建筑结构工程中钢纤维混凝土的应用实例.pdf

摘要：钢纤维增强混凝土的应用起始于60年代。随着纤维形状的改进、施
工技术的提高,从70年代起,钢纤维混凝土的使用范围便不断扩展,它的优越性
也在不断体现。本文主要探讨的是钢纤维混凝土在建筑结构工程应用中的施工工
艺。

关键词：钢纤维混凝土；建筑结构；工程应用

1钢纤维混凝土的发展前景

钢纤维混凝土（Steelfiberreinforcedconcrete，简称SFRC）是用一定量乱向
分布的钢纤维增强的以水泥为粘结料的混凝土，属于一种新型的复合材料。相对
于普通混凝土来说，由于其抗裂性特强、韧性很大、抗冲击与耐疲劳强度高、抗
拉与抗弯强度高，正广泛应用于道路、机场、桥梁、水工、港口、铁路、矿山、
隧道、军事及工民建等工程领域。随着社会的不断发展，各种重要工程越来越多，
具有抗裂、抗渗、抗冻、抗振等特殊要求的建筑物、构筑物也将会越来越多，钢
纤维混凝土也将会因其优于普通混凝土的性能，而得到更加广泛的应用。

目前，许多建筑工程的土建结构部分，绝大多数仍然是以钢筋混凝土或钢、
混凝土组合结构为主体的。这类钢筋混凝土或钢、混凝土组合结构工程，普遍存
在着面板、墙体、梁端与跨中、地下室侧墙的混凝土裂缝、地下水渗漏等工程通
病。针对混凝土结构工程中的这类通病，我们通过对目前国内一些已经应用了钢
纤维混凝土的工程的了解与统计，有充分理由相信钢纤维混凝土的优异性能可以
弥补普通混凝土的一些不足，进而改善工程建设质量。笔者在高架库区、平库区、
待发待检区的地面施工中采用了钢纤维混凝土，这是一个大面积混凝土地面抗裂
性能的较具代表性的工程实例。

2工程概况

总建筑面积19131m2，全长约130m。结合城市规划及消防的要求，按功能
的要求分成6个防火分区，防火分区之间采用防火墙分隔，柱距为36×9m，为钢
结构屋面，平均每个区的面积达3千平方米。根据以往的工程经验，如此大面积
的混凝土地面若采用普通混凝土，则结构裂缝是难以避免的。因此，我们在整个
设计与施工中采用了钢纤维混凝土。

3钢纤维混凝土的设计要点

3．1钢纤维混凝土的原材料钢纤维混凝土的原材料包括钢纤维和其他原材
料（水泥、水、骨料、外加剂以及混合材料）。

1）钢纤维。钢纤维按生产工艺可分为切断型、剪切型、熔抽型及铣削型
等类型，横截面有圆形、矩形、月牙形及不规则形等，其外形可为平直形、波浪
形、牙痕形、扭曲形、断钩形及大头形等。钢纤维的长度一般在15mm～16mm之
间，其截面直径或等效直径可为0.3mm～1.2mm，长径比宜在30～100之间。
钢纤维的技术要求与检验方法应符合建设部颁发的《钢纤维混凝土》
（JG/T3064-1999）中的规定。

（2）其他原材料。所用的水泥、水、骨料、外加剂以及混合材料，应符合
国家现行有关标准和规范中关于混凝土所用原材料的规定。粗骨料粒径不宜大于
20mm或钢纤维长度的2/3。同时，由于钢纤维的加入，JG/T3064-1999对钢纤
维混凝土拌合物中氯化物的总含量以及所选用的外加剂性能作了明确的规定。

3．2钢纤维混凝土的强度

钢纤维混凝土的强度等级，按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度
标准值按现行有关的混凝土结构设计规范的规定采用。钢纤维混凝土的抗拉强度
的标准值和设计值,,可按下式确定：

式中，,分别为钢纤维混凝土抗拉强度标准值、设计值分别为根据钢纤维
混凝土强度等级按现行有关混凝土结构设计规范确定的抗拉强度标准值、设计值
为钢纤维含量特征参数；为钢纤维体积率；为钢纤维长度；为钢纤维直径（或
等效直径）；为钢纤维对抗拉强度的影响系数，宜通过试验确定，当钢纤维混凝
土强度等级为～时，可按以下标准采用：对于熔抽型（）、圆直型钢纤维，取，
对于熔抽型（）、剪切型钢纤维，取。

通过以上各式可以看出，钢纤维混凝土较之同强度等级的普通混凝土，其抗
拉强度有了明显的提高；混凝土结构亦因其抗拉性能的显著增强而有效阻止了结
构中微裂缝的开展与传播。

3．3钢纤维混凝土配合比

钢纤维混凝土配合比除满足普通混凝土一般要求外，还应满足抗拉强度、韧
性、施工时拌合物和易性和钢纤维不结团的要求。（钢纤维混凝土强度等级为
CF30）的设计中，我们采用钢纤维混凝土的目的在于增强地面混凝土的抗裂性。
因此，我们借鉴一些已有工程实例的钢纤维掺入量，确定每m3混凝土中掺入
50kg剪切波形普通碳素钢纤维（钢纤维体积率约为0.64%）。最终钢纤维混凝
土的施工配合比由施工单位根据现行施工规范先完成配合比设计计算，然后根据
试配结果经调整最终确定。本工程施工配合比如下：水:水泥:砂:石子:粉煤灰:
钢纤维:减水剂FDN-5R:=0.57:1.00:2.66:2.77:0.24:0.15:0.124。

按以上配合比制作的混凝土试块，