配筋率对UHPC轴拉性能影响的试验研究

摘要

【目的】研究配筋率和钢纤维掺量对超高性能混凝土（ultra-high performance concrete,UHPC）轴拉性能提升效果的影响规律。【方法】在不同钢纤维掺量（1%和2%）的UHPC轴拉试件中，分别植入纵向配筋率为0%、1.57%、3.14%的HRB400钢筋，开展单轴拉伸试验。分析试验数据，探究配筋率、钢纤维掺量对配筋UHPC试件的荷载-位移曲线、抗拉强度、应变能力以及裂后应力-缝宽曲线的影响。【结果】当钢纤维掺量为1%时，与无筋UHPC试件相比，配筋率为1.57%的UHPC试件峰值应力提高了80.3%，峰值应变从198.86×10^-6提升至3 106.05×10^-6；当纵向配筋率从1.57%增加到3.14%时，配筋UHPC试件的峰值应力与峰值应变分别提升了67.4%和56.0%；在裂后性能方面：0.05 mm裂缝可视初裂应力与0.20 mm裂缝可视初裂应力随配筋率的提高而增大，这表明钢筋的配置提升和钢筋配筋率的增加，可使UHPC试件的裂后刚度、峰值应力与峰值应变大幅提高，同时可有效抑制UHPC试件裂缝宽度的发展；在钢纤维掺量影响方面：随着钢纤维掺量的增加，配筋UHPC试件的裂后刚度与微裂缝控制能力显著增强，但峰值应力的提升幅度有限。【结论】钢筋的配置和配筋率的提升能显著提高UHPC试件的裂后刚度、峰值应力与峰值应变，有效抑制裂缝宽度发展；增加钢纤维掺量可增强配筋UHPC试件的裂后刚度与微裂缝控制能力，但对峰值应力的提升效果不明显。

关键词

桥梁工程 / 超高性能混凝土 / 轴拉性能 / 配筋率 / 钢纤维掺量

基金资助

国家自然科学基金项目（52078054,51878073）; 湖南省交通科技项目（201932）; 湖南省自然科学基金项目（2021jj30730）; 湖南省研究生科研创新项目（CX20200832）