钢纤维对SAP内养护混凝土动态压缩和弯曲性能的影响

司政; 宋健; 刘润; 杜晓奇; 黄灵芝; 张飞跃

应用力学学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (3) : 609 -619.

司政, 宋健, 刘润, 杜晓奇, 黄灵芝, 张飞跃

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摘要

为了研究外掺钢纤维对内养护混凝土力学性能的影响，采用高吸水性聚合物(super absorbent polymer, SAP)作为内养护材料，开展了普通混凝土(normal concrete, NC)、内养护混凝土(internal curing concrete, ICC)和钢纤维内养护混凝土(steel fiber internal cured concrete, SFRICC)的动态抗压试验以及四点弯曲梁试验。使用核磁共振仪(nuclear magnetic resonance, NMR)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)研究混凝土内部孔隙结构和微观结构特征，揭示SAP和钢纤维对混凝土力学性能影响机理。结果表明：SFRICC残余强度随钢纤维掺量增加呈现增大趋势；钢纤维显著降低了SAP对混凝土力学性能的削弱作用；SFRICC的力学性能随钢纤维掺量的增加呈现先增大后减小趋势，钢纤维体积含量为1.5%时的SFRICC力学性能增强效果最好。混凝土力学性能呈现出明显的应变率效应。在高应变速率下，钢纤维掺量与SFRICC的动态增强因子(dynamic increase factor, DIF)呈负相关。SAP在促进水泥水化反应的同时，增大混凝土孔隙率和孔径，减少混凝土结构面有效面积，而钢纤维桥接纤维两侧的裂缝，增强了混凝土的完整性，弥补了SAP对混凝土的强度损失，两种材料可以发挥良好的耦合作用。