利用未经淡化处理的海砂配制了超高性能混凝土(UHPC),并研究了不同水胶比、砂胶比、胶凝材料体系、钢纤维掺量、养护制度对海砂UHPC的流动度、抗压强度、抗折强度的影响。试验结果表明:海砂UHPC的最优水胶比、砂胶比和纤维体积掺量分别为0.16、1.0和1.5%,最佳的胶凝材料体系组成是水泥、降黏剂和硅灰分别70%、15%和15%,最合适的热养护制度是70℃蒸汽养护;按照上述参数配制的海砂UHPC力学性能完全符合相关标准的要求。

试验研究了PVA-钢混杂纤维混凝土(PSFRC)和钢纤维混凝土(SFRC)在海水腐蚀环境下抗压强度和劈裂抗拉强度的变化规律,并对试验结果进行了对比。结果表明,腐蚀前期SFRC和PSFRC的抗压强度和劈裂抗拉强度相差不大;腐蚀后期PSFRC的抗压强度和劈裂抗拉强度均高于SFRC。

在实验室高温环境下对钢纤维活性粉末混凝土(RPC)进行了试验研究,通过设置不同的温度梯度和钢纤维掺入量对钢纤维RPC的拉压强度、抗拉强度和抗折强度等力学性能进行了分析。结果表明,钢纤维的掺入可有效提高混凝土的力学性能;当钢纤维体积掺入量一定时,随试验温度的提高,钢纤维RPC试件的抗压强度、抗折强度、抗拉强度均表现出先提高后下降的变化趋势;其中,钢纤维RPC抗折强度临界温度为200℃,抗拉强度的临界转变温度为120℃,表明钢纤维RPC试件的抗拉强度对高温环境更敏感,当温度升高时,试件的抗拉强度退化更为明显。

采用粉煤灰、硅灰及钢纤维、聚丙烯纤维配制机制砂机场道面混凝土,通过单掺及复掺的方式,研究了不同掺量、不同配合比对机场道面混凝土力学性能、耐磨性能、抗冲击性能、抗冻性能的影响。结果表明,采用硅灰、粉煤灰与钢纤维、聚丙烯纤维复合的方式,在钢纤维、聚丙烯掺量分别为7.9kg/m^3和1.5kg/m^3的情况下,可配制出超高力学性能及优异耐久性能的道面混凝土。

通过试验研究了钢纤维体积率、粉煤灰替代率和水灰比三因素对混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量的影响规律。结果表明,掺加钢纤维对轻骨料混凝土抗压和抗拉强度均有提高;随着钢纤维体积率的增大,混凝土弹性模量也平缓增加;轻骨料混凝土中掺入粉煤灰后,轻骨料混凝土抗压和抗拉强度均会明显降低;随着粉煤灰替代率的增大,混凝土弹性模量平缓降低。

通过试验对硫酸盐侵蚀循环作用下钢纤维粉煤灰混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度进行了研究,分析了钢纤维体积率、粉煤灰掺量和硫酸盐浓度对混凝土强度的影响规律。结果表明,钢纤维粉煤灰混凝土抗压强度随着硫酸盐浓度的增加呈现出了先增大后减小的变化规律,而抗压强度和抗折强度均呈现出了加速减小的趋势;适量掺加的钢纤维和粉煤灰能够有效提高粉煤灰混凝土的强度和抗硫酸盐腐蚀能力,理想的掺量比例为钢纤维体积率1.0%,粉煤灰掺量30%。

在研究钢纤维高性能混凝土抗压强度的基础上,利用水压力渗透法,研究了钢纤维掺量对高性能混凝土抗渗性能的影响及其变化规律。结果表明,钢纤维的掺入可以提高高性能混凝土抗渗性能,且小掺量钢纤维的掺入对混凝土渗水的抑制作用更为明显。

以某电热路面工程为依托,研究了钢纤维对石墨导电混凝土电热性能的影响。对比升温实验数据发现,经过不同的冻融循环次数,钢纤维石墨导电混凝土电流均呈现三个阶段:缓慢增长阶段、快速增长阶段、稳定阶段;冻融循环使钢纤维-石墨导电混凝土的电流及其变化范围有所减小,发热功率在相同电压下有所降低。

制备了钢纤维石墨导电混凝土,进行了电流类型及电压大小对电阻率影响的相关试验。研究发现,交流电源供电时,导电混凝土试件的电阻率小于直流电源供电时的电阻率,两者的差值随电压的增加而减小;无论是交流电源还是直流电源供电(电压在60V以下),试件电阻率均与电压成反比,两者呈二次抛物线关系,电阻率的变化幅度随电压的增加而减小。

以钢纤维体积率(0、0.5%、1.0%、1.0%/0)以及玻璃纤维增强复合材料筋(GFRP筋)和碳纤维增强复合材料筋(CFRP筋)两种筋材为试验变量,进行了6根纤维增强复合材料筋(FRP筋)混凝土构件的受弯性能试验,用以评价钢纤维体积率对FRP混凝土构件的延性提升效果。试验结果表明,随着钢纤维掺量的添加,FRP筋混凝土梁的延性指标提升了16%～48%,极限承载力提高了5%～13%,说明钢纤维的掺加对FRP筋混凝土梁的延性指标和承载力有积极作用。