浅谈钢纤维混凝土的性能特征及应用.doc

浅谈钢纤维混凝土的性能特征及应用周佳鹏黑龙江大学水利电力学院20115153指导教师：史长莹【摘要】钢纤维混凝土作为一种新型结构混凝土具有较高的抗拉强度和断裂韧性、抗疲劳等性能容易浇筑成型适用于水利水电工程中的复杂应力部位。其优越的使用性能被越来越多的工程采用结合钢纤维混凝土在工程中的实际应用经验对其施工工艺及注意事项进行了初步研究并指出钢纤维混凝土的应用取得了良好的经济效益和社会效益。【关键词】钢纤维混凝土；性能；施工工艺；应用0引言钢纤维混凝土就是在普通混凝土中掺入适量钢纤维而成的一种新型复合材料近年来在国内外得到迅速发展近年来在国内外得到迅速发展。由于混凝土本身抗拉强度低混凝土结构在受拉区会出现裂缝.这些裂缝会加速混凝土的碳化而且混凝土结构的承载力和使用寿命会随着裂缝的扩展而下降.与普通混凝土相比钢纤维混凝土具有抗拉、抗弯、抗剪强度高的优点并会显著改善混凝土抗裂性能、韧性、抗冲击性能及耐久性等。由于混凝土本身抗拉强度低混凝土结构在受拉区会出现裂缝.这些裂缝会加速混凝土的碳化而且混凝土结构的承载力和使用寿命会随着裂缝的扩展而下降.与普通混凝土相比钢纤维混凝土具有抗拉、抗弯、抗剪强度高的优点并会显著改善混凝土抗裂性能、韧性、抗冲击性能及耐久性等。1钢纤维混凝土的定义及基本性能1.1钢纤维混凝土的定义钢纤维混凝土是指把直径为0.3mm~0.6mm、长度为20mm40mm的短钢按某个特定方向或随机方向均匀地掺入到混凝土中的一种新的复合混凝土。钢纤维的使用量为混凝土体积的1%~2%。1.2钢纤维混凝土的性质1.2.1形状、尺寸作为混凝土增强材料的钢纤维必须具备以下条件:当把它投入搅拌机中后其形状、尺寸一定要适合于能够均匀地分散到混凝土中去如果纤维过细过长搅拌过程中多数纤维将会出现纤维球从而使钢纤维难以均匀分散。反之如果纤维过粗过短振捣时容易与混凝土分离而下沉。考虑了以上各点以后钢纤维的直径(或一边长度)以0.3mm~0.6mm长度以40mm为好。如果纤维过短就收不到增强效果因此其长度为直径的40倍~60倍时比较能够均匀地分散到混凝土中去。1.2.2粘结强度为了能够发挥钢纤维对混凝土的增强作用钢纤维与混凝土的粘结强度一定要高。粘结强度越高抗裂性能越好抗拉强度和抗弯强度也能得到明显的提高。一般来说提高钢纤维粘结强度的方法有二:1)沿钢纤维的轴线方向以一定间距对截面进行塑性加工;2)对钢纤维的端部进行加工使其成为异形钢纤维。1.2.3硬度现在市场上销售的钢纤维大多在制作加工时硬化以低碳钢为原料的钢纤维也具有一定的硬度所以搅拌时很少发生弯曲现象。但如果在热处理过程中钢纤维过于软化则搅拌时容易弯曲增强效果将减少一半;反之如果钢纤维过硬过脆搅拌中容易折断其增强效果也将显著减少。尽管钢纤维有一定的硬度人们还是希望它也具有一定的弹性。1.2.4抗拉强度对钢纤维抗拉强度的要求只是在钢纤维混凝土发生破坏时没有被拉断的那个值。一般来说若钢纤维的长度为l直径为d与混凝土的粘结强度为S假定钢纤维在混凝土中所产生的抗拉应力为Rt则Rt=S#l/d现在市场上销售的钢纤维的S值为50kg/cm2~60kg/cm2l/d(长细比)为60~80钢纤维的抗拉强度若能达到50kg/cm2就很不错了。1.2.5耐腐蚀性能因为钢纤维比钢筋细得多所以如果钢纤维被腐蚀那么钢纤维混凝土就会立即损坏。钢纤维在混凝土中不容易遭到腐蚀但暴露在混疑土表面的钢纤维其中一部分将产生褐色斑点。因此在有碍观瞻的幕墙等处使用钢纤维混凝土时要对所用钢纤维进行防锈处理。一般有阿塞尔处理法、镀锌和环氧树脂双镀层等。2钢纤维混凝土的特点2.1钢纤维混凝土其抗裂抗拉抗弯抗剪耐磨性能疲劳强度和抗冻融性能均较普通混凝土有大幅提高。因此可减少钢筋材料消耗并减少混凝土的用量。用钢纤维混凝土铺设公路路面或机场跑道厂房地面等可使厚度减薄一半并使接缝间距延长数倍至十倍且寿命大大增加。用钢纤维混凝土喷浇铁路、公路、矿山隧道内衬喷浇厚度可减至50mm以下免去盘条和金属网配筋不仅节约钢材而且混凝土质量更加可靠。2.2钢纤维混凝土的最大优点在于大大提高了混凝土的抗裂强度和抗冲击韧性每立方米混凝土中分散有数百万根钢纤维。因此可以用于有抗裂和承受冲击强度要求的各种构造物中。用钢纤维混凝土浇注的刚性屋面或防水设施由于有混凝土的抗裂性能大大提高因而防漏性能良好其寿命比/三毡四油0的传统卷材屋面延长数倍。2.3使用钢纤维喷射混凝土可以方便地解决年久失修或失火烧损的建筑物补强修复问题。2.4由于改善了混凝土的性能钢纤维混凝土的寿命能够大大延长维护修理费用也能够大幅度降低。3钢纤维混凝土的缺点在中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土委员会