通过四点弯曲试验研究了钢纤维和PVA纤维混掺比例对超高性能混凝土(UHPC)弯曲性能的影响,利用数字图像相关(DIC)技术分析了UHPC的裂缝发展规律。结果表明:在混杂纤维总掺量(2.0%)不变的情况下,随着PVA纤维掺量的增加,UHPC的抗弯强度下降,峰值挠度基本先增大后减小,裂缝数量先增大后减小,裂缝分布均匀性先提升后降低;总体上,混杂纤维UHPC的弯曲性能比单掺钢纤维UHPC的弯曲性能好,钢纤维和PVA纤维混掺时的最佳掺量分别为1.6%和0.4%,此时,UHPC的抗弯强度降幅仅为1.99%,但峰值挠度、裂缝数量显著提高,裂缝分布均匀性明显提升。

研究了高钛重矿渣砂的冷却方式、粒径、细度模数和颗粒级配、渣粉含量、预湿时间对超高性能混凝土(UHPC)工作性和力学性能的影响,采用SEM观察了UHPC的微观结构。结果表明:与慢冷高钛重矿渣砂相比,掺快冷高钛重矿渣砂UHPC的工作性略差,但力学性能较好;随着快冷高钛重矿渣砂粒径的增大,UHPC的工作性和力学性能均先提升后下降,推荐粒径为0.60~2.36 mm;采用细度模数为2.6且位于Ⅱ区中值的快冷高钛重矿渣砂制备的UHPC工作性和力学性能优异;随着渣粉含量的增加,UHPC的工作性和力学性能先提升后下降,快冷高钛重矿渣砂中的渣粉含量应控制在6%以下;随着快冷高钛重矿渣砂预湿时间的增加,UHPC的工作性和力学性能先提升后基本不变,最佳预湿时间为12 h。

开展了2根超高性能混凝土(UHPC)梁和1根钢筋混凝土(RC)梁的对比试验研究,得到了3根构件的承载力-挠度曲线、裂缝开展图和跨中截面应变图。结果表明:UHPC梁的受力过程可分为弹性阶段、裂缝开展阶段、屈服阶段和完全破坏阶段;钢纤维可以防止构件发生斜拉破坏;UHPC梁具有刚度大和延性大的特点;UHPC梁的开裂荷载高于RC梁,正截面承载力计算时不能忽略UHPC的抗拉强度。

为了探究改善超高性能混凝土(UHPC)高温性能的措施,从力学性能、质量损失、超声检测等方面研究了纤维(不掺纤维、单掺钢纤维、混掺钢纤维与合成纤维)对UHPC高温性能的影响。结果表明:当纤维掺量增加时,UHPC的工作性与抗压强度均随之下降,抗折强度则先升后降;随着目标温度的升高,UHPC的残余抗压强度先升后降,损伤逐步加重;纤维的加入可以延缓裂缝的发展,混掺钢纤维与合成纤维可以有效改善UHPC高温爆裂行为。

为了研究超高性能混凝土(UHPC)钢-混结合段在混合梁斜拉桥中应用的可行性,采用1∶1节段模型进行了试验,研究了UHPC的工作性、力学性能和收缩性能,并对UHPC钢-混结合段的浇筑质量进行了检测。结果表明:UHPC的工作性、力学性能和收缩性能均满足工程相关要求;除了人为设置的脱空区域外,其他区域的UHPC与钢板之间结合紧密,且UHPC的表观质量良好。