UHPC纤维定向法及对受拉性能影响

张 阳，屈少钦，卢九章，霍文斌

(1.湖南大学 风工程与桥梁工程湖南省重点实验室，湖南 长沙 410082；2.北京市政路桥管理养护集团，北京 100097；3.广东省建筑设计院有限公司，广东 广州 510010)

0 引 言

超高性能混凝土(UHPC)是一种抗压强度超过150MPa的新型纤维增强水泥基复合材料[1]，原材料组成为石英砂、活性掺合料、惰性掺合料、纤维、高效减水剂、水等。UHPC基于最大堆积密度理论和纤维增强理论开发，内部分散的短切纤维能有效抑制裂缝的形成和发展，提高UHPC的抗拉性能。

通常UHPC内纤维取向呈现乱向分布，如果让纤维取向倾斜于受拉方向，其抗拉强度、韧性和阻裂性能会大幅提升[2]。现有研究表明，UHPC内纤维取向倾向于浇筑UHPC时，新拌UHPC流动的方向[3]。部分学者[4-6]根据这一特性，通过特殊的浇筑手段，让新拌UHPC在模具中流动，实现纤维定向的效果。另外钢纤维作为一种导磁性介质，慕儒[2]等采用电磁场作用实现了UHPC的纤维定向，相较于流动浇筑法，UHPC的受拉性能提升更大。同时，纤维定向会导致UHPC在纤维取向以外的力学性能降低[7]，因此，在双向受力板、复合受力构件(牛腿、刚节点等)以及其他复杂受力结构中，应尽量避免采用定向纤维UHPC，但如果将其用于轴向受力构件(如桁架受拉杆)时则具有明显的优势。

确立UHPC受拉性能与纤维取向之间的关系是开发应用定向纤维UHPC的关键之一。研究人员试图量化纤维取向的参数与UHPC受拉性能之间的联系，参数如表1。B.BOULEKBACHE[3]、L.FERRARA 等[7]提出的纤维取向系数θ被广泛作为评价纤维取向程度的指标，他们发现UHPC的受拉性能随着纤维取向系数的增加而提高；……