Page 113 - 2023年第54卷第10期

端钩钢纤维的拉拔阻力，从而进一步提高混凝土的韧性。Ｌｉ等 ［１１］ 研究了 １．３％短直钢纤维与 ０．５％多种
粗有机纤维混掺 ＵＨＰＣ的抗拉性能，发现有机纤维的掺入会提高 ＵＨＰＣ的抗拉强度和韧性，但是也会
降低抗压强度；不同有机纤维替代部分钢纤维，ＵＨＰＣ抗拉韧性因有机纤维种类不同而呈现不同的规
律。Ｗｏｎｇｐｒａｃｈｕｍ等 ［１２］ 研究了钢纤维、聚丙烯（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ，ＰＰ）纤维和超细聚丙烯纤维对混凝土抗
冲磨性能的影响，发现无论何种纤维都能够提高混凝土的抗冲磨性能；当纤维掺量为 １．０％时，ＰＰ纤
维对混凝土抗冲磨性能的提升效果优于钢纤维。Ｌｉｕ等 ［１３］ 的研究认为纤维能够增强基体的抗剪性能和
抗拉性能，从而提高混凝土的抗冲磨性能。
为明晰纤维种类与掺量对 ＵＨＰＣ抗冲耐磨性能的影响，同时考虑到钢纤维 ＵＨＰＣ在水下冲磨时易
发生表面锈蚀，而且钢纤维与有机纤维混掺能提高 ＵＨＰＣ的性价比，降低材料成本，本文从拉伸断裂
能量吸收的角度研究单掺微细钢纤维 ＵＨＰＣ、混掺微细钢纤维 － ＰＰ纤维?长短 ＰＶＡ纤维 ＵＨＰＣ的冲磨
性能，为 ＵＨＰＣ在泄水建筑物中的应用提供技术支撑。

２ 实验

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２．１ 原材料 水泥采用 Ｐ·Ｏ４２．５普通硅酸盐水泥，２８ｄ抗压强度为 ４９．４ＭＰａ，比表面积为 ３５０ｍ ?ｋｇ。
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硅灰 ＳｉＯ含量为 ９３．３２％，密度为 ２１６０ｋｇ?ｍ 。粉煤灰为 Ｆ类 Ｉ级粉煤灰，密度为 ２１００ｋｇ?ｍ 。砂为河
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砂，表观密度为 ２６４０ｋｇ?ｍ ，细度模数为 ２．９。纤维采用圆直镀铜微细钢纤维、聚丙烯（ＰＰ）纤维和两
种长度的聚乙烯醇（ＰＶＡ）纤维，具体参数见表 １。
表 １ 纤维物理性能参数

类型 长度?ｍｍ 直径?ｍｍ 长径比 弹性模量?ＧＰａ
钢纤维 １３±１ ０．２±０．０２ ６５ ２００
ＰＰ纤维 ２０±１ ０．４±０．０２ ５０ ５
６±１ ３０
ＰＶＡ纤维 ０．２±０．０２ ４８
１２±１ ６０

２．２ 配合比设计 进行 ＵＨＰＣ的配合比设计时，先设计最紧密堆积的基体 ［１４ － １５］ ，如表 ２所示，然后
在此基础上添加适量纤维。

表 ２ ＵＨＰＣ基体配合比 单位：ｋｇ?ｍ ３
编号 水泥 硅灰 粉煤灰 砂 水 减水剂
Ｂｌａｎｋ ６８０ １５５ ２１０ １１５０ １６７ ６．０

纤维混掺方式分为钢－ ＰＰ纤维混掺、钢－ ＰＶＡ纤维混掺和长短 ＰＶＡ纤维混掺，并结合单掺钢纤维
ＵＨＰＣ进行对比分析，各组 ＵＨＰＣ编号及其对应纤维种类、掺量及 ２８ｄ抗压强度，如表 ３所示。
２．３ 试件制备 ＵＨＰＣ的制备过程为：（ａ）依据配合比准备好材料，将胶凝材料、砂和减水剂投入搅
拌机中干拌 １ｍｉｎ；（ｂ）将水缓慢倒入搅拌机并持续搅拌 ５～６ｍｉｎ；（ｃ）采用人工均匀投入方式将纤维
在 ２ｍｉｎ内撒入浆体中，接着搅拌 ３ｍｉｎ；（ｄ）搅拌完成后浇筑混凝土入模具中，并振动 １５～２５ｓ至密
实状态。试件成型完毕后，在（ ２０±２）℃的环境下静置 １ｄ后拆模，将拆模后的试件置于温度（２０±２）℃、
相对湿度 ９５％以上的标准养护室内继续养护至 ２８ｄ。
２．４ 试验方法
２．４．１ 抗冲磨性能试验 试验试件尺寸为  ３００ｍｍ × １００ｍｍ的圆饼状试件。试验参照 《超高性能混凝
土试验方法标准》 （ Ｔ?ＣＥＣＳ８６４—２０２１）的 “水下钢球法” 进行，叶片转速为 １２００ｒ?ｍｉｎ，每隔 ２４ｈ加
水至初始水面高度，累计冲磨 ７２ｈ。
２．４．２ 抗拉性能试验 ＵＨＰＣ的单轴拉伸试验参照 《高延性纤维增强水泥基复合材料力学性能试验方

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