钢纤维掺入混凝土能否改良性能,满足应用需求?

发布时间:2020-07-04人气:5585

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。它克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点,具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能,已在建筑、路桥、水工等工程领域得到应用。

一、钢纤维的基本性质

1.钢纤维的类型及特征参数

钢纤维按材质分,有普通碳钢钢纤维和不锈钢钢纤维,其中以普通钢钢纤维用量居多;按外形分有长直形、压痕形、波浪形、弯钩形、大头形、扭曲形;按截面形状分有圆形、矩形、月牙形及不规则形;按生产工艺分有切断型、剪切型、铣削型及熔抽型;按施工用途分有浇筑用钢纤维和喷射用钢纤维。

为满足钢纤维的增强效果与施工性能,通常采用钢纤维长度为15~60mm,直径或等效直径为0.3~1.2mm,长径比为30~100,纤维的体积掺量为0.5%~2%.

钢纤维掺入混凝土能否改良性能,满足应用需求?

2.钢纤维的主要性能

钢纤维的主要性能包括抗拉强度与黏结强度。试验表明,由于普通钢纤维混凝土主要是因钢纤维拔出而破坏,并不是因钢纤维拉断而破坏,因此钢纤维的抗拉强度一般能满足使用要求,而其与混凝土基体界面的黏结强度是影响钢纤维混凝土性能的主要因素。黏结强度除与基体的性能有关外,就钢纤维本身而言,与钢纤维的外形和截面形状有关。

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短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。

保养

钢纤维砼表面湿润不少于7d,时间越长越好,用湿的草袋铺在表面或用养护材料。钢纤维转换梁保养时避免接触风、太阳、雨水等,应对施工梁体进行挡风、防雨等封闭处理。对于钢纤维转换梁,拆模时间应严格控制在达到规范规定的混凝土28d强度之后。如果遇冬季施工,可按常规办法采取防冻措施。

掺量检验

(1)钢纤维的掺量在砼浇注地点取样检验,每一工作班至少检验二次,每次取三组样品,每组样品为1OL。

(2)通过水洗法检验,将钢纤维从砼中洗出,晒干后称量,单个取样钢纤维含量偏差不得超过配比掺量的20%,每三个取样以上钢纤维含量平均值的偏差不得超过配比掺量的5%。

影响因素

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的分析,可以确定纤维的增强效果主要取决于基体强度(fm),纤维的长径比(钢纤维长度l与直径d的比值,即I/d),纤维的体积率(钢纤维混凝土中钢纤维所占体积百分数),纤维与基体间的粘结强度(τ),以及纤维在基体中的分布和取向(η)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,因此改善纤维与基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。

改善办法

1.增加纤维的粘结长度(即增加长径比);

2.改善基体对钢纤维的粘结性能;

3.改善纤维的形状、增加纤维与基体间的摩阻和咬合力。

以上改善方法的理论依据可以结合钢纤维混凝土抗拉强度、弯拉强度(抗拉强度)设计公式。http://www.gangxianweiyt.com/


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