摘 要：高强混凝土和高强钢纤维混凝土的设计方法，要根据钢纤维高度混凝土的特点和要求进行配比，进行立方体和锥形体事件的抗压实验以及弹簧模量实验，本文分析了水混浆含量Pp和钢纤维体积率pr对拌合物工作性及高强混凝土基本力学性能的影响.研究表明;水泥浆含量和钢纤维体积率均是影响高强混凝土拌合物工作性及力学性能的重要因素,所得结果可为进一步研究提供有益的参考。

关键词:钢纤维;高强混凝土:配合比;水泥浆含量

引言：钢纤维高强混凝土具有多方面的突出特点，例如：抗拉、抗弯、耐疲劳等特点，同时，还具有强度高、耐久性好等优异性能，是水泥基复合材料向高性能发展的新方向，为开发和应用的潜能极大，已成为国内外广泛关注和探索的焦点，这对推进材料与技术实用化的进程有极大的推动作用。在新型技术走向实用化的进程中，配置方法是首先要关心的问题，无论是原材料的混合设计还是生产施工中的各个具体环节，钢纤维高强混凝土都要根据材料自身 的特点和要求进行发展，本文就高强混凝土和高强钢钎的研制展开简要讨论与研究。

一、高强钢纤维混凝士的认识

随着我国材料应用技术的发展，高强混凝土和高强钢纤维的研制进行了新一轮的发展改革。高强混凝土与高强钢纤维混凝土相比，钢纤维与水泥基材共同使用，有其优越的特性。随着人们对高强混凝土与高强钢纤维混凝土的使用越来越广，其轻质高强、隔热保温、抗压抗震等特性也越来越明显。

(一)高强混凝土与高强钢纤维混凝土的应用

1.在水利水电工程中的应用

目前，我国较为普遍使用的20ZLB-70型轴流泵，它解决了目前工程中泵管的造价高的问题，控制了工程建设周期，解决了很多管理问题。我们将钢纤维混凝土泵管与其它各种泵管进行比较分析后发现，铸铁管所耗费的钢量较大，极易导致管体生锈及接头螺栓等部位的腐蚀，由于其较笨重的体积，往往在运输时存在着较大的变形，高强混凝土与钢纤维混凝土的使用解决了这一系列的缺陷。

2.在桥梁建设工程中的应用

高强钢纤维混凝土在桥梁工程中应用不仅大大的降低了工程造价，且其抗震性能也相对较高。

3.在城市建设工程中的应用

近几年，高强钢纤维混凝土在城市建设中的使用相当广泛，特别是汶川地震以来，为了大力提高建筑物的抗震性能，我国开始大力推进高强钢纤维混凝七的应用进程。在以往的工程中，使用较广得是采用节点的方法来提高建筑物整体的抗震性能，但是，节点中的钢筋过于密集也将大大的影响混凝土的浇筑质量。为了解决这一问题,通常做法是在节点处配置高强钢纤维混凝士,以取代部分筛筋。

二、钢纤维高强混凝土配合比设计的基本思路

钢纤维高强混凝土的配合比应根据拌合料的特性及硬化后使用性能的特点和要求进行合理的设计本文中对钢纤维高强混凝土的配合比设计参照文献[2?的方法通过设计计算，然后经试配确定,其设计要点如下;

1、确定钢纤维高强混凝土的配制强度

根据钢纤维高强混凝土的立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准差o和强度保证率系数Z求得钢纤维高强混凝土配制抗压强度

j=f+Zo

2、确定水灰比

钢纤维高强混凝土的水灰比按文献「2]中的方法由钢纤维高强混凝士的配制抗压强度与水泥强度等级fe.水灰比W/C的关系式求得,即

Waf._=Jm+ Zo+aaf.

(2)aa为经验系数对本文试验中的粗骨料碎石.可取a=0.46.a=0.07.

根据上式的计算并由经验确定钢纤维高强混凝土的水灰比为0.30.

3、确定单位体积水泥用量

钢钎混凝土由于包裹，钢纤维和粗细骨科表面的水泥浆用量比普通混凝土多，因而，单位体积水泥用量较大，钢钎高强混凝土的单位体积用量可根据钢纤维体积率而进行适当增加，而高强混凝土的钢纤维体积率较大时单位体积水泥用量也适当增加。

三、水泥浆体含量对基本力学性能的影响

水泥的搅拌在保持水灰比不变的情况下，单位体积的混凝土拌合物中，水泥浆的用量不仅影响拌合物的融合性，还会硬化混凝土的强度与耐久性。家庭含量与高强混凝土在力学关系的维持下，伴随水泥浆体含量的增大，高强混凝土的抗压性、弹性均有降低的趋势。与高强混凝土不同，钢纤维高强混凝土抗压强度随浆体含量的增大会呈现提高的趋势。

材料的组成内部结构有混凝土的水浆体、界面过渡区和集成材料三个环节组成，其性能取决于三个环节各自性质相互间的关系与构成，整体钢钎混凝土由于较低的水灰比例使用高效碱水硬化后会极大程度提高水泥石的强度和弹性量，使水泥石和集成料之间的差别缩小，界面处水膜厚度减小，晶体生长的自由空间缩小。水化物结晶颗粒尺寸变小,富集程度和取向程度下降,硬化后的界面过渡层孔隙率也下降过量的未参与水化的水泥微细颗粒对界面孔隙的填充作用也使过渡层更加致密界面的加强表现在宏观上,就是高强混凝土受力破坏,断裂面都穿过石子粗骨料。

本文试验条件下混凝土的性能主要取决于水泥浆体与骨料(砂石和钢纤维)的性质及相对含量因骨料的性质是不变的所以水泥浆体的性质及含量就对硬化混凝土的性能起了主导作用孔是混凝土微结构中重要的组份之一,对混凝土的宏观力学性能有着重要的影响.一定的水灰比下,水泥石的孔结构是相同的,而孔的数量就成为影响混凝土的强度的重要因素,随水泥浆体含量增大,孔含量也增多,高强混凝土的强度就随之而降低,而对比的高强混凝土由于钢纤维的加入则使强度得到了提高.随水泥浆体含量的增大，混凝土中凝胶及凝胶孔含量也增大,高强混凝土的收缩和徐变增大,弹性模量降低由于处于弹性范围,钢纤维不能对基体混凝土的弹性性能产生影响,钢纤维高强混凝土的弹性模量取决于基体的性质,所以,随水泥浆体含量的增大,其弹性模量与高强混凝土具有相同的变化趋势.

2、钢纤维体积率对基本力学性能的影响

为反映钢纤维体积率p对高强混凝土基本力学性能的影响,并消除材料变异、浇筑及养护等闲素对试验结果造成的干扰,采用了钢纤维高强混凝土基本力学性能指标与对比组的高强混凝土之比值可以看出,随钢纤维体积率的增大,各类型的钢纤维高强混凝土立方抗压强度比及轴心抗压强度比均有提高的趋势这是由于随纤维率的增大,钢纤维在混凝土中形成的空间网络结构更加紧密,使混凝土更趋于各向同性材料，尤其是钢纤维高强混凝土使用了较小的水灰比和高效减水剂,进一步增强了锅纤维与高强混凝土基体的粘结性能,使钢纤维有效地阻止了高强混凝土受力破坏时裂缝的开展与延伸,大大改善了高强混凝土受压破坏时的性能,尤其是破坏形态上,使爆裂式的脆性破坏转变为缓慢的延性破坏。随钢纤维体积率的提高钢纤维高强混凝土弹性体含量的提高而有降低的趋势;钢纤维的加入使钢纤维高强混凝土的立方抗压强度及轴心抗压强度均有提高的趋势，但对弹性模量影响不大。

四、结论

1、当使用高质量的钢纤维时直接在HSC中添加，可在保持工作性基本不变的情况实现增强作用。

2、养护条件对HSC的强度增长影响十分明显，主要是由于HSC的低W/C和单位用水量。

3、因钢纤维的加人，使砼抗压强度和抗压弹模得到提高但较抗折和劈拉强度提高幅度偏低，而且因钢纤维增强的韧性，使FRHSC的抗折弹模有减小趋势。54钢纤维使HSC的断裂能和断裂韧性的提高，表明了配筋对HSC脆性的改善。但HSC的断裂能并不因高脆性而降低试验得到FRHSC和HSC与普通砼的断裂能比较分别提高了4倍和17倍。

参考文献

[1]刘长俊砼配合比设计计算手册辽宁科学技术出版社1997

[2]陈肇元朱金铨等高强砼及其应用清华大学出版社1992

[3]陈建奎混艇土外加剂的原理和应用中国计划出版社1997

[4]杨幼华HSC局部承压问题的研究西南交通大学1995

[5]程庆国高路彬等钢纤维砼理论及应用中国铁道出版社1999

作者：常岭建材李瑞峰 高永坡 李江龙 赵聪杰 樊亚军