熊　恩　張志恒　熊?chē)?guó)愷

?

纖維自密實(shí)混凝土的研究進(jìn)展

熊恩1張志恒1熊?chē)?guó)愷2

（1.南華大學(xué) 城市建設(shè)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421001；2.南華大學(xué) 設(shè)計(jì)與藝術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421001）

自密實(shí)混凝土被稱(chēng)為免人工振搗混凝土或高流態(tài)混凝土，在提高施工速度、改善施工環(huán)境等方面有著諸多優(yōu)勢(shì)。在自密實(shí)混凝土中添加纖維，能改善自密實(shí)混凝土的基本力學(xué)性能和耐久性能。本文介紹了纖維種類(lèi)和性能，以及對(duì)自密實(shí)混凝土工作性能和力學(xué)性能的影響，并探討纖維自密實(shí)混凝土研究中存在的問(wèn)題和將來(lái)研究的方向。

纖維；自密實(shí)混凝土；工作性能；力學(xué)性能

引　言

自密實(shí)混凝土(Self－Compacting Concrete，簡(jiǎn)稱(chēng)SCC)具有高流動(dòng)度、不離析、均勻性和穩(wěn)定性，澆筑時(shí)無(wú)需外力振搗，能夠在自重作用下流動(dòng)均勻地充滿(mǎn)模板空間[1]。自日本的Okamura[31]于1988年在東京大學(xué)實(shí)驗(yàn)室成功配制自密實(shí)混凝土以來(lái)，其良好的工作性能受到越來(lái)越多工程界的歡迎，在城市建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用量逐年增加。自密實(shí)混凝土適應(yīng)設(shè)計(jì)復(fù)雜、鋼筋配制密集等結(jié)構(gòu)，消除傳統(tǒng)混凝土導(dǎo)致麻面、蜂窩、混凝土露筋和空洞等質(zhì)量問(wèn)題；由于不需要人工振搗，從根本上消除了混凝土振搗對(duì)施工人員身體健康和周邊居民正常生活的影響。但自密實(shí)混凝土為獲得高流動(dòng)性而膠凝材料用量較高，這使得混凝土早期的收縮較大，容易導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)；同時(shí)存在和普通混凝土類(lèi)似的抗折性能和韌性不足的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，自密實(shí)混凝土的力學(xué)性能和耐久性仍存在改善的空間，近年來(lái)不少學(xué)者開(kāi)始研究自密實(shí)混凝土的改性，其中通過(guò)添加纖維來(lái)改善自密實(shí)混凝土性能是有效途徑之一。

1 纖維種類(lèi)和性能

各種纖維的物理力學(xué)特性是各不相同的，其性質(zhì)直接影響著纖維自密實(shí)混凝土的性能。目前國(guó)內(nèi)所做的纖維( 增強(qiáng))自密實(shí)混凝土試驗(yàn)研究所摻入的纖維主要包括無(wú)機(jī)纖維和有機(jī)纖維，無(wú)機(jī)纖維包括聚丙烯纖維、鋼纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、聚丙烯腈纖維等；有機(jī)纖維主要是纖維素纖維[27]。上述纖維的主要優(yōu)缺點(diǎn)分別概況如下:（1）鋼纖維易受到氯鹽腐蝕，影響耐久性；鋼纖維相對(duì)密度7.8左右，不利于減輕結(jié)構(gòu)自重；（2）普通玻璃纖維耐堿性差，易受堿的侵蝕，玻璃纖維與水泥基的相容性差，并且質(zhì)脆易斷，在攪拌過(guò)程易受到損壞；（3）碳纖維質(zhì)輕、高強(qiáng)、彈性模量很高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與混凝土粘結(jié)性良好；但是由于價(jià)格高，應(yīng)用受到一定的限制；（4）合成纖維雖然具有較高的抗拉強(qiáng)度、極限延伸率、較強(qiáng)的抗堿性且價(jià)格經(jīng)濟(jì)、但是較易老化、而且合成纖維通常會(huì)使混凝土抗壓強(qiáng)度下降；（5）纖維素纖維來(lái)源廣，成本低，是一種可再生的資源；但是纖維素纖維吸水率大、耐堿性能差、柔軟性較差、成紗不均勻、限制了產(chǎn)品的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[29]。根據(jù)所選用的纖維的模量不同，纖維可以分為高模量纖維，如鋼纖維、碳纖維等和低模量纖維，如聚丙烯纖維、聚丙烯晴纖維以及聚乙烯醇纖維。目前，對(duì)纖維自密實(shí)混凝土工作性能的研究中，纖維的摻加方式有單摻（包括鋼纖維、聚丙烯纖維、玻璃纖維和玄武巖纖維等）和混摻（鋼纖維與玻璃纖維混摻、聚丙烯纖維與玄武巖纖維混摻）兩種方式。

2 纖維自密實(shí)混凝土工作性能

自密實(shí)混凝土具有高流動(dòng)性、填充密實(shí)性、高間隙通過(guò)性、抗離析性等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的測(cè)定普通混凝土坍落度的單點(diǎn)試驗(yàn)法并不能正確反映自密實(shí)混凝土的工作度。目前，測(cè)定自密實(shí)混凝土工作性通常采用坍落度、坍落擴(kuò)展度、T500時(shí)間、L型儀、U型儀、V型漏斗、J型環(huán)、篩分法等其中的一種或幾種組合控制自密實(shí)混凝土的工作性能[4]。纖維自密實(shí)混凝土工作性測(cè)試方法與自密實(shí)混凝土工作性測(cè)試方法是一樣的。

何小兵[5]研究聚丙烯纖維對(duì)自密實(shí)混凝土工作性的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)在不改變?cè)凶悦軐?shí)混凝土配合比的情況下，聚丙烯纖維體積率達(dá)到0.1%時(shí)，聚丙烯自密實(shí)混凝土工作性能滿(mǎn)足自密工作性要求。當(dāng)聚丙烯纖維的體積摻量超過(guò)0.1%時(shí)，混凝土工作性已不能滿(mǎn)足自密實(shí)的工作性要求。在提高膠凝材料和減水劑用量的條件下，聚丙烯纖維體積率最大可以達(dá)到0.15%。

畢巧魏[6]研究單摻玄武巖纖維和聚丙烯纖維，然后兩種纖維混摻對(duì)自密實(shí)混凝土工作性能影響。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是單摻玄武巖纖維還是聚丙烯纖維都在一定程度上減小了自密實(shí)混凝土的坍落擴(kuò)展度以及L槽的高差H2/H1，而增大了J型環(huán)內(nèi)外高差以及T50和T40的測(cè)試時(shí)間，雖然摻加纖維以后自密實(shí)混凝土的各工作性能有所降低，但各項(xiàng)工作性能都符合自密實(shí)混凝土的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，纖維摻量越少對(duì)自密實(shí)混凝土工作性能的產(chǎn)生的影響就越小，聚丙烯纖維較玄武巖纖維而言對(duì)自密實(shí)混凝土工作性能的影響要更為明顯。

張根俞等[7]分析不同摻量、不同長(zhǎng)度玻璃纖維對(duì)自密實(shí)混凝土工作性的影響，研究表明小摻量玻璃纖維對(duì)混凝土坍落流動(dòng)度影響不大；纖維長(zhǎng)度對(duì)自密實(shí)混凝土的工作性能影響較小。

張春曉[8]通過(guò)將15mm、20mm、30mm三種不同長(zhǎng)度，不同摻量的波浪型鋼纖維加入自密實(shí)混凝土中研究混凝土抗離析性能，結(jié)果表明，鋼纖維的長(zhǎng)度增加到30mm時(shí)，自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性和擴(kuò)展度已不能滿(mǎn)足工作性的要求。隨著長(zhǎng)度和摻量的增加，鋼纖維在混凝土中的分散系數(shù)變小，結(jié)團(tuán)現(xiàn)象出現(xiàn)，影響鋼纖維的均勻分布，從而使鋼纖維增強(qiáng)自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性變差。三種長(zhǎng)度的鋼纖維自密實(shí)混凝土，長(zhǎng)度為15mm的鋼纖維體積含量可達(dá)1.25%，長(zhǎng)度為20mm的鋼纖維體積含量可達(dá)0.5%，30mm長(zhǎng)的鋼纖維為微量。

耿卓[9]研究了聚丙烯纖維相同體積摻量0.15%，不同長(zhǎng)度9mm、12mm、15mm的自密實(shí)混凝土工作性能，采用坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)、V形漏斗試驗(yàn)和L-Box試驗(yàn),結(jié)果表明：在三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，不摻纖維時(shí)混凝土拌合物流動(dòng)性最好，相同摻量下?lián)饺攵汤w維的混凝土拌合物流動(dòng)性較好，摻入長(zhǎng)纖維對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性的降低較大。

盧睿[10]從流變模型入手研究不同體積摻量和不同長(zhǎng)徑比短切玄武巖纖維對(duì)C45自密實(shí)混凝土流變性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同配合比下，玄武巖纖維自密實(shí)混凝土坍落流動(dòng)度隨纖維體積摻量的增加而下降，當(dāng)纖維體積摻量達(dá)到0.3%時(shí)混凝土的坍落流動(dòng)變得緩慢，黏度變大；隨著短切玄武巖纖維長(zhǎng)度的增大，自密實(shí)混凝土坍落流動(dòng)度呈下降趨勢(shì)；相對(duì)于纖維體積摻量對(duì)自密實(shí)混凝土坍落擴(kuò)展度的影響，纖維長(zhǎng)度的影響相對(duì)較小。對(duì)于相同配合比的基準(zhǔn)混凝土，隨著短切玄武巖纖維體積摻量和長(zhǎng)度的增加，玄武巖纖維自密實(shí)混凝土坍落流動(dòng)時(shí)間呈升高趨勢(shì)，且滿(mǎn)足三級(jí)自密實(shí)混凝土的要求。

K.M.A.Hossain等[11]在自密實(shí)混凝土中分別摻入不同體積率的聚乙烯醇纖維，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)聚乙烯醇纖維的體積率不超過(guò)0.125%時(shí)，纖維自密實(shí)混凝土的工作性能可以達(dá)到自密實(shí)的要求。

3 纖維自密實(shí)混凝土基本力學(xué)性能

混凝土的力學(xué)性能包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、韌性、抗?jié)B性等一系列性能，纖維的抗拉強(qiáng)度高、彈性模量大、比重小、韌性強(qiáng)，可以提高混凝土的塑性和應(yīng)力重分布能力，還可部分代替混凝土中的鋼筋、減少裂縫寬度、減低混凝土收縮。所以纖維對(duì)自密實(shí)混凝土的力學(xué)性能影響也是試驗(yàn)研究一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。

佟鈺[12]研究短切碳纖維對(duì)自密實(shí)混凝土的力學(xué)強(qiáng)度的影響，以?xún)蓚€(gè)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土作為空白試樣，碳纖維的長(zhǎng)度和摻量不同。研究結(jié)果表明，適量短切碳纖維可有效改善混凝土的力學(xué)強(qiáng)度，相比于空白試樣，抗壓強(qiáng)度增幅不是很明顯，劈拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度提高明顯；隨著纖維體積率增大，相應(yīng)的力學(xué)強(qiáng)度反而呈降低趨勢(shì)，抗壓強(qiáng)度會(huì)低于空白試樣的抗壓強(qiáng)度，原因在于混凝土受壓時(shí)在剪切應(yīng)力作用下發(fā)生滑移破壞，而碳纖維易于發(fā)生撓曲變形，因此無(wú)法提供更有效的抵抗作用；基體混凝土強(qiáng)度由C40提高至C50，盡管碳纖維摻量和長(zhǎng)度對(duì)混凝土力學(xué)強(qiáng)度比的影響趨勢(shì)大致相同，但各強(qiáng)度比的增漲幅度出現(xiàn)了一定程度的下降，僅纖維大摻量情況下的抗折強(qiáng)度比大致維持在相近水平。斷面形貌分析認(rèn)為，碳纖維的增強(qiáng)效果在相對(duì)較弱的基體中可發(fā)揮出更顯著的增強(qiáng)效果。

何小兵[5][13]研究聚丙烯纖維（PP纖維）對(duì)自密實(shí)混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性能和斷裂性能的影響。試驗(yàn)研究表明，在不改變自密實(shí)混凝土原有配合比情況下，當(dāng)纖維體積摻量達(dá)到0.15%時(shí)，3d抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度和彎拉強(qiáng)度相對(duì)于普通自密實(shí)混凝土分別提高16%，40%和26%；28d抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度和彎拉強(qiáng)度相對(duì)于普通自密實(shí)混凝土分別提高9%,24%和21%；PP纖維自密實(shí)混凝土具有較好的早強(qiáng)特性，3d強(qiáng)度就至少達(dá)到28d強(qiáng)度的63%，7d強(qiáng)度最高可達(dá)到28d強(qiáng)度的88%；優(yōu)化配合比（增加減水劑和增加膠凝材料）后，聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土的早強(qiáng)特性更明顯，3d彎拉強(qiáng)度達(dá)到28d強(qiáng)度的75%，阻裂效能系數(shù)達(dá)到89.8%，早期斷裂韌性提高37.6%；PP纖維自密實(shí)混凝土具有較好的抗水滲透能力，當(dāng)PP纖維體積摻量不超過(guò)0.15%，滲水標(biāo)號(hào)可以達(dá)到S35以上；當(dāng)PP纖維體積摻量不超過(guò)0.10%時(shí)，PP纖維自密實(shí)混凝土滲水高度隨著纖維體積摻量的增加而增加。

丁一寧[14]研究鋼纖維對(duì)自密實(shí)混凝土梁抗剪性能的影響，試驗(yàn)梁按照剪跨比、鋼纖維摻量和配箍率的不同分為A、B系列。A系列梁剪跨段長(zhǎng)360mm，剪跨比λ=3；B系列梁剪跨段長(zhǎng)480mm，剪跨比λ=4。兩個(gè)系列梁均包括4種鋼纖維摻量，即0、20、40和60kg/m3，A系列梁包括4種配箍率：0、0.183%、0.367%和0.550%，B系列梁包括兩種配箍率：0和0.138%。通過(guò)荷載-跨中撓度曲線、荷載-混凝土主應(yīng)變曲線和荷載-箍筋應(yīng)變曲線分別分析了剪跨比、配箍率、鋼纖維摻量對(duì)抗剪性能的影響，得出以下結(jié)論：(1)鋼纖維可以有效地改善無(wú)腹筋梁的抗剪性能，摻量為20kg/mm3的鋼纖維使梁的極限承載力提高達(dá)97%；（2）鋼纖維與箍筋協(xié)同抗剪時(shí)的正混雜效應(yīng)十分顯著，配箍率為0.183%A系列梁的箍筋與摻量為20kg/mm3的鋼纖維共同抗剪時(shí)，可使梁的極限承載力提高達(dá)130%；（3）由摻量為20kg/mm3的鋼纖維部分替代0.183%的箍筋可以使梁的破壞形態(tài)由剪切破壞變?yōu)閺澢茐摹?/p>

巫祖烈等[16]研究大長(zhǎng)細(xì)比聚丙烯纖維（19mm）對(duì)自密實(shí)混凝土的力學(xué)性能影響，28d抗壓強(qiáng)度比未摻纖維混凝土強(qiáng)度降低7%可以忽略，但劈拉強(qiáng)度提高33%，彎拉強(qiáng)度提高36%，其阻裂增強(qiáng)效果顯著，混凝土的韌性提高，破壞形態(tài)好。

蔡軍等[17]研究鋼纖維自密實(shí)混凝土疲勞性能，鋼纖維采用長(zhǎng)度30 mm、長(zhǎng)徑比60的冷拔鋼絲弓形鋼纖維，抗拉強(qiáng)度為1000MPa。建立不同失效概率下的P-S-N 疲勞方程，分析疲勞方程中的回歸參數(shù)a，材料的疲勞性能取決于疲勞方程中的回歸參數(shù)a，參數(shù)a反映疲勞曲線的高度，a值越大，疲勞曲線越高，則材料的疲勞性能越好。通過(guò)疲勞試驗(yàn)研究，對(duì)于相同存活率下的雙對(duì)數(shù)疲勞方程，鋼纖維自密實(shí)混凝土的回歸參數(shù)a值相比普通混凝土提高10.2%，鋼纖維自密實(shí)混凝土的疲勞性能相比普通混凝土明顯增強(qiáng)。

丁慶軍等[18]研究了鋼纖維對(duì)微膨脹鋼管混凝土力學(xué)性能與體積變形性能的影響規(guī)律，并根據(jù)鋼管混凝土低溫施工要求，研究了自密實(shí)補(bǔ)償收縮鋼纖維鋼管混凝土的抗凍性設(shè)計(jì)方法，對(duì)其抗凍性進(jìn)行了驗(yàn)證。研究表明，試驗(yàn)制備的自密實(shí)補(bǔ)償收縮鋼纖維鋼管混凝土具有較好的抗凍性能，能夠滿(mǎn)足依托工程鋼管混凝土低溫灌注施工質(zhì)量要求。

丁一寧等[19]在自密實(shí)混凝土拌合物中分別摻入了鋼纖維、聚丙烯纖維、混雜鋼纖維和聚丙烯纖維，探究了纖維對(duì)自密實(shí)混凝土強(qiáng)度和抗彎韌性的影響，研究結(jié)果表明:混雜纖維自密實(shí)混凝土梁呈現(xiàn)出多條裂縫破壞模式,比只出現(xiàn)一條裂縫破壞模式的鋼纖維自密實(shí)混凝土梁拉應(yīng)力分布更均勻，在較短的鋼纖維被拔出之后,較長(zhǎng)的聚丙烯纖維可繼續(xù)連接混凝土中的裂縫并傳遞拉應(yīng)力,這在一定程度上阻止了裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展,因此混雜纖維混凝土梁相比鋼纖維自密實(shí)混凝土表現(xiàn)出更好的韌性。在混雜纖維混凝土中,鋼纖維和聚丙烯纖維的破壞形態(tài)有很大區(qū)別，鋼纖維是被拔出的，而聚丙烯纖維則是部分被拉斷，部分被拔出的，聚丙烯纖維抗拉性能的充分發(fā)揮可更好地阻止混凝土開(kāi)裂后鋼纖維的進(jìn)一步拔出。因此，混雜纖維(鋼纖維和聚丙烯纖維的組合)可作為配制纖維自密實(shí)混凝土的最佳選擇之一，混雜纖維比單一纖維能更好地改善纖維自密實(shí)混凝土的性能，也是生產(chǎn)纖維自密實(shí)混凝土的最佳途徑之一。

羅素蓉等[20]在試驗(yàn)中使用鋼纖維、聚丙烯腈纖維、鋼纖維和聚丙烯腈纖維混雜，通過(guò)梁的三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，研究不同摻量和不同種類(lèi)的纖維對(duì)自密實(shí)混凝土斷裂性能的影響規(guī)律。試驗(yàn)中制作了未摻纖維且強(qiáng)度相近的自密實(shí)混凝土伴隨試件，用以對(duì)比并計(jì)算斷裂能增益比，研究結(jié)果表明：鋼纖維能顯著提高自密實(shí)混凝土的斷裂性能，隨著鋼纖維摻量的增加，其斷裂能呈線性增加；隨著聚丙烯腈纖維摻量的增加，聚丙烯腈纖維自密實(shí)混凝土的斷裂能并非線性增加，聚丙烯腈纖維對(duì)自密實(shí)混凝土的斷裂性能影響較小，其斷裂過(guò)程表現(xiàn)出明顯的脆性；在鋼纖維摻量保持不變，聚丙烯腈纖維摻量不超過(guò)最大體積率的情況下，其混凝土的斷裂能隨聚丙烯腈纖維摻量的增加而增大，聚丙烯腈纖維起到正混雜效應(yīng)。鋼纖維和聚丙烯纖維兩種的彈性模量不同，低彈性模量的聚丙烯纖維主要抑制混凝土初期的塑性收縮，控制裂縫的發(fā)展，而高彈性模量的鋼纖維在裂縫發(fā)展較大時(shí)來(lái)抵抗荷載；此外由鋼纖維和聚丙烯腈纖維共同作用所產(chǎn)生的機(jī)械咬合力使裂縫間的纖維更難拔出，從而能在更大程度上提高纖維的增強(qiáng)增韌效果。

張猛[21]研究混雜纖維對(duì)混凝土耐堿腐蝕能力的影響，試驗(yàn)分為腐蝕30d、60d、90d和120d四個(gè)腐蝕齡期，腐蝕液為不同濃度氫氧化鈉溶液，設(shè)計(jì)濃度為10%、20%和30%三個(gè)濃度，試驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：中等強(qiáng)度堿腐蝕和強(qiáng)堿腐蝕的環(huán)境下在高強(qiáng)自密實(shí)混凝土中摻入混雜纖維能夠明顯的降低混凝土抗壓強(qiáng)度的損失。但在弱堿腐蝕時(shí)混雜纖維的這種能力表現(xiàn)的不明顯；堿性環(huán)境中，混雜纖維對(duì)高強(qiáng)自密實(shí)混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的影響要較抗壓強(qiáng)度的影響明顯，無(wú)論是弱堿，中等強(qiáng)度堿還是強(qiáng)堿溶液，摻入混雜纖維都能明顯降低混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的衰減，甚至提高劈裂抗拉強(qiáng)度。

駱冰冰[22]采用壓汞法對(duì)混雜纖維自密實(shí)混凝土（玄武巖纖維和聚丙烯纖維的混雜）進(jìn)行微觀孔結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，并進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，分析了混雜纖維自密實(shí)混凝土孔結(jié)構(gòu)的孔隙率、孔徑尺寸與級(jí)配、孔分布特征與強(qiáng)度的關(guān)系，得出混雜纖維自密實(shí)混凝土孔結(jié)構(gòu)與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系趨勢(shì)。研究結(jié)果表明，在自密實(shí)混凝土中混雜摻入玄武巖纖維和聚丙烯纖維，其微觀孔結(jié)構(gòu)的改善對(duì)提高抗壓強(qiáng)度有著直接的影響。

4 纖維自密實(shí)混凝土的工程應(yīng)用

目前，纖維自密實(shí)混凝土的工程應(yīng)用尚處于起步階段，但具有廣闊的應(yīng)用前景。

天津市某立交橋建于80年代，由于多年鹽侵蝕、凍融以及堿集料反應(yīng)的破壞，對(duì)結(jié)構(gòu)已形成很大的影響，外觀較差，需對(duì)該橋進(jìn)行維修美化。橋的柱子和梁損壞最為嚴(yán)重，表皮部分泛堿、脫落、嚴(yán)重的露出鋼筋。經(jīng)各部門(mén)商討，維修方案如下: 柱子和梁需剔除表面松動(dòng)混凝土，銹蝕鋼筋除銹，嚴(yán)重銹蝕還需補(bǔ)筋，將柱子和梁用混凝土加厚5cm。由于加固厚度較薄、易開(kāi)裂，柱子較高，梁跨度大，無(wú)法振搗，一般混凝土無(wú)法完成結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)加固，因此選用了合成纖維免振自密實(shí)混凝土進(jìn)行施工。該材料具有較高的流動(dòng)性、較好的穩(wěn)定性、良好的自密實(shí)性、極佳的抗開(kāi)裂性以及優(yōu)良的力學(xué)性能和耐久性能，而且該材料在現(xiàn)場(chǎng)加水即可應(yīng)用，施工無(wú)需振搗，拆模后表觀較好，適合本工程的應(yīng)用[24]。

中央電視臺(tái)新臺(tái)址工程，是北京市重點(diǎn)工程之一，主樓部分外簡(jiǎn)柱設(shè)計(jì)為型鋼混凝土組合柱，外筒為SRC柱工程，由于結(jié)構(gòu)特殊外筒柱尺寸超出常規(guī)，內(nèi)部型鋼柱夠復(fù)雜，外包混凝土鋼筋密集，混凝土澆注作業(yè)困難，為順利施工，保證混凝土成型質(zhì)量，采用C60鋼纖維自密實(shí)混凝土施工[25]。

武漢市青菱至鄭店高速公路是武漢市規(guī)劃的七條快速出口通道中的一條南部高速公路，其中的鋼箱梁橋橋面凈寬9.50 m，總長(zhǎng)為三跨144 m（42 m+60 m+42 m），為保證橋面鋪裝施工質(zhì)量，同時(shí)又不增加鋼橋梁的荷載而影響橋梁結(jié)構(gòu)安全，決定在橋面上應(yīng)用鋼纖維輕集料自密實(shí)混凝土進(jìn)行鋪裝。研制的鋼纖維增強(qiáng)輕集料自密實(shí)混凝土完全能夠滿(mǎn)足無(wú)振搗、自密實(shí)施工要求；混凝土經(jīng)泵送后直接無(wú)振搗、自流平，但須經(jīng)人工抹面；混凝土的表面沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂縫，混凝土的耐久性能得到明顯改善，通常兩年后未出現(xiàn)推移、擁包等病害[26]。

5　存在的問(wèn)題和研究展望

纖維自密實(shí)混凝土是在自密實(shí)混凝土的基礎(chǔ)上發(fā)展的，結(jié)合了自密實(shí)混凝土和纖維混凝土兩者的優(yōu)點(diǎn)，這使得將在以后的工程會(huì)被廣泛地應(yīng)用。但是，纖維自密實(shí)混凝土在得到更好的性能的同時(shí)也存在一些問(wèn)題亟待解決：

（1）新拌自密實(shí)混凝土的工作性能會(huì)隨著纖維的摻入而降低，且摻量越大工作性能越差，當(dāng)纖維摻量達(dá)到一定量時(shí)，新拌合物甚至達(dá)不到自密實(shí)的要求。工作性能是自密實(shí)混凝土一項(xiàng)重要的性能，如何提高摻量纖維自密實(shí)混凝土的工作性能是仍需要繼續(xù)研究的課題。

（2）目前研究纖維自密實(shí)混凝土性能的主要方法是在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，需要耗費(fèi)大量的人力和材料，對(duì)于利用計(jì)算機(jī)和有限元軟件來(lái)分析纖維自密實(shí)混凝土性能還很少，建立纖維自密實(shí)混凝土有限元本構(gòu)模型是以后研究的重點(diǎn)。

（3）目前纖維自密實(shí)混凝土研究的強(qiáng)度等級(jí)還不是很高，缺乏實(shí)際工程應(yīng)用的高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的研究資料，高強(qiáng)度等級(jí)的施工纖維自密實(shí)混凝土是以后研究重點(diǎn)。

（4）目前對(duì)于自密實(shí)混凝土、纖維自密實(shí)混凝土的研究較多，而對(duì)于輕骨料纖維自密實(shí)混凝土的研究很少，輕骨料纖維自密實(shí)混凝土的工作性能和力學(xué)性能有待研究。

（5）纖維自密實(shí)混凝土在國(guó)內(nèi)的工程應(yīng)用較少，相關(guān)的工程應(yīng)用的詳細(xì)規(guī)范和技術(shù)性文件也缺乏，仍需要大量的理論和試驗(yàn)研究來(lái)推動(dòng)規(guī)范和技術(shù)文件的制定，使得設(shè)計(jì)人員做到有據(jù)可依。



[1]自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程:CECS 203:2006[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2006.

[2]張亞剛.淺析自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2010(3):132-133.

[3]楊國(guó)強(qiáng).淺析自密實(shí)混凝土技術(shù)與施工工藝[J].城市理論研究(電子版), 2011(21).

[4]候景鵬,馮敏.自密實(shí)混凝土技術(shù)及其工作性能測(cè)試方法[J].混凝土,2009(1)94-95.

[5]何小兵,嚴(yán)波.PP單絲纖維自密實(shí)混凝土強(qiáng)度與抗?jié)B性能[J].土木建筑與環(huán)境工程,2013:137-144.

[6]畢巧魏,李夢(mèng)夢(mèng).纖維對(duì)高強(qiáng)自密實(shí)混凝土工作性能的影響[J].大連交通大學(xué)學(xué)報(bào),2014:53-56.

[7]張根俞,丁一寧,梁書(shū)亭.玻璃纖維與混雜纖維自密實(shí)混凝土的工作性能和強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J].混凝土,2006(4):43－45．

[8]張春曉,蔡燦柳,丁慶軍.鋼纖維自密實(shí)混凝土抗離析性能試驗(yàn)研究[J].施工技術(shù),2011:48-50.

[9]耿卓.聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土性能研究及工程應(yīng)用[D].重慶交通大學(xué),2013.

[10]盧睿,朱大勇,詹炳根.玄武巖纖維自密實(shí)混凝土流變性能研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015:1249-1253.

[11]HOSSAIN K M A,LACHEMI M,SAMMOUＲM,et al.Strength and fracture energy characteristics of self-consolidating concrete incorporating polyvinyl alcohol,steel and hybrid fibres[J].Con-struction and Building Materials, 2013( 45):20-29．

[12]佟鈺,田鑫等.短切碳纖維混凝土的力學(xué)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)與分析[J].硅酸鹽通報(bào),2015:2281-2297.

[13]何小兵,申強(qiáng).PP纖維自密實(shí)混凝土早期強(qiáng)度特性與斷裂性能[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013:115-124.

[14]丁一寧,劉亞軍,劉思國(guó),劉赫凱.鋼纖維自密實(shí)混凝土梁抗剪性能的試驗(yàn)研究[J].水利學(xué)報(bào),2011:461-468.

[15]丁一寧,劉思國(guó).鋼纖維自密實(shí)混凝土彎曲韌性和剪切韌性試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報(bào),2010:55-63.

[16]巫祖烈,耿卓,何小兵.高摻量大長(zhǎng)細(xì)比聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土性能試驗(yàn)研究[J].路基工程,2013:27-30.

[17]蔡軍.鋼纖維自密實(shí)混凝土彎曲疲勞性能研究[J].商洛學(xué)院學(xué)報(bào),2013:64-67.

[18]丁慶軍,王志亮,周孝軍.自密實(shí)補(bǔ)償收縮鋼纖維鋼管混凝土的抗凍性研究與應(yīng)用[J].混凝土,2014:43-18.

[19]丁一寧,董香軍,王岳華.混雜纖維自密實(shí)混凝土的強(qiáng)度和抗彎韌性[J].建筑材料學(xué)報(bào),2005:294-297.

[20]羅素蓉,李豪.纖維自密實(shí)混凝土斷裂能試驗(yàn)研究[J].工程力學(xué),2010:119-123.

[21]張猛.混摻纖維高強(qiáng)自密實(shí)混凝土的力學(xué)及耐腐蝕性能研究[D].2015.

[22]駱冰冰,畢巧魏.混雜纖維自密實(shí)混凝土孔結(jié)構(gòu)對(duì)抗壓強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究[J].硅酸鹽通報(bào),2012:626-630.

[23]蔡亞寧.補(bǔ)償收縮纖維自密實(shí)混凝土在通道橋加固改建工程中的應(yīng)用[J].新型建筑材料,2004(10):6-8.

[24]郭景強(qiáng),陳賀新,瞿延波.聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土的研究及應(yīng)用[J].河南科學(xué),2002:740-743.

[25]劉小剛,余成行,彭明祥.C60鋼纖維自密實(shí)混凝土超高層泵送施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2008:85-87.

[26]張春曉,丁慶軍.鋼纖維輕集料自密實(shí)混凝土的配制及其在鋼橋面鋪裝中的應(yīng)用[J].混凝土,2011:59-62.

[27]曹旗,程銀亮,王曉峰.纖維自密實(shí)混凝土綜述[J].混凝土,2016:123-126.

[28]黃兆輝等.纖維改性自密實(shí)混凝土的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].第十五屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì),2015.

[29]王大強(qiáng).自密實(shí)纖維輕骨料混凝土耐久性及微觀結(jié)構(gòu)研究[D].大連交通大學(xué),2011.

[30]龍飛.聚丙烯纖維自密實(shí)混凝土的粘結(jié)錨固性能研究[D].重慶交通大學(xué),2015.

[31]Okamura H,Ouchi M.Self-compacting concrete development,present use and future[C].1st International RILEM Symposium on Self-Compacting Concrete,Stockholm,1999:3-14.

（責(zé)任編校：何俊華）

2016－03－25

熊恩（1985－），男，湖南沅江人，碩士，研究方向?yàn)橥聊竟こ獭?/p>

TU5

A

1673-2219（2016）05-0058-04