在满足客运专线活性粉末混凝土(RPC)材料人行道挡板、盖板技术要求前提下,并在保证构件生产工艺的情况下,试验研究了水胶比、硅灰、石英粉以及钢纤维掺量对RPC混凝土工作性能及抗压强度的影响,配制出了抗压强度为154MPa,抗折强度为21.5MPa,且各项指标均能满足《客运专线活性粉末混凝土(RPC)材料人行道挡板、盖板暂行技术条件》所规定的RPC混凝土。

对钢纤维掺量分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的钢纤维橡胶混凝土进行了立方体抗压试验和四点弯曲试验,并对比了钢纤维掺量对钢纤维橡胶混凝土力学性能的影响。

为研究不同掺量钢纤维对高性能混凝土断裂韧度的影响,对高性能纤维混凝土单边切口梁进行了三点弯曲试验,共进行了三组不同掺量的钢纤维混凝土单边切口试件的断裂试验及混凝土基本物理力学性能试验,并根据双K断裂准则进行韧度计算。结果表明,钢纤维的掺量是影响高性能混凝土断裂韧度的一个重要影响因素。高性能混凝土的断裂韧度随着钢纤维掺量的增加而提高,其中,钢纤维掺量为2%和4%的混凝土,其断裂韧度平均值分别是不掺量混凝土的9.5倍和10.6倍。在固定基质混凝土配合比条件下,钢纤维掺量为2%时,高性能混凝土的抗压强度、抗弯强度、流动性、以及断裂韧度等性能综合最优。

钢纤维混凝土大量应用于军事防护工程以防御高速侵彻和爆炸冲击,钢纤维-钢筋混凝土结构在低速冲击作用下的性能表现是目前反恐安全和交通安全领域的重点研究对象,为此设计制作了两种配筋率下的钢纤维-钢筋混凝土板,用落锤试验仪模拟低速动荷载对试件抗冲击性能的影响,通过掺加不同比例的钢纤维,比对分析对低速冲击破坏形态和荷载、位移和能量变化规律,得出钢纤维掺量对钢纤维-钢筋混凝土板抗低速冲击性能的影响。

采用紧密填充技术优化出了活性粉末混凝土五级配复合材料体系中各组分的搭配比例,探讨了水胶比及钢纤维掺量等对活性粉末混凝土抗压强度的影响,并通过SEM分析了活性粉末混凝土产物的微观结构。结果表明,选用优化后的复合材料体系,在常温养护条件下可制备工作性能良好、产物结构致密、28d抗压强度高达179.6MPa的活性粉末混凝土。活性粉末混凝土的抗压强度随水胶比的降低而增加,当水胶比降低至0.15时,仍可获得工作性能良好的超高强活性粉末混凝土;在同一水胶比下,增加钢纤维掺量能显著提高活性粉末混凝土的抗压强度,但为了保证混凝土的工作性能,钢纤维的体积掺量不宜超过2%。