自密实混凝土因具有优良工作性,在结构配筋复杂处无需振捣仍能保证成型质量而被广泛关注,是混凝土材料方面一个重要的研究方向。因其胶凝材料用量较大,而导致干缩较大、易开裂,影响混凝土的耐久性。钢纤维具有增强、增韧、阻裂的作用,因此,本文将其掺入到自密实混凝土中研究其对自密实混凝土性能的影响。本文以钢纤维自密实混凝土为研究对象,基于室内试验和正交试验方法及超体积法研究了钢纤维自密实混凝土的钢纤维最优掺量、工作性能、力学性能和耐久性能等。取得主要研究成果如下:(1)对工作性的研究结果表明,添加钢纤维的自密实混凝土工作性虽有所下降,但依然能满足使用要求,仍保留了高工作性的优点。(2)钢纤维的掺入可提高自密实混凝土的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度及弹性模量。抗压强度增幅可达30%,轴心抗压强度与立方体抗压强度的比值在0.69~0.91之间,与普通混凝土相比,有所增长。钢纤维的掺入可明显提高自密实混凝土的抗折强度及劈裂抗拉强度,抗折强度最大可达立方体抗压强度的1/3,且钢纤维体积率为1.2%时,劈裂抗拉强度增幅可达89.7%。过小钢纤维体积率对弹性模量影响较小,14d时增幅仅7%。对于各项力学性能,强度值随着龄期的增长而增长,14d前强度增长较快,后期趋于稳定。且钢纤维在混凝土内部充分发挥自身增强、增韧、阻裂作用,提高了混凝土的延性,改善了混凝土的破坏形态。(3)通过钢纤维自密实混凝土的力学性能试验发现,钢纤维自密实混凝土的立方体抗压强度与龄期、轴心抗压强度分别呈对数、线性关系;抗折强度与立方体抗压强度、龄期分别呈多项式、对数关系;弹性模量与立方体抗压强度、龄期分别呈线性、对数关系;劈裂抗拉强度与立方体抗压强度、龄期都呈线性关系。并分别获得了不同钢纤维体积率的公式,且符合程度较好。(4)通过钢纤维自密实混凝土的耐久性试验发现,钢纤维的掺入提高了抗渗等级,增幅最大为58.3%;降低了渗水高度,降低幅度最大为50%;还减小了碳化深度,减小幅度最大为51%。但较小、较大的钢纤维体积率对其耐久性影响不大,对抗渗性和抗碳化性,其最佳体积率为0.9%。(5)利用ANSYS CFX软件,模拟了0.9%钢纤维体积率自密实混凝土梁的浇筑过程。通过云图发现,梁的前半段钢纤维分布较均匀,后半段呈重分布。以浇筑速度为参数,对0.35m/s、0.5m/s、0.65m/s浇筑速度的结果文件进行量化,近似计算出了每个梁段内钢纤维的数量。结果表明,浇筑速度为0.35m/s时,钢纤维的分布情况较其它浇筑速度更均匀。