钢纤维混凝土发展和应用现状综述论文

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钢纤维混凝土在桥梁工程中的应用毕业论文

钢纤维混凝土在桥梁工程中的应用毕业论文

2012届毕业生毕业设计(论文)钢纤维混凝土在桥梁工程中的应用Application of steel fiber reinforced concrete in bridgeengineering系专班学姓指完别:业:级:号:名:土木工程系工程造价造价10・1班2010015210422013年4月26日河北交通职业技术学院2. 论文的构造与展开具有条理性,易于为读者理解和接受3. 语言表述要严谨、准确、流畅4. 论文正文不少于3000字,査阅文献资料不少于8篇三、重点研究的问题;1.钢纤维混凝上的性能2.钢纤维混凝上在桥梁工程应用中的优越性四、主要技术指标:[1]J. P. Romualdi and G ・ B. Batson. Mechanics of Crack Arrest in Concrete, Proc. ASCE, Vol. 89, EMS, Junal 1963 (pp. 147-168) •[2]离丹盈, 刘建秀-钢纤维混凝上基本理论[M] •北京:科学技术文献出版社.1994. [3]赵国藩, 彭少民,黄承逵等.钢纤维混凝上结构.北京:中国建筑工业出版社,1999. 11. [4]张春漪. 集-大连理工大学,1990・钢纤维喷射混凝止实验研究及苴应用.钢纤维混凝土结构设计与施工规程专题研丸告[5]卢良浩.钢纤维混凝土工程应用三例.南京:全国第四届纤维混凝土与纤维水泥学术会议论文 集.1992-[6]小林一辅著,蒋之蜂译.钢纤维混凝土.冶金部建筑研究总院情室.1984. [71CECS 13: 89钢纤维混凝土试验方法.河北交通职业技术学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:钢纤维混蜃上在桥梁□呈中的他用一、设计(论文)内容:钢纤维混凝土的发展状况、性能、在桥梁工程中的应用及其发展前景二. 基本要求:1.论文应具有思想性、学术性、科学性、创造性本任务书下达给:工程造价 专业造价10-1班班学生 王腾蛟[8]冯永乾•桥而铺装层损坏的原因分析及解决方法[J]•公路,2004 (7) : 40.五.其他要说明的问题:下达任务的日期:要求完成的日期:指导教师:尚新洪2013 年3月2013年4月毕业设计(论文)开题报告2013年03月15日题tl:钢纤维混凝土在桥梁工程中的应用报告人: 王腾蛟■班级;造价10・1班一.文献综述:1.《公路工程质量问题及防治措施百问》:分析了公路工程沥青路面可能产生的质量问题及防治措施。

钢纤维混凝土的应用与研究

钢纤维混凝土的应用与研究

钢纤维混凝土的应用与研究一、引言钢纤维混凝土是一种新型的建筑材料,其具有高强度、高韧性、高耐久性等优点,因此在建筑行业中得到了广泛的应用。

本文将从钢纤维混凝土的定义、性能、应用领域、施工与试验等方面进行详细介绍和研究。

二、钢纤维混凝土的定义钢纤维混凝土是在混凝土中加入一定量的钢纤维,使混凝土具有更好的抗拉强度和韧性。

钢纤维混凝土可以分为两种类型,一种是钢筋混凝土,另一种是钢纤维增强混凝土。

钢筋混凝土是在混凝土中加入钢筋,增强混凝土的抗拉性能,而钢纤维增强混凝土是在混凝土中加入钢纤维,增强混凝土的抗拉性能和韧性。

三、钢纤维混凝土的性能1.高强度:钢纤维混凝土具有比普通混凝土更高的抗拉强度和抗压强度。

2.高韧性:钢纤维混凝土具有比普通混凝土更好的韧性,能够在受到冲击或震动时不易破裂。

3.高耐久性:钢纤维混凝土具有比普通混凝土更好的耐久性,能够长时间地保持其强度和韧性。

4.施工性能好:钢纤维混凝土的施工性能比较好,能够适应不同的构造形式和施工环境。

四、钢纤维混凝土的应用领域1.工业建筑:钢纤维混凝土可以用于各种工业建筑的地面、墙体和屋顶等部分,具有较好的耐磨性和承重能力。

2.公路和桥梁:钢纤维混凝土可以用于公路和桥梁的路面、桥墩和桥梁板等部分,具有较好的抗冲击性和耐久性。

3.隧道工程:钢纤维混凝土可以用于隧道工程的衬砌、地面和顶板等部分,具有较好的防火性能和耐久性。

4.水利工程:钢纤维混凝土可以用于水利工程的水泵房、水箱和水塔等部分,具有较好的防水性能和耐久性。

五、钢纤维混凝土的施工与试验1.施工流程:钢纤维混凝土的施工流程与普通混凝土的施工流程类似,包括原材料的搅拌、浇注、养护等步骤。

2.试验方法:钢纤维混凝土的试验方法包括抗压强度试验、抗拉强度试验、韧性试验等。

这些试验可以通过国家标准进行。

六、结论钢纤维混凝土是一种新型的建筑材料,具有较好的性能和应用前景。

随着建筑行业的不断发展,钢纤维混凝土的应用将会越来越广泛。

2024年钢纤维混凝土市场发展现状

2024年钢纤维混凝土市场发展现状

钢纤维混凝土市场发展现状引言钢纤维混凝土是一种以钢纤维为增强材料的混凝土材料,它具有优异的抗拉强度和耐久性,在工程领域中有着广泛的应用。

本文旨在分析当前钢纤维混凝土市场的发展现状,探讨其潜在的市场前景。

钢纤维混凝土的特点钢纤维混凝土相对于传统的混凝土材料具有以下优点:1.抗裂性能好:钢纤维的添加可以有效地阻止混凝土在受力时的裂缝扩展,提高混凝土的抗裂性能;2.抗冲击性能强:钢纤维能够增加混凝土的抗冲击性能,提高工程结构的安全性;3.耐久性好:钢纤维的添加可以提高混凝土的耐久性,延长工程的使用寿命;4.施工便利:钢纤维混凝土相对于普通混凝土施工更加便利,无需添加钢筋,减少了施工的工作量。

钢纤维混凝土市场的发展现状钢纤维混凝土市场在过去几年取得了较快的发展,主要得益于其独特的材料特性和广泛的应用领域。

以下是钢纤维混凝土市场的发展现状:应用领域钢纤维混凝土在不同领域有不同的应用,包括:•工业建筑:钢纤维混凝土广泛用于工业建筑的地面、斜坡和车道等部位,能够提供更好的抗压强度和耐磨性;•交通建设:钢纤维混凝土在桥梁、隧道和道路等交通建设项目中得到广泛应用,能够提高结构的抗震性能和耐久性;•地下工程:钢纤维混凝土在地下管道、地下停车场等地下工程中使用,能够提供更好的抗渗性和承重能力;市场规模钢纤维混凝土市场在过去几年实现了稳定增长,据统计数据显示,预计市场规模将达到XX亿元人民币,年复合增长率约为XX%。

市场规模的增长主要受到以下因素的影响:•城市化进程加速:城市化进程的推进需要大量的基础设施建设和房地产开发,这为钢纤维混凝土市场提供了巨大的机遇;•工业化发展:工业化进程的加快需要大量的工业建筑和交通建设,这为钢纤维混凝土市场带来了增长的动力;•政策扶持:政府对于建筑材料行业的支持政策及环保政策的实施也为钢纤维混凝土市场提供了有利条件。

市场竞争格局当前,钢纤维混凝土市场存在着一定的竞争格局,主要由以下几个主要企业主导市场,包括:1.企业1:企业1是钢纤维混凝土领域的领先企业,其产品质量和技术水平在行业内处于领先地位;2.企业2:企业2在钢纤维混凝土市场上占据一定的市场份额,主要通过价格和服务来竞争;3.企业3:企业3在技术研发方面具有明显的优势,能够提供更加创新的产品解决方案。

钢纤维混凝土综述

钢纤维混凝土综述
CHNOL0GY NFOR I MATI ON
建 筑 科 学
钢 纤 维 混凝 土综 述 ①
潘庆祥 蔡 陈之 ( 中南大学土木建 筑学院 长 沙
4 0 5 1 7 ) 0
摘 要 : 文主要 分析 了铜纤堆 混凝 土的 国内外研 究现状 和铜 纤堆混 凝土增 强机理 , 本 并从 力学 强度 、 性及抗 裂性 能 、 冲击性 能 耐 韧 抗 磨性和耐 久性这 些方 面来说 明铜纤堆 混凝土 的优越性 。 后 , 铜纤维混 凝土 在工程 中的应 用和未来 的发展 趋势做 了一个 简单介 绍 。 最 对 关键 词 : 钢纤堆混凝土 增强机理 工程应 用 中 图分类 号 : V4 T 文 献标 识 码 : A 文章 编号 : 6 2 3 9 ( 0 0 0 () 0 9 — 1 1 7 — 7 1 2 1 ) 4 c一 0 6 0 钢纤 维 混 凝 土 是 在 普 通 混 凝 土 中掺 入 适 量 的 钢 纤 维而 浇 筑 形 成 的 一种 新 型 复 合 材 料 。 国P re于 1 1年 提 出在 混凝 中均 美 o tr 9 1 匀 掺 人 钢 纤维 , 作为 增 强 材 料 的 建议 。 设 其 想与现在的钢纤维混凝土 大体相同。9 1 1 1 年 , 国G a a 美 r h m通 过研 究搞 清 了在普 通 钢 筋混凝 土中掺入钢纤维后 , 强度 和稳 定 性 得 以 提 高 的 道理 。 后 直 至 四 十 年 代 , 、 此 美 英 、 、 等 国 相继 公布 了钢 纤 维混 凝 土 专 法 德 利 文 献 。 后 的 几 十年 , 纤 维混 凝 土 的 研 随 钢 究 得 到 了飞速 地 发 展 且 在 工 程 中也 得 到 了
展, 最终 导 致 结 构 破 坏 ; 纤 维加 入 脆 性 的 其 它钢 板 泵 管 、 铁 泵 管 、 而 铸 自应 力 水 泥 泵管 混 凝 土 基 体 中 , 以 减 少裂 缝 源 的 数 量 , 可 缓 和钢 筋 混 凝 土 泵 管 等 比 较 , 纤 维 混 凝 土 钢 和裂缝尖应 力集中。 泵 管 耗 钢 量 最 小 , 其 它 方 面 来 说 , 板 从 钢 管 、 铁 管 易 生 锈 , 修 费 用 高 。 筋 混 凝 铸 维 钢 土 管 及 自应 力水 泥 管 维 修 费 用 虽 小 , 体 但 2 钢纤维混凝土 的特性及优点 运输 及 安 装 不 方 便 。 且 自应 力水 泥 并 与 普 通 混 凝 土 相 比 , 纤 维 混 凝 土 的 积大 , 钢 而 很 多性 能 都 得 到 了不 同 的 改 善 。 1力 学 强 管需 要 具 备 特 殊 的 生 产 工 艺 与 设 备 。 钢 () 度 。 纤 维 对 混 凝 土 的 抗 压 强 度 的 影 响 不 纤 维 混 凝 士 管 则 可 弥 补 上 述 泵 管 的 不 足 。 钢 显 , 抗 压 强 度 主 要 取 决 于 混 凝 土 基 体 的 () 构 工 程 应 用 。 其 2结 由于 钢 纤 维 混凝 土 具 有 强度 等 级 。 计 资 料 表 明 , 纤 维混 凝 土 抗 良好 的抗 裂 性 、 曲特 性 、 冲 击 性 、 疲 统 钢 弯 耐 耐 压 强 度仅 提 高 了 1 %左右 。 钢 纤 维混 凝 土 劳性 等 特 点 , 它 应 用 于 要 求 较 高 的 工 程 0 但 将 的 劈 拉 强 度 、 剪 强 度 、 弯 强 度等 均 比普 部 位 会 达 到 较 好 的 效 果 , 构 的 承 载 力 能 抗 抗 结 国 通 混 凝土 有大 幅 度 的 提 高 。 中 , 拉 强 度 得 到 大 幅 度 的 提 高 。 内 外 几 次 大 地 震 的 其 抗 节 和 抗 弯 强 度提 高 5 %~8 %, 0 0 抗折 强度 提 高 对 比 表 明 , 点 是 钢 筋 混 凝 土 框 架 结 构 的 1 %~3 %, 剪 强度 提高 5 %~8 %。2 钢 弱点 n, 节 点 处采 用 钢 纤 维混 凝 土 将 有效 5 5 抗 0 O () 1 若 纤 维 混 凝 土 的 韧 性 及 抗 裂 性 能 。 纤 维 掺 提 高 抗 震 能 力和 抗 拉 能 力 。 3 路面 工程 应 钢 () 因 抗 入 到 混 凝 土 基 体 中起 到 阻 止 裂 缝 引 发 、 扩 用 。 钢 纤 维 混 凝 土 有 优 良 的 抗 裂 、 冲 散 并 在 混 凝土 的受 力 破 坏过 程 中吸 收 大 量 击 、 收 缩 、 韧 性 及 耐 磨 性 等 物 理 性 能 , 抗 抗 能 量 的作 用 , 混 凝 土 开 裂 前 后 的 性 态 发 因此 , 纤 维 混 凝 土 在 路 面工 程 领 域 中得 使 钢 如 机 生 根 本 性 变 化 , 而 改 善 了混 凝 土 的 变 形 到较 广 泛 应 用 , 高 速 公路 路 面 、 场跑 道 从 与 由于 钢 纤 维混 凝 性能。 当荷 载 作 用 于钢 纤 维 混 凝 土 基 体上 , 等 。 以 往 的路 面 相 比 较 , 伸 应 力 通过 纤维 和 基 体 的 界 面 粘结 传 递 给 纤 工 的这 些 优 良性 能 使 得 面 层 厚 度 减 少 , 路 维 维, 同时 混 凝 土 受 到钢 纤 维 的 约 束 作 用 , 限 缩 缝 间距 加长 , 面 的 抗 裂性 能 提 高 , 修 寿 制 了 新 裂缝 的 发 生 , 迟 了裂 缝 的扩 展 , 推 因 费用 降低 , 命 延 长 。 此 钢 纤 维 混 凝 土 具 有 较 好 的 韧 性 和 抗 裂 性。 与普 通 混 凝 土 相 比抗 裂 性 能 提 高 了2 4 结语 ~ 3 , 性 得 到 了显 著 改 善 。 3 钢 纤 维 混 凝 倍 韧 () 钢 纤维 混 凝 土 的 抗 压 强 度 、 抗拉 强度 、 土 的 抗 冲 击性 能 。 纤 维 混 凝 土 的 抗 冲 击 抗 弯 强度 、 剪 强 度 、 击 韧 性 、 磨 性 等 钢 抗 冲 抗 因 特 性 是 混 凝 土 吸 收 动 能 能 力的 一种 表 征 , 较 普 通 混 凝 土 有 很 大 的 提 高 , 此 在 高 大 高 荷 国内 外 对钢 纤 维 混 凝 土 冲 击性 能 作 了大 量 层 、 跨 建 筑 工 程 , 速 公 路 路 面 , 载 较 研 究 。 内外 没 有 统一 的试 验 方 法 , 种 材 大 的 仓 库 地 面 、 场 、 水 池 等 结 构 中 都 国 同 机 贮 料 采 用 不 同 的 试 验 方 法 得 出的 规 律 相 近 。 得 到 广 泛 应 用 。 普 通 的 混 凝 土 相 比 , 与 钢 若 纤 维 对混 凝 土 抗 冲 击 特 性 的影 响 主 要 取 决 纤 维 造 价 较 高 , 能 开 发 出更 好 的 钢 纤 维 于 混 凝 土 基体 强 度 等 级 及 纤 维 的 掺 量 , 掺 制 造 工 艺 , 用较 少 的 钢 纤 维 量 达 到 更 好 的 量 多 而 杂 的 抗 冲 击 性 能 明 显 提 高 。4 钢 纤 性 能 , 能 降 低 成 本 , 一 步 推 广 钢 纤 维 () 必 进 随 钢 维 混 凝 土 的耐 磨性 和 耐 久 性 。 混 凝 土 中 混 凝 土 的 应 用 。 着 研 究 的 深 入 , 纤 维 在 钢 掺 入钢 纤 维 后 , 其耐 磨 性 提 高 了很 多 。 内 轻 质混 凝 土 、 纤 维 高 强混 凝 土 等 也 将 是 国 个研 究的趋势 。 采 用标 号 为 C 5 C 3 的普 通 混凝 土 和 钢 3和 F 5 纤维 混 凝土 5 m c ×5 m的试 件在 国产 c X m 5 c 耐磨 机 上 做 等 条 件 磨损 试

钢纤维混凝土的研究现状和发展动态

钢纤维混凝土的研究现状和发展动态

± 的推广应用 ,因纤 维在 混凝 土中的分布情况不 同,主要有四 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 类 :钢 纤 维 混 凝 土 、混杂 纤 维 混凝 土 、层 布 式 钢 纤 维 混 凝 土 和 间仍为素混凝 土层。上下层布式钢纤维混凝土中的钢纤维一般
层 布式 混 杂 纤 维混 凝 土 。 ( )钢 纤维 混 凝 土 一 由 人工 或 机械 撒 布 ,钢 纤 维较 长 ,长 径 比一 般7 —10 间 ,呈 0 2之
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


纤维混 凝土的 发展和现状
方面甚至居中的观点。此外 ,钢纤维混凝土用量较大价格较高,
纤维混凝土 ,是纤维增强混凝 土的简称 ,通常是 以水泥净 有生锈问题 ,对 由于火灾引起 的爆裂几乎无效等 ,这些 问题都 浆 、砂浆或者混凝土为基体 ,以金属纤维 、无机纤维或有机纤 在不 同程 度影 响 了 其应 用 。 维增强材料组成 的一种水泥基复合材料 。它是将短而细的 ,具 目前 ,尽管单一纤维混凝土有着 自身的优 点,但是低模量 有高抗拉强度 、高极 限延伸率 、高抗碱性等 良好性能 的纤维均 合成纤维混凝土 由于模量低 ,变形大 ,乱 向而松散地掺入混凝 匀 的分 散 在 混 凝 土 基 体 中 形成 的一 种 新 型建 筑 材 料 。纤 维 在 混 土中 ,对提高混凝土 的抗压 、抗拉 、抗弯 、抗折强 度等很不显
与普通混凝土相比,纤维混凝土具有较高的抗拉 、抗弯拉 、 渗 、防水、抗冻、护筋性等方面也有很大的贡献 。
鉴 于 纤 维 混 凝 土 具有 素 混凝 土 不 具 有 的 优 点 ,纤 维 混 凝 土
合材料各 组份 的关 系 、增强效果及增强机理 、抗疲劳性 能 、破

钢纤维混凝土的发展与抗火性研究现状综述

钢纤维混凝土的发展与抗火性研究现状综述

善 暾钕
料 , j在混凝土基体 中掺入适 量钢 纤维 的一 种水 泥基复 合材料 ,
为解决混凝 土的强度和延性问题提供 了一种新途径 。 钢纤 维喷射混 凝 土 首次 于 17 9 3年 在美 国爱 达荷 州 得 到应


用, 其后将其成 功应用 于隧道 衬垫 、 坡稳 定 、 洞 、 库等 其他 斜 涵 水 结构工 程 J 。近些 年 , 国内已成功地将 钢纤维 混凝土应 用到高层
po e iso ihsrn t o cee Ju a tr si ii rp r e f g —t gh cn rt ,o r l o mae a ncvl t h e m f i l
[ ] Le T T e. t c r r r etn M u f rcc ,S E 8 i,. ,dSr t a fep tco : a a o pat eA C u u ki o i n l i
温 度, ℃
m u n p r f n n e n rci , o 7 , S E, e — n l a a a dr o so e g e r gp at e N . 8 A C N w e t i i c
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b 钢纤维混凝土断裂韧性 )
注: )6S0代表体积率为 l 水胶比为 0 6的钢纤维混凝土 ; ) 12 1 %、 . 2 26 0 S0 1 代表 体积 率为 l 水胶 比为 O %、 . 6的钢 纤维混凝土
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钢纤维混凝土性能研究及其应用现状

钢纤维混凝土性能研究及其应用现状
该理论得 出了混凝土裂缝 有效提高混凝 土早期劈拉强度 。多项试验研 究表 明[ 当钢纤维 与混凝 土基体 中纤维 的平均 间距有关 , 引, 尖端应力集中因子 与纤维 间距 的关 系[,2 2 。3 刘永胜【 根据 5 ,, ] ) 601 】 掺量在 1 %~2 %体积率的范围内时 , 相应的混凝土抗拉 强度 提高

摘 题, 并给出 了一些建议 , 以推广 钢纤维混凝土 的应用 。 关键词 : 钢纤维混凝土 , 组成 , 学性 能, 力 应用 中图分类号 : U5 2 T 0 文献标识码 : A

要: 对钢 纤维混凝土 的组成 、 基本 力学性能、 作用机 理以及工 提
混凝土是 当代应 用最 广泛 、 用量 最大 的建筑材料 , 凝土 强 4 % ~8 %, 混 0 0 并且不同等级 的混凝土均呈现类似的规律。 度是结 构设计 和施 工 的重 要依 据 , 通混凝 土因其抗 拉强 度低 、 2 3 抗 弯 强 度 普 .
易开裂 、 脆性大 、 变形 性能差 、 自重大 等因素 , 在工程 中的应用大
第3 6卷 第 5期

10 ・ 8
2010年 2月
山 西 建 筑
S HANXI ARCHn n E
Vl. 6 No. o 3 1 5 Fe b. 2 O O1
文章编号 :0 962 2 1 }50 8 —2 10 —85{0 0 0 .100
钢 纤维 混 凝 土 性 能研 究 及 其应 用 现 状
. 按一定 的比例配制 , 经凝结 、 硬化后 形成 。为简便起见 , 我们简化 2 4 抗 冲击性 能 钢纤 维混凝土有着 良好 的延性和控制混凝 土裂缝 的能力 , 其 为钢纤维、 混凝土基体和外加剂组成的三相复合材料 。

钢纤维增强混凝土的应用及研究现状

钢纤维增强混凝土的应用及研究现状

钢纤维增强混凝土的应用及研究现状【摘要】钢纤维增强混凝土不仅具有普通混凝土的优良特性,并且能够显著改善混凝土的抗拉和抗弯性能,能够有效的控制裂缝的发展,具有较好的延性。

本文阐述了钢纤维增强混凝土的应用及研究现状。

【关键词】钢纤维增强混凝土;性能特点;增强机理;应用1、钢纤维高强混凝土的性能特点1.1钢纤维增强混凝土的强度大多数学者均认为,混凝土在初裂前,纤维对基材中的微裂缝有限制约束作用,可以提高基材的初裂强度,尤其是在混凝土初裂之后,由于应力集中而导致裂缝的进一步延伸和扩展。

而跨越裂缝的纤维主要接受和承担通过基体和纤维界面传递的应力,减少与缩小裂缝源的数量和尺度,缓和裂缝尖端应力集中程度,并发生塑性变形,吸收大量能量,达到纤维对混凝土增强增韧的目的。

所以,改善钢纤维与基体间的粘结强度是提高钢纤维增强增韧效果的关键。

1.2钢纤维增强混凝土的变形性能钢纤维增强混凝土弹性阶段的变形与普通混凝土性能相比无显著差别,受压弹性模量和泊松比与普通混凝土基本相同,受拉弹性模量随钢纤维的掺入量增加有小幅提高。

但钢纤维可大幅度提高钢纤维增强混凝土韧性,构件的韧性反映了其塑性变形性能。

1.3钢纤维增强混凝土的耐腐蚀性国内外很多学者的试验表明,未开裂的钢纤维增强混凝土在空气和海水中都呈现良好的耐腐蚀性。

但是跨接裂缝处的钢纤维发生腐蚀后,会降低结构的强度。

在荷载或其他因素作用下已经开裂的钢纤维增强混凝土,长期跨越裂缝暴露在腐蚀环境中钢纤维的腐蚀速度取决于环境和裂缝状况,腐蚀会降低纤维与混凝土基体的粘结性能,从而影响钢纤维增强混凝土构件的承载能力和变形性能。

2、钢纤维高强混凝土的增强机理2.1钢纤维增强机理的基本观点2.1.1结构层次观点研究材料的力学性能,首先应考虑内部结构单元聚集的层次。

一般材料内部结构单元聚集的层次可分为:宏观结构层次或工程结构层次、细观结构层次、微观结构层次。

在宏观结构层次上,材料被视为连续的和均质的,它由性能相同的有限尺寸和体积单元组成。

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钢纤维混凝土的发展和应用现状综述
摘要介绍了钢纤维混凝土及其发展历史,并对其力学性能,材料特性进行了简单分析,综述了目前其在支护工程、道面工程、管道工程等工程的应用现状,以推广钢纤维混凝土的使用。

关键词钢纤维;混凝土;
中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:
引言
近几十年来,纤维混凝土发展迅速,已广泛应用于建筑、交通、水利、矿山、冶金等有较高要求的土木工程领域。

纤维混凝土采用纤维提高钢筋混凝土的性能,使混凝土的抗拉强度、变形能力、耐动荷能力大大提高。

常用的几种纤维混凝土有:钢纤维混凝土(sfrc),玻璃纤维混凝土(gfrc),碳纤维混凝土(cfrc)以及合成纤维混凝土(snfrc)。

目前,以钢纤维混凝土应用最多,现就钢纤维混凝土的发展和应用现状综述如下。

1 钢纤维混凝土概述
1.1钢纤维混凝土的概念
纤维混凝土(fiber reinforced concrete,简称frc)是以水泥净浆、砂浆或混凝土作为基材,以非连续的短纤维或连续的长纤维作为增强材料所组成的水泥基复合材料的总称,通常简称为“纤维混凝土”。

而钢纤维混凝土(steel fiber reinforced concrete,简称sfrc)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[1-3]。

1.2 钢纤维的类型
钢纤维按材质分,有普通碳钢钢纤维和不锈钢钢纤维。

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。

2 钢纤维混凝土的发展
早在1849年,法国花匠莫尼尔(1823-1906)在水泥中加入细铁丝制成花盆和种桔树用的铁丝水泥桶。

1855年法国工程师用细铁条增强水泥,制成一艘水泥船并获专利。

1907年原苏联专家b.п.hekpocab开始用金属纤维增强混凝土。

1910年,美国h.f.porter发表了有关短纤维增强混凝土的研究报告,建议把短钢纤维均匀地分散在混凝土中用以强化基体材料。

1911年,美国graham曾把钢纤维掺入普通混凝土中得到了可以提高混凝土强度和稳定性的结果;到20世纪40年代,美、英、法、德、日等国先后做了许多关于用钢纤维来提高混凝土耐磨性和抗裂性。

1963年j.p.romualdi和g.b.batson发表了关于钢纤维约束混凝土裂缝开展的机理的论文,提出了纤维间距理论,从而开始了这种新型复合材料的实用开发阶段。

1989年在英国召开的纤维增强水泥基混凝土发展国际会议认定:
“钢纤维混凝土已是研究最多、应用最广的水泥复合材料”。

1992年开始,日本、美国陆续用sfrc构筑停机坪、飞机场跑道表层、高等级公路路面和旧路面罩面修复。

我国从上世纪70年代着手对钢纤维混凝土进行材料力学性能的实验研究, 1992年颁布《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》(cecs 38:92),1995年提出了sfrc技术规范征求意见稿。

钢纤维混凝土在90年代后期,随着钢产量的提高,施工工艺的发展,使其推广应用有了长足的进展。

3 钢纤维混凝土的基本性能
钢纤维混凝土是将长度为25mm~60mm,直径为0.25mm~1.25mm,长度与直径的最佳比值为50~700的钢纤维均匀地分散在混凝土基体中形成的一种建筑材料。

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。

3.1 抗拉及抗裂增韧能力
在混凝土中掺人适量钢纤维,其抗拉强度提高25%~50%。

分布在混凝土内不规则的钢纤维,其钢纤维间距要比置放在混凝土里面的钢筋和箍筋的间距要小的多,因此阻止了裂缝的形成,使混凝土的抗裂强度也得到提高。

3.2 抗冲击和收缩性能
在通常的纤维掺量下,冲击抗压韧性可提高2~7倍,钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%-9% 。

zollo r f发现[2],混
凝土中掺入0.1%~0.3%的聚丙烯纤维,可使塑性收缩减少12%~25%。

3.3 抗疲劳性能
当掺有1.5%钢纤维抗弯疲劳寿命为1×106次时应力比为0.68,而普通混凝土仅为0.51;当掺有2%钢纤维混凝土抗压疲劳寿命达2x106次时[4]。

应力比为0.92,而普通混凝土仅为0.56。

3.4耐久、耐冻性和耐磨性
由于钢纤维混凝土抗裂性、整体性好,因而耐冻融性、耐磨性和抗腐蚀性均有显著提高。

掺有1.5%的钢纤维混凝土经150次冻融循环.其抗压和抗弯强度下降约20%,而其他条件相同的普通混凝土却下降60%以上,经过200次冻融循环,钢纤维混凝土试件仍保持完好[4]。

耐磨性为素混凝土的1.5倍。

因此,用钢纤维混凝土修筑的公路服务年限较素混凝土路面可延长3~5倍。

4 钢纤维混凝土的应用
目前钢纤维混凝土在支护工程、道面工程、管道工程、结构工程、地下结构及其他特种结构工程等领域得到了比较广泛的应用。

4.1支护工程
钢纤维混凝土由于抗拉、抗弯、抗剪强度高,能承受较大的围岩和土体的变形作用而保持良好的整体性,因此可用于隧洞支护、山体护坡等工程。

如浙江省开化县齐溪水电站有压隧洞在两个工程段内采用喷射钢纤维混凝土衬砌,使围岩能在较大程度上发挥作用,
减少了衬砌厚度 [4]。

4.2道面工程
钢纤维混凝土应用于道面工程,可取代钢筋,减薄道面厚度,加大缩缝间距,缩短施工周期,降低工程维修费用,延长工程使用寿命。

钢纤维混凝土能有效降低路面厚度50%~60% ,能够显著提高道路承载能力,并能延长使用寿命。

日本则用钢纤维混凝土铺设桥面,其桥面厚度仅2.5cm~10cm。

4.3储水、防渗、输水管道工程
钢纤维混凝土由于抗裂性能好、收缩率低,因而防水、防渗性能较好。

如浙江省余姚岭水库混凝土坝面多次出现裂缝、下游面局部出现渗水,在混凝土面层采用喷射钢纤维混凝土,厚度50mm,达到了防渗效果。

4.4高速水流冲刷磨损部位
钢纤维混凝土具有较高的抗冲磨、抗气蚀能力,因此可用于溢洪道、消力池、闸底板等承受高速水流作用的部位[4]。

如:大渡河支流南桠河石棉二级电站,该电站在当年汛期后,冲砂闸底板和护坦
被冲成深槽,最深处达0.7m,埋设的28mm钢筋全部磨断,1968年和1969年先后两次用辉绿岩铸石板、环氧混凝土进行修补加固对比试验,除环氧混凝土在一个汛期内磨损10~50mm外(后来也被冲毁了),其余材料不到一个汛期全部被砸碎冲掉。

1977年在毁坏处采用钢纤维混凝土进行补强试验,结果表明钢纤维混凝土是较好的抗冲耐磨材料。

4.5处于腐蚀环境中的构件
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5mm,只有表层的钢纤维产生锈斑,内部钢纤维未锈蚀。

4.6动力荷载作用部位和抗震结构节点
由于钢纤维混凝土具有较高的抗拉强度、断裂韧性和抗疲劳等性能,因此,可用于承受动力荷载的机墩、抗震结构的框架节点等部位。

1977年,美国首先提出在框架节点应用钢纤维来代替钢筋的设想。

通过试验证明:采用钢纤维混凝土节点具有强度高,刚度大,抗裂性好,经济等优点。

4.7复杂应力部位
钢纤维混凝土中的钢纤维一般呈三维乱向分布,沿每个方向都有增强和增韧作用。

钢纤维对混凝土结构复杂应力区增强是非常有利的,而且容易浇筑成型,比钢筋更能适应各种复杂的结构形式。

5 结语
钢纤维混凝土虽然有很多优点,但在应用上目前还受到一定的限制。

主要的问题是钢纤维生产成本较高。

为了使钢纤维混凝土得到广泛应用。

一方面,要对钢纤维混凝土作出合理的经济评价;另一方面,在应用时,需要对长期利益和短期利益、一次投资和维修保养费用等进行综合考虑。

随着生产方法的改善和技术设备的更新,钢纤维的制造价格也将不断降低。

在不远的将来,它一定会在国内
外更多的应用范围内显示出强大的优越性。

参考文献:
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