不同类型粗骨料和钢纤维对桥面铺装UHPC工作性和力学性能的影响
The influence of different types of coarse aggregates and steel fibers on the workability and mechanical properties of UHPC for bridge deck pavement
关键词：
钢纤维；粗骨料；超高性能混凝土（UHPC）；工作性；抗压强度；抗弯强度
Key words：
Steel fiber; Coarse aggregate; Ultra-high performance concrete (UHPC); Workability; Compressive strength; Bending strength
刊期：
2026年第2期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.25040212
文章编号：
基金项目：
作者：
李 朋
单位：
中铁十八局集团第二工程有限公司，河北 唐山 064000
摘要
摘 要：研究了粗骨料类型（天然粗骨料、钢渣粗骨料、再生混凝土粗骨料）和钢纤维类型（弯钩形钢纤维SFD1、平直形钢纤维SFX2）对超高性能混凝土（Ultra-high performance concrete，UHPC）工作性和力学性能的影响。结果表明：用钢渣粗骨料全替代天然粗骨料后，UHPC的流动性下降，抗压强度增大，另外，抗弯强度在不掺钢纤维的情况下有所增大，而在掺钢纤维的情况下有所下降；用再生混凝土粗骨料全替代天然粗骨料后，UHPC的流动性、抗压强度和抗弯强度基本下降；掺入钢纤维后，UHPC的流动性显著下降，抗压和抗弯强度基本有所增大；平直形钢纤维SFX2对提升UHPC的抗压强度更有效，弯钩形钢纤维SFD1对提升UHPC的抗弯强度更有效。
Abstract: The effects of coarse aggregate types (natural coarse aggregate, steel slag coarse aggregate, recycled concrete coarse aggregate) and steel fiber types (hooked steel fiber SFD1, straight steel fiber SFX2) on the workability and mechanical properties of ultra-high performance concrete (UHPC) were studied. The results show that after replacing natural coarse aggregates with steel slag coarse aggregates, the flowability of UHPC decreases, the compressive strength increases. In addition, the bending strength increases when UHPC does not contain steel fibers, but decreases when steel fibers are added. After replacing natural coarse aggregates with recycled concrete coarse aggregates, the flowability, compressive strength, and bending strength of UHPC decrease significantly. After the addition of steel fibers, the flowability of UHPC significantly decreases, while the compressive strength and bending strength basically increase. The straight steel fiber SFX2 is more effective in improving the compressive strength of UHPC, while the hooked steel fiber SFD1 is more effective in improving the bending strength of UHPC.
结论
（1）用钢渣粗骨料或再生混凝土粗骨料全替代天然粗骨料会降低UHPC拌合物的流动性。另外，掺入钢纤维也会导致UHPC拌合物的流动性显著下降。
（2）用钢渣粗骨料全替代天然粗骨料后，试件的7 d和28 d抗压强度均有所增大。与未掺钢纤维的UHPC试件相比，掺钢纤维UHPC试件的7 d和28 d抗压强度基本有所增大。另外，与单掺SFD1钢纤维的试件相比，单掺更小尺寸的SFX2钢纤维试件的28 d抗压强度更高。与单掺钢纤维相比，混掺SFD1与SFX2钢纤维对UHPC抗压强度的提升效果相对更好。
（3）在不掺钢纤维的情况下，用钢渣粗骨料全替代天然粗骨料后，试件的28 d抗弯强度增大，而用再生混凝土粗骨料全替代天然粗骨料后，试件的28 d抗弯强度降低。在掺钢纤维的情况下，G组和R组试件的28 d抗弯强度基本低于N组的28 d抗弯强度。掺入钢纤维有利于提升UHPC的抗弯性能，其中，单掺SFD1钢纤维试件的抗弯强度最高，混掺SFD1与SFX2钢纤维试件的抗弯强度次之，单掺SFX2钢纤维试件的抗弯强度最低。
（4）在实际工程应用中，建议结合具体工程技术要求与环境特征，科学遴选钢纤维及粗骨料的种类与掺量，以保障桥面铺装混凝土的施工质量与服役性能，进而延长结构的使用寿命，减少后期的维护与修复成本。
参考文献
[1] 唐涛,夏艳晴,康阳阳,等.免蒸养超高性能混凝土的设计及在桥面铺装中的应用进展综述[J].混凝土与水泥制品,2025(12):45-49.
[2] 张庆鹏.SAP与PVA复合改性钢桥面铺装混凝土性能研究[D].秦皇岛:燕山大学,2025.
[3] 岳庭,李汉军,于昊男,等.纤维增强水泥混凝土桥面铺装施工过程水化热特性分析研究[J].长春工程学院学报(自然科学版),2025,26(1):30-33.
[4] 马怀玉,陈前程.高速公路混凝土桥面铺装裂缝原因分析及控制研究[J].建筑技术,2023,54(18):2206-2208.
[5] 张青松,黄霖.桥梁工程沥青混凝土桥面铺装层病害的原因及养护策略探讨[J].低碳世界,2023,13(1):132-134.
[6] 陈晓晖,廖成文.钢纤维混凝土在桥面铺装中的应用研究[J].西部交通科技,2023(9):104-105,118.
[7] 冯建辉,陈绍昌,申心力,等.微生物矿化沉积(MICP)技术强化再生骨料研究进展[J].混凝土与水泥制品,2025(10):154-159.
[8] 林文伟,周英武,胡锐,等.再生粗骨料性能提升技术研究进展[J].建筑结构学报,2025,46(8):133-156.
[9] 李曈,王庆贺,任庆新.钢渣骨料/粉煤灰对ECC力学与介质传输性能的影响机理[J].材料导报,2025,39(19):153-159.
[10] 潘丽华,黄榜彪,黄秉章,等.沸石粉及水热养护对钢渣混凝土的影响[J].材料科学与工程学报,2025,43(4):647-654.
[11] 王玲,蔡同星,高劲松,等.酸激发钢渣对UHPC性能的影响及机理分析[J].混凝土与水泥制品,2025(7):91-96.
[12] 朱航,丁庆军,彭艳周,等.钢渣矿粉混凝土的物理力学性能研究[J].武汉理工大学学报,2005(1):40-43.
[13] 蒋进波,焦楚杰.钢纤维轻骨料混凝土梁的弯曲性能研究[J].混凝土,2023(3):59-61,68.
[14] 焦明辉,徐强,顾铁增.钢纤维桥面铺装混凝土施工技术研究[J].黑龙江科技信息,2009(26):254.
[15] 管俊峰,鲁猛,王昊,等.同时确定钢纤维高强混凝土的断裂韧度及拉伸强度[J].工程力学,2023,40(3):65-77.
引用本文
李朋.不同类型粗骨料和钢纤维对桥面铺装UHPC工作性和力学性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2026(2):93-97.
LI P.The influence of different types of coarse aggregates and steel fibers on the workability and mechanical properties of UHPC for bridge deck Pavement[J].China Concrete and Cement Products,2026(2):93-97.
上一个： 功能梯度型UHPC-EPS夹芯结构在既有桥梁护栏改造中的应用
相关文件