖維混凝土結構性能》是依託北京航空航天大學，由刁波擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：500MPa級鋼筋-超高性能鋼纖維混凝土結構性能
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：刁波
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超高性能鋼纖維混凝土在高強度、高韌性、高抗滲性和高耐久性等方面的優勢，使其在防爆抗衝擊、防滲耐腐蝕和機場道面等領域有廣闊的套用前景，但超高性能鋼纖維混凝土的抗拉強度仍遠低於抗壓強度，並且關於高性能鋼纖維混凝土構件層次的研究成果很少，限制了其工程套用。本課題組用普通工藝和常規材料製成超高性能鋼纖維混凝土（抗壓強度160MPa，彎拉強度20MPa）。擬試驗研究500MPa級高性能鋼筋與超高性能鋼纖維混凝土組合構件的強度、韌性和耐久性。研究內容包括：鋼纖維種類、長徑比和鋼纖維摻量對超高性能混凝土增強、阻裂、韌性和耐久性的影響規律，提出最佳鋼纖維混合配比和摻量；研究鋼纖維摻量、配筋率、配箍率對彎剪、壓彎構件靜、動力性能的影響規律，分析構件破壞形態、滯回損傷機理並建議構件設計方法，為推廣這種新型結構提供理論和試驗基礎。
結題摘要
超高性能纖維混凝土具有高強度（抗壓、抗拉）、高延性和高耐久性的優勢，但抗拉強度仍遠低於抗壓強度。改善超高性能纖維混凝土的抗拉強度仍然是結構工程師關心的問題。本項目採取自密實成型和常溫養護方法製成了超高性能鋼纖維混凝土（抗壓強度大於120MPa，彎拉強度大於15MPa）。通過75個立方體試件和50個小梁試件的試驗，研究了波浪形、兩端彎折形、兩端壓扁形和超細鋼纖維製備的超高性能鋼纖維混凝土，在鋼纖維體積摻率分別為1%、2%、2.5%和3%時和混合比例變化時的力學性能。結果發現體積摻率2%時超高性能鋼纖維混凝土的可施工性、強度和延性最佳，超細纖維受壓強度和抗裂性能最好、兩端彎折纖維混凝土的彎折強度和延性最佳；混雜纖維超高性能混凝土的力學性能介於兩種單一纖維混凝土力學性能之間。波浪纖維不適宜做延性纖維混凝土。在此基礎上，通過26個配筋超高性能纖維混凝土梁試件，試驗研究了配置屈服強度為550MPa鋼筋，配筋混合鋼纖維混凝土梁的力學性能。主要研究了鋼纖維混合比例、纖維體積摻量、縱筋配筋率和剪跨比對配筋超高性能纖維混凝土梁受彎和受剪性能的影響。結果表明，當纖維體積率為2%時，配筋超高性能纖維混凝土梁的極限荷載和延性均顯著提高；鋼筋兩端彎折纖維混凝土梁的承載力和延性較鋼筋啞鈴纖維混凝土梁好；鋼筋混合纖維混凝土梁的承載力介於鋼筋兩端彎折形和鋼筋兩端壓扁形纖維混凝土梁之間。配筋超高性能混合纖維混凝土梁的承載規律部分與鋼筋混凝土梁相似，如受彎承載力隨配筋率增加而增大、受剪承載力隨剪跨比增加而減小等等；與鋼筋混凝土梁差異較大的是破壞形態，由於超高性能纖維混凝土具有壓而不潰、裂而不散的特點，使配筋超高性能纖維混凝土梁具有優越的抗裂和延性性能；當配筋率為0.86%～4%時，配筋超高性能纖維混凝土梁均具有優越的受彎承載力和延性性能；當裂縫寬度為0.2mm時，受彎、受剪作用的鋼筋超高性能纖維混凝土梁的荷載均占極限荷載的55%以上，表明鋼筋超高性能纖維混凝土梁滿足正常使用狀態的耐久性要求；拓展現行設計規範提出了鋼筋超高性能纖維混凝土梁受彎承載力計算方法，計算結果與試驗結果吻合較好。
