施工论文：高流动性钢纤维混凝土基本性能研究（二）

（2）L型流动仪试验

　　由下图可知，采用A、B组配合比的混凝土H2/H1≥0.9，而采用C、D、E则处于0.8至0.9之间。

　　（3）抗压强度试验

　　以3个试件测值的平均值作为该组试件的抗压强度值。计算精确至O．01 MPa。由下图可知，5组配合比的强度随砂率的增加而下降，但仍然呈现较高强度状态。

　　3、自密实配合比试验

　　原有C60自密实配合比中添加30、40、50kg/m³，即体积率1.2%的钢纤维并提高减水剂用量。做相应调整后的配合比见下表。

       表10 C60自密实钢纤维配合比

　　3.1 试验结果

　　（1）塌落扩展度

　　由下图可见，a、b、c三组配合比中，a组扩展度最小。混凝土扩展度随钢纤维的掺量递减而增大。但是a组扩展度与J型环试验的差值最小仅为12mm。对于这种情况，可以理解为钢纤维分散系数所引起的球团效应。即细长纤维掺入拌合料中，搅拌时纤维很容易形成球团，影响其钢筋通过，而其分散率峰值出现在钢纤维体积率达到1.5%左右的阶段。

（2） L型流动度

　　由下图可知，三组配合比混凝土的流动性与扩展度成正比，流动性随钢纤维掺量的递减而加大，但三组配合比均达到规范要求。流动性递减原因是钢纤维掺量增大，其纤维表面积也随之加大，导致混凝土内部的摩擦阻力增大，影响其流动性。本试验使用的钢纤维为波浪形，这在一定程度上增加了钢纤维本身的表面积与粗糙度，故对流动性的影响也就更为明显。

　　（3）抗压强度

　　由下图可知，a、b、c三组试件的抗压强度几乎持平，并未因钢纤维掺量的多少而出现较大的变化。由此可见，钢纤维混凝土的抗压强度取决于原有混凝土的机体，而钢纤维对其抗压强度的影响并不大。

　　（4）配合比的确定

　　钢混段使用钢纤维混凝土的一个重要原因是，该段需承受较大的抗折应力。添加钢纤维后可提高混凝土的抗拉强度和抗拉极限变形能力，且一定程度上提高混凝土的受压变形能力。如此一来，局部受压的混凝土可承受更大的变形，反而对受压区的混凝土产生约束作用。本工程钢塔段设计压力值为1276KN。共有16个张拉孔，张拉孔直径38mm，相对应承压位置面积为445×280mm，钢纤维混凝土等级为C60，以掺入量为50kg/m³，体积率1.2%，钢纤维长径比为32.7计算。6）

　　此处Al＝445×280-16×(π/4)×382＝106463.4 mm2

　　Ab＝3600×4000-16×(π/4)×382＝14381863mm2

　　β＝

　　＝11.6

　　Plu ＝βfcAl（1+αl×lf/df×ρf）＝24495.5KN

　　＞fl＝1276×16＝20416KN

　　Ab：局部受压计算底面积；

　　Al：局部受压面积；

　　β：局部受压提高系数；

　　α1：钢纤维对局部受压强度增强系数，取0.34。7）

　　根据上述实验结果，混凝土中添加的钢纤维体积率为50kg/m³符合要求。当钢纤维掺量为40kg/m³、30kg/m³时其局部受压要求则不满足。综合考虑钢纤维混凝土的流动性、抗压强度、预应力张拉、经济性等因素，决定选择A组配合比。

　　4、模拟浇筑

　　综合5组试块试验结果及现场施工条件，为了验证其浇筑效果，制作了1:10的钢混段模型，进行浇筑试验。

　　在本次试验中发现，由于自密实泵送速度较快，会夹带大量空气进入试模混凝土内部，在混凝土内部形成气泡。故为避免脱模后出现蜂窝麻面空洞现象，必须适当的振捣使气泡溢出，保证密实性。

　　结论

　　通过本轮试验，在相同水灰比条件下，混凝土42%、43%已经处于砂率设定的峰值，在超过这个范围后，无论是流动性还是抗压强度均呈下降趋势，砂率45%时已超出SF2的范围要求降为SF1等级，故不适合添加钢纤维。另外，至少对与自密实钢纤维混凝土而言，以自密实混凝土为基础，加入钢纤维后进行微调的方法被证明是可行的。

　　自密实钢纤维混凝土的强度取决于基体混凝土的配合比。为了保证其良好的流动性，在基体混凝土配合比的设计时必须考虑到钢纤维自身的分散率，必须掌握钢纤维掺量与分散率峰值的关系。提高原混凝土的流动性等级及SF值，从而保证添加钢纤维之后混凝土的和易性。

　　对钢纤维的掺量还应根据结构施工具体要求进行比较分析，掺量过多会明显降低混凝土的流动性，掺量过少则不满足施工要求。另外，对于基体混凝土配合比的调整也有其必要性，微调标准并非定值，必须通过大量的试验进行确定。