钢纤维—合成纤维混凝土的不同应用及其原理

钢纤维与合成纤维混凝土的应用领域及其原理

孙斌董帅

(上海贝卡尔特-二钢有限公司)

摘要：本文针对目前市场上应用最广泛的钢纤维和合成纤维的技术性能进行了对比分析，对比了两种材料的物理参数、增强机理、徐变特征、防火、耐腐蚀性和耐久性。分析结果表明，钢纤维与合成纤维在技术性能上存在较大差异，应合理应用在不同的工程领域。

关键词：钢纤维；合成纤维

0．概况

经过30多年的技术研究与工程实践，纤维对混凝土性能的改善或增强已获得国内外土木工程界人士普遍的认可。但是由于对不同纤维的具体技术性能的优劣不了解，使得人们对不同类型的纤维产生混淆，在不同的工程应用领域该用什么类型的纤维产生了困惑。本文针对目前工程中应用广泛的钢纤维和合成纤维的性能进行了对比分析，为工程中合理应用纤维增强混凝土提供一些建议。

1.材料及相应参数

混凝土用纤维因其颜色，形状，大小和材料的不同而有多种种类。目前主要分为以下三大类：钢纤维（steel fibre）；细合成纤维（micro-synthetic）；粗合成纤维（macro-synthetic）。各种纤维的性能及参数见表1[1,2]。

2.纤维对混凝土的增强作用

纤维混凝土是纤维和混凝土构成的复合材料，其增强机理是纤维在混凝土裂缝处吸收了应力，抑制了裂缝的形成和开展，也就是说纤维只有在混凝土产生裂缝时才能发挥作用，纤维的加固能力取决于纤维与混凝土的粘结锚固能力，抗拉强度和杨氏模量。

合成纤维主要是聚丙烯纤维（polypropylene fibre），其杨氏模量一般只有3-5GPa，长度和直径都比较小。目前又出现了新的聚合物纤维(macro-synthetic fibre)，其尺寸要大于细合成纤维，杨氏模量也能达到5GPa-10GPa。对于这两

种合成纤维，由于其本身较低的杨氏模量，对于抑制混凝土的早期裂缝非常有效，尤其是细合成纤维与混凝土之间有很好的粘结锚固性能，效果更加明显。但是随着混凝土强度的发展，由于杨氏模量较低不能承受较大的位移，导致混凝土结构产生较大的裂缝和变形。

混凝土会在不同的龄期产生裂缝。在早龄期，由于混凝土不够密实，在自身收缩应力的作用下会产生微裂缝。例如在混凝土浇筑完3h内，混凝土的抗压应力小于3MPa，收缩应力小于0.3MPa，杨氏模量小于5GPa，此时细合成纤维可以承受这些荷载抑制裂缝开展。24h后混凝土的各种性能都得到了增强，抗压应力会大于10MPa，收缩应力会大于1MPa，杨氏模量会超过15GPa，此时细合成纤维由于杨氏模量较低不能有效抑制裂缝的开展。

钢纤维的杨氏模量（200GPa）和抗收缩应力（800-2.500MPa）较大，且与混凝土之间有更好的粘结锚固作用，可以有效吸收裂缝处的应力，抑制裂缝的形成和开展。但对早龄期混凝土产生的裂缝，钢纤维不能有效发挥其作用，随着混凝土强度的提高，钢纤维与混凝土的粘结锚固作用进一步增强，纤维对混凝土的增强作用更加明显。

3．徐变性能

徐变是材料在长期应力作用下，其应变随时间不断增长的过程。纤维的变形与环境和温度有关。当温度低于-20℃时，聚丙烯和聚乙烯的徐变可忽略，温度在-20℃—165℃之间时，聚丙烯和聚乙烯变为粘弹性状态发生明显徐变，见图1。此外，合成纤维在恒载作用下会产生较大徐变，导致结构在使用过程中产生较大的裂缝和变形，影响结构的耐久性、适用性和密实形，给结构的安全带来隐患。

图1粗合成纤维的徐变

不同实验室的测试结果表明粗聚丙烯纤维的徐变相当大，而且可导致正常使用状态下的徐变破坏。所谓徐变破坏是指完全丧失承载能力，即不能使用于受力结构中。

自2004年，各个实验室已经对不同纤维的徐变反应做了不同的实验。图2为贝卡尔特实验室的徐变试验装置及合成纤维与钢纤维混凝土的徐变试验对比。

图2徐变实验装置及不同纤维混凝土的徐变对比

从图2可看出，在相同时间范围内，合成纤维混凝土的徐变要远大于钢纤维混凝土的徐变，而徐变过大会使结构的裂缝增长无法控制，直至坍塌。

4．纤维的防火性能

在高温长期作用下，混凝土内部的水蒸气蒸发，水蒸气从混凝土内部的孔隙中排出，当水蒸气产生的速度超过排出速度时，混凝土就会产生剥落破坏。尽管剥落破坏只发生在混凝土表面，但这会使钢筋暴露在高温环境中，高温会使钢筋的抗拉强度迅速降低，结构的承载力迅速下降，最终导致结构破坏。

在混凝土中掺入适量的钢纤维不会影响混凝土的导热性能，与钢筋混凝土不同，钢纤维在混凝土的整个截面中分布，在高温环境下仅混凝土表面的钢纤维抗拉强度降低，混凝土内部的钢纤维仍保持很好的力学性能。研究表明，加入钢纤维后能减小混凝土的剥落破坏，所以钢纤维混凝土结构比钢筋网加固的混凝土结构起到更好的防火作用，而且在350-400℃范围内，钢纤维始终保持其机械性能。

粗合成纤维在50℃时开始失去其力学性能，在达到160℃时完全熔化消失。所以在火灾中，随着温度的升高，粗合成纤维混凝土结构很快失去其加固作用，使混凝土结构失去任何承载力。贝卡尔特实验室数据表明，在50℃时粗合成纤维的裂后强度将以40-50%的速度递减。

在防火要求较高的结构中，掺入适量的细合成纤维可以有效提高结构的防火性能[3]，被普遍接受的说法是在一定的温度条件下，超细的聚合纤维将融化，在火灾中产生的高压蒸汽可以通过纤维熔化后产生的空间释放出来，因此在很大程度上减少了混凝土的破坏和散裂。

5. 抗腐蚀性

粗聚丙烯纤维和细聚丙烯纤维对大部分的强酸和强碱环境都能适应。对于金属纤维，根据多年的经验和研究表明：与传统的钢筋和钢筋网所需的30-40mm 的混凝土保护层相比，钢纤维仅需1-2mm。纤维表面的腐蚀可能影响到美观，但对纤维混凝土结构的性能并没有任何影响。在裂缝口小于0.25mm的开裂处纤

维不会生锈。而对于有表面美观要求的结构或构件，可以使用镀锌钢纤维。

6．耐久性

材料和结构性能是影响纤维混凝土耐久性的两个主要因素。合成纤维在使用过程中不会腐蚀，所以不存在腐蚀性问题。钢纤维在使用过程中可能会产生腐蚀，研究和实践表明：钢纤维混凝土的表面外露钢纤维会产生腐蚀，但这种腐蚀不会深入到混凝土内部，也不会引起混凝土产生剥落破坏[4]，因此不会导致整个结构的承载力下降。而且在实际工程中可以通过以下方法避免腐蚀作用的产生：1）做好表面处理，防止钢纤维外露；2）使用镀锌纤维。结构的抗火性能也是影响结构耐久性的一个重要因素，与传统的钢筋混凝土结构相比，钢纤维混凝土能有效提高混凝土结构的抗火性能，但并不明显。然而，合成纤维特别是细合成纤维却表现出很好的防火效果，这也极大地提高了混凝土的使用寿命和耐久性。

7．结论

基于纤维的原材料特性和混凝土基体的性质，不同类型的纤维有其恰当的应用领域。高品质的钢纤维，由于自身抗拉强度及杨氏膜量较高，且与混凝土基体有很好的锚固性能，可以广泛应用于土木工程的各个结构性增强领域。而合成纤维的抗拉强度和杨氏膜量较低，不适合应用也结构性构件，可应用在塑性加固，防火等非承载结构或构件中。具体应用领域见表2。

参考文献：

[1] European Standard EN 14889-1 Fibres for concrete, part 1: steel fibres-Definitions,

specifications and conformity.

[2] European Standard EN 14889-2 Fibres for concrete, part2: Polymer

fibres-Definitions, specifications and conformity.

[3] OVBB guideline increased fire protection for concrete in underground traffic

infrastructure, version 2005.

[4] E.J.de Hansen, T.Eman and K.K. Hansen: Durability of cracked fibre reinforced

Concrete structures exposed to chlorides, proceedings of the 8th international conference on durability of building materials and components, Vancouver, Canada 1999

钢纤维混凝土配合比设计及质量控制

钢纤维混凝土配合比设计及质量控制 [摘要]钢纤维混凝土克服了普通混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、脆性等缺点,具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能,通过在桥面铺装中的应用，总结了钢纤维混凝土施工方法，技术要求及有关注意事项，为钢纤维混凝土的推广应用提供了经验。 [关健词]钢纤维配合比设计质量控制钢纤维混凝土是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基体，以金属纤维增强材料组成的水泥基复合材料。它是将短而细的，具有高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性等良好性能的金属纤维均匀分散在混凝土基体中形成的一种新型建筑材料。桥面铺装层作为桥梁的非主体结构，通常被设计和施工所忽视，长期车辆荷载的作用，是造成桥面开裂、损坏的主要原因，从而影响桥梁的使用质量，降低使用寿命，在桥面铺装层使用钢纤维混凝土将会有效地解决桥面使用过程中容易出现的质量问题。

一、钢纤维混凝土配合比设计的要求钢纤维混凝土配合比设计的目的是将组成材料，即钢纤维、水泥、水、粗细集料及外掺剂合理配合，使配制的钢纤维混凝土能够最大限度的满足施工和工程使用要求。 (1)满足公路桥梁抗压强度和抗折强度要求，提高桥面的耐久性能； (2)使配制的钢纤维混凝土有较好的和易性，方便和满足施工要求； (3)充分发挥钢纤维混凝土的特点，合理确定钢纤维及水泥用量，最大限度地降低工程成本。二、原材料质量要求

钢纤维：表面应洁净无锈无油，无粘结成团现象，保证钢纤维与混凝土的粘结强度，尺寸和抗拉强度符合技术要求；单根钢纤维丝的最低抗拉强度800N/㎜ 2，掺加量不超过70㎏/M 3。水泥：采用32.5级或42.5级普通硅酸盐水泥。碎石：应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、表面粗糙，近立方体颗粒的碎石。细集料：宜采用天然中粗砂或机制砂。细集料的洁净程度，天然砂以小于0.075㎜含量的百分比表示，机制砂以砂当量或亚甲蓝值表示，其质量必须满足规范的要求。水：无污染的自然水或自来水。外加剂：宜选用优质减水剂，对抗冻性有明确要求的钢纤维混凝土宜选用引气型减水剂。三、钢纤维混凝土配合比设计步骤

钢纤维及钢纤维混凝土的技术及规定

钢纤维及钢纤维混凝土知识混凝土用纤维的分类: 所用纤维按其材料性质可分为：①金属纤维。如钢纤维(钢纤维混凝土)、不锈钢纤维(适用于耐热混凝土)。②无机纤维。主要有天然矿物纤维（温石棉、青石棉、铁石棉等）和人造矿物纤维（抗碱玻璃纤维及抗碱矿棉等碳纤维）。③有机纤维。主要有合成纤维（聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、尼龙、芳族聚酰亚胺等）和植物纤维（西沙尔麻、龙舌兰等），合成纤维混凝土不宜使用于高于60℃的热环境中。钢纤维的性能和规格: 钢纤维是以切断细钢丝法、冷轧带钢剪切、钢锭铣削或钢水快速冷凝法制成长径比(纤维长度与其直径的比值,当纤维截面为非圆形时,采用换算等效截面圆面积的直径)为40～80的纤维。因制取方法的不同钢纤维的性能有很大不同，如冷拔钢丝拉伸强度为800-2000MPa、冷轧带钢剪切法拉伸强度为600-900MPa、钢锭铣削法为700MPa；钢水冷凝法虽为380MPa，但是适合生产耐热纤维。为增强砂浆或混凝土而加入的、长度和直径在一定范围内的细钢丝。常用截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10～60毫米，直径为0.2～0.6毫米，长径比为50～100。为增加纤维和砂浆或混凝土的界面粘结,可选用各种异形的钢纤维,其截面有矩形、锯齿形、弯月形的;截面尺寸沿长度而交替变化的；波形的;圆圈状的;端部放大的或带弯钩的等。钢纤维的规格:

钢纤维是当今世界各国普遍采用的混凝土增强材料。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。纤维混凝土的作用: 制造纤维混凝土主要使用具有一定长径比（即纤维的长度与直径的比值）的短纤维。但有时也使用长纤维（如玻璃纤维无捻粗纱、聚丙烯纤化薄膜）或纤维制品（如玻璃纤维网格布、玻璃纤维毡）。其抗拉极限强度可提高30～50％。纤维在纤维混凝土中的主要作用，在于限制在外力作用下水泥基料中裂缝的扩展。在受荷（拉、弯）初期，当配料合适并掺有适宜的高效减水剂时，水泥基料与纤维共同承受外力，而前者是外力的主要承受者；当基料发生开裂后，横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。若纤维的体积掺量大于某一临界值，整个复合材料可继续承受较高的荷载并产生较大的变形，直到纤维被拉断或纤维从基料中被拨出，以致复合材料破坏。与普通混凝土相比，纤维混凝土具有较高的抗拉与抗弯极限强度，尤以韧性提高的幅度为大。钢纤维主要用于制造钢纤维混凝土，任何方法生产的钢纤维都能起到强化混凝土的作用。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。钢纤维混凝土的力学性能：加入钢纤维的混凝土其抗压强度、拉伸强度、抗弯强度、冲击强度、韧性、冲击韧性等性能均得到较大提高。 1、具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度在混凝土中掺入适量钢纤维，其抗压强度提高10%~80%（C50以上混凝土提高幅度显著），抗拉强度提高50%~100%，抗弯强度提高50%~80%，抗剪强度提高50%~100%。试验表明，长度为5~15mm，长径比为10~30的超短钢纤维抗压强度提高幅度较短纤维大得多，但抗拉强度、抗折强度较短纤维低得多。 2、具有卓越的抗冲击性能材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能，称为冲击韧性，在通常的纤维掺量下，冲击抗压韧性可提高2~7倍，冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。 3、收缩性能明显改善在通常的纤维掺量下，钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低

钢纤维混凝土配合比

C50钢纤维混凝土配合比 1,设计依据及参考文献《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2000(J64-2000) 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041－2000 《国内公路招标文件范本》之第二卷技术规范(1) 《混凝土配合比设计计算手册》——刘长俊主编，辽宁科学技术出版社 2,确定钢纤维掺量：选定纤维掺入率P=1.5%, T0=(78.67*P)kg=78.67*1.5=118kg; 3,确定水灰比取W/C=0.45 (水灰比一般控制在0.40-0.53); 4,确定用水量: 取W=215kg(用水量一般控制在180-220kg),施工中采用掺用UNF-2A型高效减水剂,掺量为水泥用量的1%，减水率达10%，但考虑钢纤维混凝土的和易性较差，且施工中容易结团，故在试配中不考虑其减水效果，在试拌过程中观察其坍落度及施工性能。 5,计算水泥用量: C O=W O/(W/C)=215/0.45=478kg; 6,确定砂率: 取S P=65%(从强度和稠度方面考虑,砂率在60%-70%之间); 7,计算砂石用量: 设a=2 V S+G=1000L-[(W O/ρw+C O/ρc+T O/ρt+10L*a)] =1000L-[(215/(1/L)+478/(3.1/L)+118/(7.85/L)+10L*2)] =1000L-404L=596Lkg; S O = V S+G * S P * ρs=596 * 0.65 * 2.67 = 1034kg; G O = V S+G * (1-S P)*ρs = 596*0.35*2.67kg/L=557kg;

8,初步配合比: C O:S O:G O:T O:W O:W外= 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78 kg/m3 = 1: 2.16 : 1.17 : 0.25: 0.45 : 1% 9、混凝土配合比的试配、调整与确定: 试拌材料用量为: 水泥:砂:碎石:钢纤维:水:减水剂 = 11: 23.76: 12.87:2.75:4.95:0.11 kg; 拌和后，坍落度为10mm,能符合设计要求。观察拌和物施工性能：棍度：中；保水性：少量；含砂：多；拌和物在拌和过程中比普通砼困难，较难搅拌，但经机械振捣易密实。 6、经强度检测（数据见试表），28天抗压符合试配强度要求，故确定该配合比为基准配合比，即：水泥: 砂: 碎石: 钢纤维: 水: 减水剂 = 11 : 23.76 : 12.87 : 2.75 : 4.95 : 0.11 kg = 1 : 2.16 : 1.17 : 0.25 : 0.45 : 1% = 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78kg/m3

钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用

钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用发表时间：2016-11-15T16:53:32.417Z 来源：《低碳地产》2016年8月第16期作者：常春燕[导读] 钢纤维混凝土是一种将钢纤维掺入普通水泥混凝土中的新型复合材料。身份证号：13070519740217XXXX 河北省张家口市宣化区 075100 【摘要】钢纤维混凝土是一种将钢纤维掺入普通水泥混凝土中的新型复合材料。普通混凝土路面具有抗冲击性能力差、易产生裂缝并不断发展等缺陷。钢纤维混凝土是在混凝土中掺入钢纤维以改善混凝土性能，有效提高了混凝土的耐久性、抗拉强度、抗弯强度以及抗裂性能等。鉴于此，文章结合钢纤维混凝土的基本力学性能分析，主要针对钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用要点进行了分析，以供参考。【关键词】钢纤维混凝土；道路面层施工；应用要点 1 导言近年来，伴随着经济的快速发展，人们的生活水平有了很大的提高，汽车作为一种便利的交通工具，开始进入普通百姓的生活，也使得公路所要承担的交通压力越来越大，人们对于路面的施工质量和使用寿命提出了更加严格的要求。考虑到传统路面采用的是水泥混凝土或者沥青混凝土，使用年限相对较短，甚至实际使用寿命可能仅仅达到设计寿命的一半，影响了公路行业的可持续发展。在这种情况下，钢纤维混凝土路面施工技术得到了普及和应用，在提升路面整体性能方面发挥着积极的作用，得到了公路施工企业的重视。 2 钢纤维混凝土的基本力学性能 2.1抗压强度在抗压强度方面，钢纤维并不能很好的增加混凝土基体的抗压强度。钢纤维的加入只是略微提高了混凝土的抗压强度，提高幅度并不是很大，在10%左右。石料的最大粒径对钢纤维的长度在一定程度上起着决定性的作用，石料粒径过大或者钢纤维较短会造成钢纤维在混凝土中分布不均，使钢纤维在混凝土中局部结团，间接形成薄弱截面，影响了钢纤维与混凝土基体的粘结性能，反而使钢纤维混凝土的抗压强度有所下降。 2.2耐腐蚀性强混合杂乱分布在钢纤维混凝土内部的钢纤维只要不让其与空气接触，一般不会发生锈蚀。实验表明，钢纤维在空气、污水、海水中都不容易被锈蚀。当把钢纤维放在海水和污水中5年后，其表面锈蚀程度小于5mm，在钢纤维混凝土表面或者是裂缝处的钢纤维受腐蚀的可能性较大。所以，建筑物会因钢纤维混凝土的耐腐蚀性而延长使用寿命，从而节省资源、能源。钢纤维的耐冻融性、耐热性和抗气蚀性都比较好，物理性能也得到了很大的提高。当在混凝土中掺入1.5%的钢纤维时，即使是对其进行高达150次的冻融操作，抗折和抗压强度也才下降20%。掺有钢纤维的耐火混凝土的抗热性也是极佳的，在极度高温下不会太过膨胀而断裂。所以，钢纤维混凝土的耐腐蚀性要比普通混凝土的抗腐蚀性更为优越。 2.3抗拉强度在抗拉强度方面，钢纤维的加入对混凝土劈拉强度还是有很明显的加强的。试验表明，钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度比普通混凝土要高，且钢纤维掺量提高，劈拉强度也会相应提高，当混凝土中钢纤维掺量在1%～2%时，相应混凝土的28d劈拉强度增加40%～80%，但混凝土的早期劈拉强度与是否加入钢纤维的关系并不大。 2.4抗冲击性能钢纤维的加入在很大程度上提高了混凝土的抗冲击性能，且在一定掺量范围内，抗冲击性能和钢纤维掺量是成正相关的。钢纤维混凝土具有良好的塑性变形能力，大大改善了普通混凝土性脆的缺陷，即使在冲击裂缝形成以后，钢纤维也能够延缓裂缝的延伸和扩大。在动荷载作用下，抗松散破碎的能力使钢纤维混凝土的耐久性大幅提升，这种情况下的混凝土虽然开裂，但不会立即破碎，基于这种能力钢纤维混凝土特别适用于一些铺面工程中，如:公路路面、桥面铺装、机场跑道等。 3 钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用要点 3.1混凝土和钢纤维配合比的科学选择在钢纤维和混凝土配合比方面，主要的参考依据是路面的厚度、抗弯强度的设计以及钢纤维混凝土的抗折强度设计，在实践使用中主要采用以下公式进行计算：钢纤维和混凝土的配合比=素混凝土的抗折强度值×（1+钢纤维的强度系数×钢纤维的体积率×钢纤维的长度比）。从上述公式可以看出，钢纤维混凝土配合比和素混凝土的水灰配合比以及钢纤维的使用率、相关的浇筑范围以及钢纤维的强度紧密相连，其比例应该通过相关的强度和性能进行确定。 3.2模板的选择模板应具有一定的强度、稳定性和刚度，允许振动梁在其上面行走振动而不发生变形、倾覆现象。我们选取了钢模板，外侧支护采用圆钢三脚架，模板隔离层采用聚乙烯薄膜，这样既可以方便拆模，又防止混凝土混合料从纵向传力杆孔洞处流出。 3.3钢纤维的投放和搅拌环节在钢纤维的投放和生产过程中，采用先湿后干的分散式投放方式，防止出现搅拌过程中出现结团现象。在投放过程中，钢纤维应该采用细骨料定量的方式进行搅拌工作，通过分散式振捣的方式将钢纤维混入到混凝土之中。在钢纤维混凝土搅拌的过程中，一般按照先投放砂石再投放钢纤维，在搅拌均匀之后，再进行碎石和水泥的投放工作，通过这样的分级投放工作实现每一个环节的均匀搅拌，防止出现搅拌不均匀的情况。此外，对于搅拌机的选择也具有一定的要求，为了实现最佳的搅拌效果，需要采用双锥反转的方式进行搅拌，以确保最终的搅拌效果。 3.4路面铺筑钢纤维混凝土路面的铺筑，应符合设计图纸的要求，满足JTGD40－2011《公路水泥混凝土路面设计规范》的要求。对拌和钢纤维混凝土路面进行摊铺时，不仅需要满足相关设备在普通混凝土路面施工中的各类规范，还必须充分考虑一些其他因素:在施工中，使用的机械布料以及摊铺方式必须能够确保钢纤维的均匀分布，保证结构的连续性，在对一块面板进行浇筑与摊铺时，应该避免出现中断的情况；应该通过试铺对布料松铺高度进行确定，而当拌和物的塌落度相同时，相比于普通混凝土路面，松铺高度应该高出10mm左右；拌和物与摊铺方式应该相适应，同时其工作性可以满足相应摊铺工艺下的振捣要求。

钢纤维混凝土

钢纤维混凝土随着国民经济建设和公路交通事业的飞速发展，城市道路和国道干线公路上的车辆荷载及密度越来越大，行驶速度越来越快，致使路面的损坏也日趋严重起来。特别是对损坏的水泥混凝土路面而言，它不仅翻修投资大，且施工周期较长，严重影响交通畅通及行车安全。如用普通水泥混凝土修复路面虽有强度高，板块性好，有一定的抗磨性及承受气象作用的耐久性好等特点，但它的最大缺陷是脆性大、易开裂、抗温性差，路面板块容易受弯折而产生断裂，所以就要求路面面板应有足够的抗弯、抗拉强度和厚度。用钢纤维混凝土修筑路面，就是意将钢纤维均匀地分散于基体混凝土中（与混凝土一起搅拌），并通过分散的钢纤维，减小因荷载在基体混凝土引起的细裂缝端部的应力集中，从而控制混凝土裂缝的扩展，提高整个复合材料的抗裂性。同时由于混凝土与钢纤维接触界面之间有很大的界面粘结力，因而可将外力传到抗拉强度大、延伸率高的纤维上面，使钢纤维混凝土作为一个均匀的整体抵抗外力的作用，显着提高了混凝土原有的抗拉、抗弯强度和断裂延伸率。特别是提高了混凝土的韧性和抗冲击性。实践证明，采用钢纤维混凝土这一新型高强复合材料对路面修理，既可提高路面的抗裂性、抗弯曲、耐冲击和耐疲劳性，而且可改善路面的使用性能，延长使用寿命从而减少老路开挖，对节省工程造价等具有重要的经济效益和社会效益；为提高道路补强与改造提供了良好的途径。 1、基本要求 1.1钢纤维混凝土材料钢纤维混凝土就是在一般普通混凝土中掺配一定数量的短而细的钢纤维所组成的一种新型高强复合材料。由于钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的产生，不但具有普通混凝土的优良性能，而且具有良好的抗折、抗冲击、抗疲劳以及收缩率小、韧性好、耐磨耗能力强等特性。可使路面厚度减薄50%以上，缩缝间距可增至15m～30m，不用设胀缝和纵缝。钢纤维混凝土用钢纤维类型有圆直型、熔抽型和剪切型钢纤维。其长度分为各种不同规格，最佳长径比为40～70，截面直径在0.4mm～0.7mm范围内，抗拉强度不低于380mpa.在施工时钢纤维在混凝土中的掺入量为1.0%～2.0%（体积比），但最大掺量不宜超过2.0%。水泥采用425#～525#普通硅酸盐水泥，以保证混合料具有较高的强度和耐磨性能。钢纤维混凝土用的粗骨料最大粒径为钢纤维长度的23.不宜大于20mm.细集料采用中粗砂，平均粒径0.35mm～ 0.45mm，松装密度1.37g/cm3.砂率采用45%～50%。 1.2钢纤维混凝土配合比钢纤维混凝土混合料配合比的要求首先应使路面厚度减薄，其次是保证钢纤维混凝土有较高的抗弯强度，以满足结构设计对强度等级的要求即抗压强度与抗折强度，以及施工的和易性。钢纤维混凝土配合比设计基本按以下步骤进行。（1）根据强度设计值以及施工配制强度提高系数，确定试配抗压强度与抗折强度；钢纤维混凝土抗折强度设计值的确定：fftm＝ftm（1+atmpflf/df）式中fftm――钢纤维混凝土抗折强度设计值；ftm――与钢纤维混凝土具有相同的配合材料、水灰比和相近稠度的素混凝土的抗折强度设计值；atm――钢纤维对抗折强度的影响系数（试验确定）；pf――钢纤维体积率，%；lf/df――钢纤维长径比，当ftm＜6.0n/mm2时，可按表1采用。（2）根据试配抗压强度计算水灰比；

钢纤维混凝土力学性能报告

钢纤维混凝土力学性能报告作者：波尔派丝吴

前言现如今在建筑行业中使用最为广泛的材料就是混凝土，它是由骨料、水泥和水组成的，在实际应用当中能够表现出具有良好的抗压效果。在构件受力时利用自身的抗压性能抵抗荷载消除形变。根据混凝土的抗压强度可划分混凝土的等级，混凝土强度是结构设计和施工的重要依据。但由于普通混凝土力学性能上的缺陷，抗弯拉强度小、弯曲韧度低、易开裂，导致其在工程作业中的应用受到很大限制。我们通常的解决办法是配筋，随着施工技术的革新，钢纤维问世，现今钢纤维改变混凝土性能已成为混凝土改性的重要途经之一。钢纤维混凝土是指将规定尺寸、不连续的金属短纤维（即钢纤维）均匀、乱向地分散于混凝土中，形成一种可浇筑、可喷射的新型复合材料。因其在实际应用中表现出的抗拉、抗弯、抗剪、耐冲击性能优异，所以在建筑、公路、水工等领域中得到广泛应用。同时钢纤维混凝土相比于配筋混凝土具有更好等效弯曲强度与施工流水节拍。

I.钢纤维混凝土的基本组成钢纤维混凝土是由粗骨料（石子）、细骨料（砂）、水泥、水、钢纤维以及适用工程状况的外加剂（无特定情况可不加）组成的一种非均质集合体复合材料。按设计配合比配制，经过立模、浇筑、振捣、整平、养护、拆模，形成具有设计强度的钢纤维混凝土构件。 II.钢纤维混凝土的基本力学性能为了对钢纤维混凝土的力学性能分析，我们选用C30混凝土、SF80/50BP钢纤维（长径比80、长度50mm的冷拉端钩钢纤维）分别制作了6组样块，每组分别做6个样块，为了保证钢纤维的分散率采用成排钢纤维（在不使用外界设备干扰时成排钢纤维分散效果会优于散纤维），掺量分别为0kg/m3、5kg/m3、10kg/m3、15kg/m3、20kg/m3、25kg/m3，在恒温箱养护 28d后拆模进行试验。 A.抗压强度龄期28d钢纤维混凝土试块与同等养护条件下龄期28d的普通混凝土试块相比较，在弹性形变阶段弹性模量与泊松比可视为基本相同；实验数据表明，钢纤维对基体的抗压强度增强效果并不明显。在基体中加入钢纤维后，当钢纤维体积率的增加时基体的抗压强度略有提升，但增量很小，提升在0%~10%（前期工作者的大量实验也印证了此观点）。同时为了保障钢纤维在混凝土基体中的方向效能系数与粘接强度，钢纤维的长度需满足混凝土最大粒径的1.5~2.0倍，否则容易造成钢纤维的局部结团，相当于构成了薄弱截面，此时加入钢纤维反而会产生不利影响，造成钢纤维与混凝土界面粘结性状变差，其抗压强度甚至会比同配比的普通混凝土有所下降。

钢纤维混凝土及其在桥面铺装中的应用

钢纤维混凝土及其在桥面铺装中的应用钢纤维混凝土（Steel Fiber REinforced Concrent. 简称SFRC）是一种由水泥、粗细集料和随机分布的短钢纤维组合而成的复合材料。钢纤维混凝土中的钢纤维呈三维乱向分布，沿每个方向都有增强和增韧的作用，尤其对复杂应力区增强非常有效，可使混凝土物理力学性能产生质的变化，大大提高混凝土抗裂性能和抗冲击性能，使原本脆性的混凝土材料呈现很高的延性和韧性，以及优良的抗冻、耐磨性能，特别适用于要求连续、快速浇注混凝土的较大工程桥梁的混凝土桥面铺装层由于重型车辆的使用、交通量的增加，损坏非常严重，维修周期越来越短，这不仅妨碍了交通安全，也给维修工作带来不便。若改用SFRC 铺装桥面层，则可使面层厚度减薄，伸缩缝间距加大，从而改善桥面的使用性能，降低维修费用，延长使用寿命 SFRC 应用于桥面铺装层，一般有两种：一种为部分粘结式的铺装层；一种为SFRC 增强钢筋网或钢丝网混凝土铺装层，亦称为复合式铺装层钢纤维的品种及性能是影响钢纤维混凝土质量的主要因素，钢纤维主要有以下几种：切断钢纤维。剪切钢纤维。熔抽钢纤维钢纤维对混凝土的增强表现在当混凝土基体刚刚出现微裂缝时，钢纤维混凝土并未立即破坏，而是随着裂缝的稳定扩展，承载力继续上升，直到裂缝宽度增大到一个临界值时，钢纤维逐渐拔动或拔出，钢纤维混凝土才由于发生突然性的裂缝失稳扩展而破坏。为防止钢纤维混凝土因钢纤维被拉断而失去强度，钢纤维的抗拉强度不低于380kPa，钢纤维表面不得有油污和其他妨碍钢纤维与水泥浆粘结的杂质。钢纤维内含有的铁屑及杂质总量不得超过.钢纤维混凝土的水泥用量较一般混凝土高出10左右。细集料砂的粒径为 0.15~5mm，粗集料碎石最大粒径不宜大于20mm 或钢纤维长度的2/ 3.为保证钢纤维拌和物的和易性，混凝土的砂率一般不低于50，必要时掺入减水剂或超塑化剂以降低水灰比

钢纤维混凝土地面施工技术

钢纤维混凝土地面施工技术摘要：这些年以来，伴随当前我国在经济以及科学技术方面逐步发展，普通混凝土地面因为强度比较低，容易出现裂缝，耐磨性不足等诸多缺点，导致某些特殊行业在地坪的使用要求无法得到满足，在普通混凝土里面掺入一些钢纤维，能够进一步提高混凝土的耐久性能。本文重点分析和研究钢纤维混凝土地面施工技术，以供参考。关键词：钢纤维；混凝土地面施工技术；新工艺 1工程概述普洛斯（浑南）现代产业园项目A-1仓库.A-2仓库.A-3仓库地坪总面积为71201㎡，使用单位对地坪的质量标准要求高，是本工程的重点及难点。其中表面平整度的允许偏差为3mm，严于国家标准5mm，并且表面坡度不大于2/1000，最大高差不超过30mm，地面裂缝宽度不大于0.2mm，并且对地面的耐磨性能要求也比较高。 2工法特点采用激光整平机浇筑钢纤维混凝土地面，有效保证整个地面的平整度。运用传力杆体系，保证接缝处的传递荷载能力和地面的平整度，防止接缝处出现错台的产生。采用高强度钢纤维，凭借钢纤维有效的传送与分配应力，防止了宏观裂缝的产生与微观裂缝的发展，提高了混凝土的抗拉强度.抗弯强度.抗冲击及韧性，较好的满足使用要求。 3适用范围本工法适用于浇筑的地面面积较大，平整度和整体性要求高以及有较高的抗裂和抗冲击要求等特征的工业厂房混凝土地坪。 4施工工艺流程及操作要点 4.1施工工艺流程图1施工工艺流程分析 4.2工法要点 4.2.1施工准备回填土采用粉质粘土，每300mm一层进行分层碾压夯实，压实系数不小于 0.94，在地坪基层底面以下0-800mm深度范围内压实度要求达到0.97。含水率不得超过20%，承载力不得小于100KN/㎡。回填碎石与砂石压实度不得小于0.95。混凝土垫层采用标号为C15的混凝土，并且浇筑厚度达到70mm；铺设好滑移薄膜防潮隔离层，薄膜接缝的位置重叠300mm的宽度，接缝处用胶带粘好；地坪浇筑前完成仓库外部围护结构施工，保证混凝土浇筑无对流风.室内温度稳定，无阳光直接暴晒。 4.2.2模板安装及传力杆固定：模板采用钢模板，保证足够的刚度；钢模板用钢筋固定在混凝土垫层上，确保位置准确.稳定牢固；模板内侧涂刷混凝土隔离剂；传力杆穿过模板中部与模板面保持90°垂直，并在模板外侧固定。 4.2.3钢纤维混凝土浇筑：耐磨地面浇筑180mm厚C30混凝土，并且考虑耐磨地坪的使用情况，未在混凝土中掺加粉煤灰和石粉等不良添加物。钢纤维在混凝土中掺量不小于 15kg/m3，钢纤维两端带钩，长度25-60mm，直径0.3-0.8.长径比40-100，最小抗

钢纤维混凝土添加方法

钢纤维混凝土添加方法一、地基及地坪施工要求：根据中华人民共和国行业标准，《公路水泥混凝土路面设计规范》，钢纤维混凝土整体地坪应铺设在均匀密实的地基土上，对淤泥，淤泥质土，回填土及杂填土的软弱地基，应根据地面使用要求，活荷载大小，地基地质情况按现行国家标准“建筑地基基础设计规范”（GB50007-2002）的有关规定利用与处理，并应严格按照设计及施工验收规范对地基处理的要求进行施工，即 -本项目由调试涂装联合厂房、车体联合厂房、预处理厂房、组装联合厂房4部分组成，采用钢纤维混凝土面层，地坪厚度为200mm。钢纤维掺量分别为： -预处理厂房：25kg/m3 -车体联合厂房：25kg/m3 -组装联合厂房：25/kgm3 -调试涂装联合厂房：20kg/m3 - 地基夯实，压实系数大于0.92。二、钢纤维混凝土配合比： SD75型钢纤维掺量：每立方混凝土25公斤，混凝土标号: C25。初估钢纤维混凝土面层厚0.20m。基层选用水泥或石灰粉煤

灰稳定粒料，厚0.20m。垫层为基配碎砾石，厚0.18m。钢纤维参量为25kg/m3，钢纤维长度60mm，直径0.75mm。路面板平面尺寸选为宽4.5m，长5.0m。纵缝为设拉杆的启口缝，横缝为设传力杆的假缝。其余水泥，砂，骨料和水的用量由施工单位制定。混凝土强度需达到设计要求，建议在浇筑前用试块做混凝土抗压强度试验。三、添加钢纤维步骤及其要求：为避免在添加钢纤维时发生接团的事情发生，在添加钢纤维时需要和骨料同时运送进搅拌机，保证搅拌充分，使成排钢纤维充分分散，在混凝土当中分散均匀，最终在地坪达到技术要求。注:施工人员要随时观察取样钢纤维的分散情况,以确定合理的控制时间。根据商品混凝土搅拌站料罐的不同而添加数量的不同。四、检测钢纤维在混凝土当中分布情况：根据钢纤维掺量在每立方分米中的数量判断添加后是否符合要求,即:

谈公路桥梁钢纤维混凝土的性能

谈公路桥梁钢纤维混凝土的性能摘要：采用复合路面结构是充分发挥钢纤维混凝土路用性能和降低工程造价的有效途径。关键词：钢纤维；混凝土；施工技术；加固 1钢纤维和钢纤维混凝土的性能分析 1.1钢纤维基本性能钢纤维按其制造方式分为切断钢纤维、剪切钢纤维、切削钢纤维和熔抽钢纤维4种。切断钢纤维抗拉强度高,但与水泥砂浆的界面粘结性较差。对钢纤维表面进行变形处理,制成表面有刻痕的、末端带钩的、波纹形的钢纤维,或者圆截面与扁平截面交替的呈规律性变化的钢纤维可以改善其力学性能。当用废钢丝绳切断而成时,必须进行除油污和除锈处理。剪切钢纤维由剪切冷轧薄板制得,厚0.2～0.5mm,宽0.25～0.9mm,抗拉强度为450～800MPa,与水泥砂浆的粘结性比切断钢纤维好。切削钢纤维由旋转的铣刀切削软钢锭或厚钢板制得,强度比原材料有较大提高,截面呈三角形,与水泥混凝土的粘结较好。熔抽钢纤维由熔融的钢水甩制而成,纤维强度因熔钢成分与热处理条件而异,表面不规则且有一层强度很低的氧化层。氧化层的存在降低了钢纤维与混凝土的粘结强度。钢纤维的弹性模量与抗拉强度都比较高,大约为水泥基材的5倍以上。同时钢纤维也可以制成各种变截面形状,以增加与水泥基材之间的握裹力。1.2钢纤维增强混凝土强度机理钢纤维在混凝土中的主要作用,在于限制外力作用下基体中裂缝的扩展。在受荷（拉、弯）初期,水泥基料与钢纤维共同承受外力,而前者是外力的主要承受者:当基料发生开裂后,横跨裂缝的钢纤维成为外力的主要承受者。若钢纤维体积掺量超过某一临界值,整个复合材料可继续承受较高的荷载,并产生较大的变形,直到钢纤维被拉断或钢纤维从基料中被拨出,以至复合材料破坏。 1.3钢纤维混凝土的基本性能

钢纤维混凝土地坪

1.前言所谓钢纤维混凝土是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基体，以金属纤维增强材料组成的水泥基复合材料。它是将短而细的，具有高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性等良好性能的金属纤维均匀分散在混凝土基体中形成的一种新型建筑材料。钢纤维混凝土克服了普通混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、脆性等缺点，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能。纤维在混凝土中限制混凝土早期裂缝的产生及在外力作用下裂缝的进一步扩展。在纤维混凝土受力初期，纤维与混凝土共同受力，此时混凝土是外力的主要承担者，随着外力的不断增加或者外力持续一定时间，当裂缝扩展到一定程度之后，混凝土退出工作，纤维成为外力的主要承担者，横跨裂缝的纤维极大的限制了混凝土裂缝的进一步扩展。 2.钢纤维混凝土的基本性能（1）强度和重量比值增大。这是钢纤维混凝土具有优越经济性的重要标志。（2）具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度。在混凝土中掺入适量钢纤维，其抗拉强度提高25%～50%，抗弯强度提高40%～80%，抗剪强度提高50%～100%。（3）具有卓越的抗冲击性能。材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能，称为冲击韧性，在通常的纤维掺量下，冲击抗压韧性可提高2～7倍，冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。（4）收缩性能明显改善。在通常的纤维掺量下，钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%～9%。（5）抗疲劳性能显著提高。钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能比普通混凝土都有较大改善。（6）耐久性能显著提高。钢纤维混凝土除抗渗性能与普通混凝土相比没有明显变化外，由于钢纤维混凝土抗裂性、整体性好，因而耐冻融性、耐热性、耐磨性、抗气蚀性和抗腐蚀性均有显著提高。例如，掺量为1%、强度等级为CF35的钢纤维混凝土耐磨损失比普通混凝土降低30%。掺有2%钢纤维高强混凝土抗气蚀能力较其他条件相同的高强混凝土提高1.4倍。钢纤维混凝土在空气、污水和海水中都呈现良好的耐腐蚀性，暴露在污水和海水中5年后的试件碳化深度小于

钢纤维混凝土

1.原材料配比方面的质量控制 1.1 单位水泥用量在保持水灰比不变的情况下，单位体积混凝土拌合料中，如水泥浆用量愈多，拌合料的流动性愈好，反之，较差。在钢纤维混凝土拌合料中，除必须有足够的水泥浆填充的空隙外，还需要有一部分水泥浆包裹骨料和钢纤维的表面形成润滑层，以减少骨料和钢纤维彼此间的摩擦阻力，使拌合料有更好的流动性。 1.2 水泥水泥品种对混凝土的可泵性也有一定影响。一般宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥以及矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥，但均应符合相应标准的规定。 1.3 钢纤维在一定范围内，钢纤维增强作用随长径比增大而提高。钢纤维长度太短起不到增强作用，太长则施工较困难，影响拌合物的质量，直径过细易在拌合过程中被弯折，过粗则在同样体积率时，其增强效果较差。 1.4 粗集料粗集料的级配、粒径和形状对于混凝上拌合物的可泵性影响很大。级配良好的粗骨料，空隙率小，对节约砂浆和增加混凝土的密实度起很大作用。因而泵送混凝土应用较多的国家，对粗集料的级配都有规定。 1.5 细集料又称细骨料，用于填充碎石或砾石等粗骨料的空隙并共同组成钢纤维混凝土的骨架。在保证钢纤维混凝土强度相同时，粗砂需要的水泥用量较细砂为少。显然，当水泥用量相同时，用粗砂配制的混凝上强度要比用细砂配制的混凝土强度为高。 1.6 减水剂减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂。普通减水剂是一种对规定和易性混凝土可减少拌和用水量的外加剂，这种减水剂一般为可溶于水的有机物质。它可以改变新拌和硬化混凝土的性能，特别是提高混凝土的强度和耐久性。 1.7 其它掺合料除去水、水泥、粗细集料、粉煤灰等材料外，在搅拌时还可加入其它掺合料，如矿渣、超细粉等。 2.钢纤维混凝土施工方面控制 2.1 泵送混凝土的质量控制泵送混凝土的连续不间断地、均衡地供应，能保证混凝土泵送施工顺利进行。泵送混凝土要按照配合比要求、拌制得好，混凝土泵送时则不会产生堵塞。因此，泵送施工前周密地组织泵送混凝土的供应，对混凝土泵送施工是重要的。泵送混凝土的供应，包括泵送混凝土的拌制和泵送混凝土的运送。泵送混凝土宜采用预拌混凝土，在商品混凝土工厂制备，用混凝土搅拌运输车运送至施工现场，这样制备的泵送混凝土容易保证质量。泵送混凝土由商品混凝土工厂制备时，应按国家现行标准，《预拌混凝土》的有关规定，在交货地点进行泵送混凝土的交货检验。拌制泵送混凝土时，应严格按混凝土配合比的规定对原材料进行计量，也应符合《预拌混凝土》中有关的规定。混凝土搅拌时的投料顺序，应严格按规定投料。如配合比规定掺加粉煤灰时，则粉煤灰宜与水泥同步投料。外加剂的添加时间应符合配合比设计的要求，且宜

钢纤维混凝土的性能及其应用

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/c13534668.html, 钢纤维混凝土的性能及其应用作者：岳磊孟建国来源：《现代企业文化·理论版》2008年第10期【摘要】钢纤维混凝土作为新兴的建筑复合材料，是科学技术和建筑业发展的必然产物。文章对钢纤维混凝土的增强机理进行了阐述，对钢纤维混凝土的应用作了简单的介绍。【关键词】混凝土；钢纤维；性能及应用一、引言 1824年出现波特兰水泥之后，人类便开始了应用混凝土建造建筑物的历史。随后于1850年和1928年分别出现了钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土，混凝土才得到了广泛的应用。20世纪20年代，随着结构计算理论及施工技术水平的相对成熟，钢筋混凝土结构开始被大规模采用，应用的领域也越来越广阔。目前它已是世界上用量最大、使用最广泛的建筑材料。混凝土是一种优良的建筑材料，但是由于其抗弯、抗拉、抗冲击韧性差，严重的影响其被广泛使用。于是便考虑是否可以在混凝土中加入抗拉强度高、韧性好、短而细的纤维来改善混凝土的性能。在1901年，美国Porter就发表了有关钢纤维混凝土的第一篇论文。1911年，美国的Graham则提出将钢纤维加入普通钢筋混凝土中。到四十年代，由于军事工程的需要，英、美、法、德、日都相继开展了研究，发表了一些专利，但进展并不大，因为这些研究和专利几乎都没能说明钢纤维对于混凝土的增强机理。纤维混凝土真正进入实用化研究是在六十年代初。1963年，美国的Romualai发表了钢纤维约束混凝土裂缝发展机理的研究报告，才使这项研究真正进入一个新的发展时期。二、钢纤维混凝土的增强机理钢纤维混凝土增强机理的研究主要有两种理论：复合力学理论和纤维间距理论。这两种理论从不同角度，解释钢纤维对混凝土的增强作用，其结果是一致的。（一）复合力学理论

钢纤维混凝土

钢纤维混凝土（SFRC）的设计施工与应用摘要本文结合钢纤维混凝土性能特点，通过介绍钢纤维混凝土配合比设计、运输，浇筑、养护和质量控制，以工程实例说明钢纤维混凝土在土木工程中有广阔的应用前景。关键词钢纤维混凝土设计与施工应用 1 引言用均匀分散的短钢纤维增强的普通混凝土即钢纤维混凝土（Steel Fiber R einforced Concrent. 简称SFRC），是一种由水泥、粗细集料和随机分布的短钢纤维组合而成的复合材料。它通过在混凝土中乱向分布的钢纤维，使混凝土物理力学性能产生质的变化，从而大大提高混凝土抗裂性能和抗冲击性能，使原本脆性的混凝土材料呈现很高的延性和韧性，以及优良的抗冻、耐磨性能。SFRC 最早出现于20世纪初期，在美、英、德、日、俄、意、西、比等发达国家的军事设施、桥梁等领域得以推广并应用。我国于20世纪70 年代后期开始研制钢纤维，先后在黑龙江大庆、浙江金华、北京、重庆、四川、上海、广东等地的公路路面、机场跑道、旧桥加固中进行试验性的应用，后推广至土木工程各领域。 2 钢纤维混凝土的性能特点钢纤维混凝土中乱向分布的短纤维主要作用是阻碍混凝土内部微裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展。在受荷(拉、弯)初期，水泥基料与纤维共同承受外力，当混凝土开裂后，横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。因此钢纤维混凝土与普通混凝土相比具有一系列优越的物理和力学性能。（1）有优越的经济性。强度和重量比值增大是钢纤维混凝土具有优越经济性的重要标志。（2）具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度。在混凝土中掺入适量钢纤维，其抗拉强度提高25%～50%，抗弯强度提高4 0%～80%，抗剪强度提高50%～100%。（3）具有卓越的抗冲击性。材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能，称为冲击韧性，在通常的纤维掺量下，冲击抗压韧性可提高2～7倍，冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。（4）具有明显收缩性。在通常的纤维掺量下，钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%～9%。（5）具有显著抗疲劳性。

钢纤维混凝土施工方案

北汽广州汽车零部件产业园区项目（一期）钢纤维混凝土地坪施工方案编制人：审核人：编制时间：一、编制说明北汽广州汽车零部件产业园区（一期）建设项目（简称“海纳川（广州）项目”）位于广州市增城市石滩镇沙头村木棉仔，该建设项目包括车

间A1（自编号1栋）、车间A2（自编号2栋）、车间A3（自编号3栋）、食堂B1（自编号4栋）、宿舍C1（自编号5栋）共5栋建筑，由海纳川广州汽车部件有限公司投资建设，勘察单位是北京市勘察设计研究院有限公司，设计单位是北京市工业设计研究院，监理单位是北京京龙工程项目管理公司，由湖南天鹰建设有限公司承建。根据建设单位提供的蓝图及相关文件，针对本次工程所设定的范围，并结合我公司施工同类建筑的经验，拟订了钢纤维混凝土地坪施工方案。二、工艺流程施工流程：素土夯实—铺设碎石—使用压路机压实—支模—钢纤维地坪与墙、柱间的处理—浇筑钢纤维混凝土。碎石的铺设：按照设计要求，碎石的厚度为30cm，底层素土必须夯实，压实系数要求在 0.94 以上，铺设时，先控制好标高，虚铺石子高于标高3cm 左右，然后用振动碾进行压实，确保压实密度，并进行找平；支模：支模时，必须用水平仪进行标高控制，模板两侧分别用钢筋棍和 60×80cm 的木方子进行固定；钢纤维地坪与墙、柱间的处理：钢纤维地坪与墙、柱间采用厚度为 10mm 厚的泡沫板隔离，泡沫板必须高出预计地坪约 2cm，地坪完成后去掉高出部分。钢纤维混凝土的铺设： A．混凝土：使用合格的预拌混凝土，每立方掺加钢纤维 20 公斤，控制搅拌时间 3—5 分钟，保证钢纤维搅拌开并均匀； B.钢纤维的投放和搅拌：钢纤维在搅拌站加入，应注意在料斗里还没

钢纤维混凝土地坪

1.前言钢纤维混凝土是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基体，以金属纤维增强材料组成的水泥基复合材料。它是将短而细的，具有高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性等良好性能的金属纤维均匀分散在混凝土基体中形成的一种新型建筑材料。钢纤维混凝土克服了普通混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、脆性等缺点，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能。纤维在混凝土中限制混凝土早期裂缝的产生及在外力作用下裂缝的进一步扩展。在纤维混凝土受力初期，纤维与混凝土共同受力，此时混凝土是外力的主要承担者，随着外力的不断增加或者外力持续一定时间，当裂缝扩展到一定程度之后，混凝土退出工作，纤维成为外力的主要承担者，横跨裂缝的纤维极大的限制了混凝土裂缝的进一步扩展。 2.钢纤维混凝土的基本性能（1）强度和重量比值增大。这是钢纤维混凝土具有优越经济性的重要标志。（2）具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度。在混凝土中掺入适量钢纤维，其抗拉强度提高25%～50%，抗弯强度提高40%～80%，抗剪强度提高50%～100%。（3）具有卓越的抗冲击性能。材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能，称为冲击韧性，在通常的纤维掺量下，冲击抗压韧性可提高2～7倍，冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。（4）收缩性能明显改善。在通常的纤维掺量下，钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%～9%。（5）抗疲劳性能显著提高。钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能比普通混凝土都有较大改善。（6）耐久性能显著提高。钢纤维混凝土除抗渗性能与普通混凝土相比没有明显变化外，由于钢纤维混凝土抗裂性、整体性好，因而耐冻融性、耐热性、耐磨性、抗气蚀性和抗腐蚀性均有显著提高。例如，掺量为1%、强度等级为CF35的钢纤维混凝土耐磨损失比普通混凝土降低30%。掺有2%钢纤维高强混凝土抗气蚀能力较其他条件相同的高强混凝土提高1.4倍。钢纤维混凝土在空气、污水和海水中都呈现良好的耐腐蚀性，暴露在污水和海水中5年后的试件碳化深度小于

钢纤维混凝土应用进展

钢纤维混凝土应用与研究进展摘要：本文主要介绍了钢纤维混凝土的定义与钢纤维混凝土的特点以及国内外的发展研究现状，并对钢纤维混凝土增韧机理进行了分析。关键词：钢纤维混凝土；研究现状；增韧机理 abstract: this paper describes the characteristics of the definition of steel fiber reinforced concrete (sfrc) and the development research of sfrc was discussed in addition, at last the steel fiber reinforced concrete toughening mechanism was analyzed. key words: steel fiber reinforced concrete, development research, toughening mechanism 中图分类号：tu37文献标识码：a 文章编号： 1. 绪论 21世纪，混凝土是人类社会最广泛使用的大宗建筑材料，与其他建筑材料相比具有材料来源广、工艺简单、适应性强、施工方便等特点。但是由于混凝土材料本身存在收缩大、脆性大、易开裂，以及断裂韧性低等本质性的弱点，制约了混凝土的进一步发展。随着水泥基材料抗压强度的大幅度提高，如何增加水泥基材料的抗裂、抗冲击、抗拉及延性等性能，成为工程界所关心的问题。目前国际上基本上一致认为纤维混凝土是提高混凝土抗裂性和韧性的有效办法。我国著名混凝土专家吴中伟教授生前曾多次指出，复合

钢纤维混凝土应用

在美国，早期钢纤维混凝土的研究和开发主要由 Battele 公司和陆军工程兵部门建筑技术研究所进行。此外，伊利诺大学受联邦铁路局的委托进行了钢纤维混凝土在地下铁道衬砌中应用的研究。同时，也广泛开展了路面铺设和喷射钢纤维混凝土的研究。美国在高层建筑中已经大量采用纤维增强混凝土预制墙板、阳台、波纹板和空心楼板，铺设了大量公路路面和桥面。美国较有代表性的应用实例为德克萨斯州胡德保坦克停车场罩面工程和丹佛国际机场。由于使用了钢纤维混凝土作护面材料(施工面积，使用寿命由原来的3-4 年提高到 25 年；后者使用了掺粉煤灰的纤维混凝土，显著减小了铺面厚度，节约了大量投资。在加拿大，纤维增强混凝土也已广泛应用于建筑结构。拉法尔格水泥应用研究中心和工业材料研究院合作，于1985 年建立了一个北美最大的纤维混凝土私营实验室，并开始研究道路用纤维水泥和纤维混凝土的性能，与魁北克交通部合作在蒙特利尔进行了玻璃纤维混凝土和钢纤维混凝土两种路面(11 块60 英尺×12 英尺)的铺设试验。试验表明，当用玻璃纤维增强时，路面厚度可减薄20%；用钢纤维增强时，路面厚度可减薄 45%。阿尔伯特州交通部自 1950 年起即开始建造钢纤维混凝土预制简支梁桥构件(跨径 6.0m-11.6m，宽 0.9m-1.2m)。此外，钢纤维混凝土还广泛应用于桥面铺装、桥梁局部补强和加固、水管制造等方面。在欧洲，英国 National Standard CO 和 Johnson and Nephow CO.Ltd 两公司，以及丹麦 B.B.海德豪森公司首先建立了纤维增强水泥和混凝土专业工厂，英国谢菲尔德大学 R.N.Swamy 研究组则积极开展了纤维增强混凝土的基础理论和设计施工方面的工程实际问题研究，取得了系列成果。钢纤维混凝土成功地应用于伦敦希思罗机场高层停车场的预制地板，法兰克福国际机场跑道和停机坪的改建工程，瑞典岩石稳定和结构加固工程(采用 Ekebro 纤维喷射混凝土技术)。在欧洲，钢纤维混凝土应用最广的是工业建筑中的地面和墙板及路面铺装，1987 年即约有 200 万 M2地面被采用。其次为隧道衬砌和各种预制建筑构件(奥地利、比利时等)。在日本，首先于 1973 年由日本钢管株式会社用切断冷延薄钢板的方法生产出商品钢纤维，次年由住友金属株式会社用同样方法制造出异形钢纤维向市场出售。1977 年新日本制铁株式会社也先后步入生产钢纤维的行列近 20 年来发展迅速。目前全国已有百余家工厂生产碳素纤维和不锈钢纤维(其中包括从美国、德国、比利时等国引进技术)。应用较多的是剪切波形或带弯钩的低碳钢钢纤维、也有用异形钢纤维的。应用的范围日益广泛，领域不断拓宽。除建筑结构构件的墙板、楼板、框架抗震节点及工业厂房地面之外，在我国钢纤维混凝土已成功应用于公路路面、机场跑道和桥面的铺装工程中。（三）钢纤维