长沙新型钢纤维结构形式解决不易搅拌难题

发布时间:2020-07-03人气:5676

钢纤维是一种新、高性能的钢纤维品种,钢纤维道路的配合比设计方法大体与普通混凝土相同,不同点为:强度双控标准(抗压强度和弯拉强度);钢纤维掺量根据设计要求的弯拉强度确定;单位用水量和砂率与纤维掺量有关,每掺加0.5%(体积率)钢纤维,单位用水量增加6kg,砂率增大2%。

钢纤维混凝土具有与普通混凝土一样的搅拌、运转和施工性能,纤维在混凝土中不会结球,分布均匀,可在商品混凝土搅拌站进行生产并能用于泵送施工。铣削钢纤维混凝土的早期坍落度损失较大,30分钟损失32%,2小时损失42%。钢纤维混凝土的实际工作性优于相同的坍落度的普通混凝土。钢纤维混凝土具有良好的材料性能,与普通混凝土相比,其抗压强度提高2~20%;弯拉强度提高20~50%;劈裂抗拉强度提高20~40%;耐磨性能提高40%左右,其物理力理性能完全可以满足城市道路工程及检查井盖等配套构件需求技术指标。钢纤维粗糙而洁净的表面,能与混凝土中的水泥浆体牢固的结合,这是铣削钢纤维提高混凝土各种性能的根本原因。

新型钢纤维结构形式解决不易搅拌难题

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入少量低碳钢、不锈钢和玻璃钢的纤维后形成的一种比较均匀而多向配筋的混凝土。钢纤维的掺入量按体积一般为1%~2%,而按重量计每立方米混凝土中掺70~100kg钢纤维,钢纤维的长度宜为25~60mm,直径为0.25~1.25mm,长度与直径的Z佳比值为50~700。与普通混凝土相比,它不仅能改善抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂性能,而且能大大增强混凝土的断裂韧性和抗冲击性能,显著提高结构的抗疲劳性能及其耐久性,尤其是韧性可增加10~20倍。我国对钢纤维混凝土与普通混凝土力学性能做了比较试验,当钢纤维掺入量为15%~20%、水灰比为0.45时,其抗拉强度增长50%~70%,抗弯强度增长120%~180%,抗冲击强度增长10~20倍,抗冲击疲劳强度增长15~20倍,抗弯韧性增长14~20倍,耐磨损性能也明显改善。因此,钢纤维混凝土比素混凝土具有更优越的物理和力学性能。

混杂纤维混凝土。有关研究资料表明,钢纤维对混凝土的抗压强度并无明显促进作用,甚至还有所降低;与素混凝土相比,对于钢纤维混凝土的抗渗性、耐磨性、耐冲磨性及对防止混凝土早期塑性收缩等还存在正反(提高与降低)两方面甚至居中的观点。此外,钢纤维混凝土还存在用量较大、价格较高、生锈、对火灾引起的爆裂几乎无抵抗性等问题,使其应用受到了不同程度的影响。近些年来,一些国内外学者开始将目光投向混杂纤维混凝土(HFRC),试图把具有不同性能和优点的纤维混杂,取长补短,在不同层次和受荷阶段发挥“正混杂效应”来增强混凝土各项性能,以适应不同工程的需要。但是关于它的各种力学性能,尤其是其疲劳变形及疲劳损伤在静、动荷载以及等幅或变幅循环荷载作用下的变形发展规律和损伤特性,钢纤维的Z佳掺配量、混杂比例,复合材料各组分的关系,增强效果及增强机理,抗疲劳性能,破坏机理,施工工艺,配合比设计等方面的问题还有待进一步研究。

整体式纤维混凝土由于其不易搅拌均匀、纤维易结团、纤维用量较大、造价比较高等问题,影响到它大面积的推广应用。通过大量的工程实践和理论研究,人们提出了一种新型钢纤维结构形式——上下层布式钢纤维混凝土(Layer SteelFiber Reinforced Concrete 简称LSFRC),它是将少量的钢纤维均匀撒布于路面板的上下两个表层,而中间仍为素混凝土层。LSFRC中的钢纤维一般由人工或机械撒布,钢纤维较长,长径比一般在70~120之间,呈二维分布。在不影响力学性能的条件下,这种材料大大降低了钢纤维的用量,同时也避免了整体式纤维混凝土在搅拌时易出现纤维结团现象。此外,钢纤维在混凝土中的层布位置对混凝土的抗折强度影响很大,层布在混凝土底部增强效果Z佳,随钢纤维层布位置上移,其增强效果明显减弱。LSFRC比同配合比的素混凝土抗折强度提高35%以上,比整体式钢纤维混凝土略低,但LSFRC可节约大量材料成本,也不存在搅拌难的问题。因此,LSFRC是一种具有良好社会经济效益和广阔应用前景的新材料,值得在路面施工中推广应用。http://www.gangxianweiyt.com/

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