本研究是基于前人的研究成果之上的，通过改变长、短钢纤维的掺量等条件，来探索性的实验，以期得到抗折、抗压强度更好的超高强度硅酸盐混凝土。

1.2本课题研究目的和方法

 混凝土是一种脆性材料，特别是其高强化后它存在的脆性问题就更为凸显。钢纤维高强混凝土是在混凝土中掺加适量的，起到增强、增韧及阻裂作用的钢纤维后制备而成的新型复合硅酸盐基材料，钢纤维的特性使它能有效地增强混凝土的强度和韧性。钢纤维高强混凝土具备优异的力学特性，其抗压强度可以达到200Mpa以上，抗折强度也有很大的提高达到50-60 MPa。掺加钢纤维后的高强混凝土材料不仅其抗压和抗折强度有明显的提高，而且还可得到防护工程所需求的高韧性和延展性。

为了能够进一步地改进现有的超高强硅酸盐材料的性能，我们的课题以高强度混凝土的制备原理为基础，采用具有高强度、高硬度的骨料，混凝土成型过程中采取合理的养护制度，充分发挥出硅灰、超细石英粉等火山灰活性材料在混凝土结构形成过程中的各种物理和化学反应，选用聚羧酸系高效减水剂以来确保钢纤维高强混凝土具备良好的工作性和和易性。钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforce Concrete简称SFRC)是由细骨料、粗骨料、水泥以及乱向分布的钢纤维组成的一种多相非均质复合材料。由于钢纤维的阻裂、增强效应，使得钢纤维混凝土具有非常优越的力学性能，从而在防护工程领域中得到日益广泛的应用。同时，为得到最佳钢纤维高强混凝土的增强、增韧与阻裂效应，在基体中掺加不同长径比、体积率的钢纤维。在不同的成型工艺和养护制度条件下，优选出最佳工艺方法，制备出具有低密度、低成本和高强度、高韧性等特点的钢纤维高强度混凝土材料。

目前研究的钢纤维高强混凝土是由一定级配的细石英砂、水泥、硅灰、石英粉、高效减水剂和钢纤维组成，在成型、养护过程中采取合适的成型养护工艺制备而成。钢纤维高强混凝土具备超高强度、高的韧性以及低孔隙率等良好的性能，其配制原理为：提高各个组分材料的细度和活性，减少或消除材料内部产生的原始缺陷(如孔隙和微裂纹)，以此获得混凝土材料的超高强度与高耐久性。根据这个原理，钢纤维高强混凝土所采用的原材料最大粒径均在1.2mm以下，以此来减小钢纤维混凝土中的孔间距、孔隙率等，优化孔结构，增加基体的密实度。具体制备中可采取以下措施:

（1）提高混凝土体系的匀质性。普通混凝土中其骨料占到试件总体积的80%左右，水泥等胶凝材料填充在刚性骨架组成的空隙中，由于骨料与胶凝材料浆体强度相差较大，再叠加上界面与孔隙相的削弱作用，普通混凝土是一种匀质性较差的脆性材料，强度提高有限。钢纤维高强混凝土提高体系匀质性的主要措施是用粒径较小的细骨料代替粗骨料，同时改进成型工艺，提高混凝土基体的密实度，降低细集料与基体的体积比。 

（2）提高混凝土体系的堆积密实度。提高混凝土内部胶凝材料的密实度是配制高强度的钢纤维混凝土的基础，主要方法有：

① 根据最大密实度理论，选择粉体材料与细集料的级配，进行最密实级配计算，从而获得高密实级配；  

② 使用高性能的减水剂（聚羧酸系减水剂等），降低混凝土材料的水灰比和孔隙率，提高基体材料的密实度；  

③ 使用超细的火山灰活性材料(如硅粉、石英粉等)，选择适宜的养护制度，改善胶凝材料体系的密实度，利用这些材料在养护过程中发生的火山灰反应，生成强度高、结构致密的水化产物，提高水泥石的密实度与均匀性；