钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的端钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成。显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,具有较好的延性。
普通钢纤维混凝土的纤维体积率在1%-2%之间,较之普通混凝土,抗拉强度提高60%-120%,抗剪强度提高50%-****,抗压强度提高幅度较小,一般在0-25%之间,但抗压韧性却大幅度提高。
根据纤维增强机理的各种理论,诸如纤维间距理论,复合材料理论和微观断裂理论,以及大量的试验数据分析,可以确定纤维的增强效果主要取决于基体强度,纤维的长径比(钢纤维长度J与直径d的比值,即J/d)纤维的体积率(钢纤维混凝土中钢纤维所占体积百分数),纤维与基体间的粘接强度,以及纤维在基体中的分布和取向的影响。当钢纤维混凝土破坏时,大都是纤维被拔出而不是被拉断,因此改善纤维与机体间的粘结强度是改善纤维增强效果的主要控制因素之一。
所以改善钢纤维混凝土主要办法是:增加纤维的粘接长度(即增加长径比)、改善纤维基体对钢纤维的粘接性能、改善纤维的形状,增加纤维与基体间的摩阻和咬合力。
钢纤维混凝土的掺量对其强度的影响
钢纤维的性能有抗拉强度与粘接度两种,在过去大量的试验中,我们可以看出,普通的钢纤维混凝土在钢纤维拔出后就会出现不同程度的破坏,而不是钢纤维的拉断而造成破坏,所以钢纤维可以说是在这个混凝土的作用是极其强大的,过去人们单纯的以为钢纤维越多则会抗拉性能会越好,其实不然,这样的做法是一种对经济的严重浪费,而且会造成一定的施工难度,同时也会影响到原来的性能。
钢纤维混凝土掺量的结果分析;经过科研人员的不断研究表明,在钢纤维产量为0.6%-1.2%时,其抗拉强度会出现规律性变化,而当钢纤维掺量在0.8%时就会出现一个峰值,钢纤维掺量在一步上升时,则效果就会下降。所以就以上的结果显示,钢纤维掺量在0.8%时是最为适宜的。钢纤维掺量可选择路面30-80kg/m3,桥梁建设50-100kg/m3,钢纤维混凝土的搅拌工艺;施工中按常规施工,不需要特别调整。
现代施工工艺中,逐渐采用湿喷钢纤维混凝土,目前使用长20-40mm厚0.5mm的钢纤维。其优点是;5%-10%的回弹率,比干喷低得多。 不产生钢纤维的回弹,使用40mm的钢纤维时,也能控制回弹,混凝土质量均一,通常可达到55mpa的强度,特殊作业时可达到100mpa,环境条件好,粉尘少、作业安全,水灰比小,透水性低、不需要 防腐处理,可防止电解和加速腐蚀。
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