纤维混凝土的应用和发展状况(综述)
聚丙烯纤维改善混凝土力学性能研究与应用进展
聚丙烯纤维改善混凝土力学性能研究与应用进展王辉．陈武林(中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075)强青要】本文综述了聚丙烯纤维对混凝土力学胜能的影响情况，得出聚丙烯纤维混凝土仍需深、研究的两个方面，然后对聚丙烯纤雏混凝土的应用情况出发，总结出其未采可推广应用的方向。
瞎冀惑翮混凝土；聚丙烯纤维；力学挂能混凝土是水泥最主要的应用形式，也是当代最重要的建筑材料之一。
水泥因原料来源广泛、工艺要求相对简单、在我国的工程材料工业中得到充分的发展，水泥产量也在不断提高。
水泥混凝土有适用范围广、价格便宜、易浇注成型等优点，然而其缺点也是显而易见的，虽然水泥混疑土有较高的抗压强度，但相对而言抗折则比较低，压折比较大，因此水泥混疑土路面有脆性大、弹性模量高、极限拉伸应变小、抗冲击能力弱等缺点。
为了克服混凝土抗拉强度低的缺点，近年来人们在水泥分散体中加入增强材料及其他材料，提高混凝土的抗拉强度及抗冻性、抗裂性等。
常见的纤维加强混凝土有钢纤维、聚丙烯纤维等。
本文就是根据聚丙烯纤维改性混凝土力学性能的研究和应用现状，总结出聚丙烯纤维仍需要研究的地方，与未来的应用进展。
1聚丙烯纤维混凝土改善力学性能研究情况1．1研究概况国外对聚丙烯纤维混凝土的研究，开始于20世纪60年代。
80年代以来，美国、欧洲、韩国以及台湾的一些企业，生产经过改性的聚丙烯纤维，在土木工程上得到了广泛的应用。
产品已打八我国大陆市场，在一些高速公路、民用建筑上应用较多。
我国于1992年开始，由原中国纺织大学(现东华大学)进行改性聚丙烯纤维的研制。
近rL年我国生产聚丙烯纤维的厂家逐年增多，聚丙烯纤维已隧来越多地在道路、建筑、水坝等工程建设中得到应用。
对聚丙雅私筐混凝土的研究也随着生产实践的进展在不断深入。
总的来说，聚丙烯纤维抑制了混凝土的塑性收缩微裂纹的产生，提高了混凝土的力学性能和使用寿命。
12聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响聚丙烯纤维被称为混凝土的“次要加强筋”，掺入纤维后对水泥混凝土力学性能的主要改善在于增强混凝土的韧性。
玄武岩纤维混凝土工程应用案例
一、概述玄武岩纤维混凝土是一种利用玄武岩纤维增强混凝土的新型材料，具有优良的力学性能和耐久性，广泛应用于工程建筑领域。
本文将介绍玄武岩纤维混凝土在工程应用中的案例分析。
二、玄武岩纤维混凝土的性能特点1. 玄武岩纤维混凝土具有较高的抗压、抗折、抗拉强度，能够显著提高混凝土的抗裂性能和抗冲击性能。
2. 该材料耐腐蚀性能好，具有优异的耐久性和抗渗性能，适用于各类工程环境。
三、玄武岩纤维混凝土应用案例1. 高速公路桥梁工程在某高速公路桥梁工程中，采用了玄武岩纤维混凝土进行桥梁的主体结构施工。
由于桥梁的使用环境复杂，需要耐久性和抗风化能力强的混凝土材料。
经过实验和实际施工验证，玄武岩纤维混凝土在该工程中表现出了较好的性能，为桥梁的使用和维护提供了可靠的保障。
2. 高层建筑结构工程某高层建筑结构工程采用了玄武岩纤维混凝土作为结构梁柱的主要材料。
该建筑结构要求混凝土材料具有较高的抗震性能和耐久性，玄武岩纤维混凝土在此次工程中得到了充分的应用和验证，取得了良好的施工效果和使用效果。
3. 水利水电工程在某水利水电工程中，需要使用具有耐水蚀和耐磨性能的混凝土材料。
经过专业团队的研究和论证，采用了玄武岩纤维混凝土进行水利水电工程的隧道施工。
该材料在工程中展现出了良好的性能表现，为工程的顺利运行和安全使用提供了坚实的基础。
四、总结玄武岩纤维混凝土作为一种新型的混凝土材料，在工程应用中得到了广泛的验证和推广。
其优异的力学性能和耐久性，使其成为了各类工程建筑领域备受青睐的建筑材料。
相信随着技术和应用的不断深入，玄武岩纤维混凝土在工程应用中将会发挥更加重要的作用，为工程建设和发展提供更加可靠的保障。
五、玄武岩纤维混凝土的成本效益1. 玄武岩纤维混凝土具有优异的性能，但其成本相对较高，一度成为限制其大规模应用的因素。
然而，随着技术的不断进步和生产规模的扩大，玄武岩纤维混凝土的成本逐渐降低，使其成本效益得到提升。
2. 在实际工程中的应用案例显示，玄武岩纤维混凝土的使用周期长，维护成本低，能够充分体现其较高的成本效益。
钢纤维混凝土综述
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
纤维增强混凝土在地下工程中的应用
纤维增强混凝土在地下工程中的应用纤维增强混凝土（FRC）是一种新型的混凝土材料，它将纤维与混凝土混合，使混凝土的抗拉强度、抗裂性和耐久性都得到了提高。
在地下工程中，FRC具有多种优势，能够更好地适应地下环境的特殊要求，降低施工难度，提高工程的安全性和经济性。
本文将详细介绍FRC在地下工程中的应用。
一、FRC的特点及优势1. 抗裂性能好：FRC中的纤维可以有效地防止混凝土的裂缝扩展，从而提高混凝土的抗裂性能。
2. 抗震性能好：FRC中的纤维可以有效地提高混凝土的韧性和抗震性能，使其在地震等自然灾害中能够更好地承受荷载，降低损坏风险。
3. 耐久性好：FRC中的纤维可以有效地延缓混凝土的老化速度，提高混凝土的耐久性，从而延长工程的使用寿命。
4. 施工方便：FRC可以通过改变纤维的种类、长度和掺量等参数来调节混凝土的性能，从而适应不同的施工要求，使施工更加方便快捷。
5. 经济性好：FRC相对于传统混凝土，其投资成本较低，同时可以提高工程的使用寿命和安全性，从而降低后期维护和修缮的成本，具有较好的经济性。
二、FRC在地下工程中的应用1. 地铁隧道地铁隧道是FRC的一个典型应用场景。
在地铁隧道的施工中，由于混凝土的强度和抗裂性能都受到严格要求，因此FRC成为了一种理想的选择。
在地铁隧道的施工中，可以使用钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维等不同类型的纤维，以满足不同的工程要求。
同时，FRC可以有效地降低混凝土的收缩率和温度变化对混凝土的影响，从而提高混凝土的耐久性和安全性。
2. 城市地下管道城市地下管道是城市基础设施中的重要组成部分。
在城市地下管道的施工中，FRC可以有效地提高混凝土的抗裂性能和耐久性，从而降低管道的维护和修缮成本。
同时，FRC可以通过改变纤维的种类和掺量等参数，来适应不同管道的要求，从而提高施工效率和管道的安全性。
3. 城市地下停车场城市地下停车场是城市交通建设中的重要组成部分。
在城市地下停车场的施工中，FRC可以有效地提高混凝土的韧性和抗裂性能，从而提高停车场的安全性和经济性。
玄武岩纤维混凝土基本力学性能与应用研究共3篇
玄武岩纤维混凝土基本力学性能与应用研究共3篇玄武岩纤维混凝土基本力学性能与应用研究1玄武岩纤维混凝土是一种新型的混凝土材料，在建筑结构、道路和桥梁等工程中有着广泛的应用。
本文将详细介绍玄武岩纤维混凝土的基本力学性能以及它在工程实践中的应用。
一、玄武岩纤维混凝土的基本力学性能1. 强度性能玄武岩纤维混凝土的强度较高，可以达到一般混凝土的两倍以上。
这主要是因为玄武岩纤维能够增加混凝土的拉伸强度。
通过添加适量的玄武岩纤维，混凝土的疲劳强度和冲击强度也可以大幅度提高。
2. 抗裂性能由于混凝土在受力时易于出现裂纹，抗裂性能成为衡量混凝土材料实用性的重要指标之一。
玄武岩纤维混凝土加入的纤维可以有效防止混凝土出现裂纹，特别是在沉降变形大的地区，使用玄武岩纤维混凝土可以减少混凝土的裂缝数量，提高结构的整体稳定性。
3. 耐久性能玄武岩纤维混凝土的耐久性能相对于一般混凝土提升了不少。
由于玄武岩纤维具有较高的化学稳定性和抗腐蚀性能，与其混合的混凝土也会受益于这些优良的特性。
因此，玄武岩纤维混凝土在一些特殊场合下可以发挥更为持久的作用。
4. 硬化时间相对于普通混凝土，玄武岩纤维混凝土的硬化时间要长一些，这是因为玄武岩纤维会阻碍混凝土内部的水分蒸发。
但是，加入适量的玄武岩纤维能够促进混凝土的自性收缩，有助于提高混凝土的密实度，提高其力学强度。
二、玄武岩纤维混凝土的应用1. 建筑结构玄武岩纤维混凝土在建筑结构中的应用十分广泛，如框架结构、支撑结构、砌体结构等。
由于玄武岩纤维混凝土具有较高的强度和抗裂性能，能够增强建筑结构的整体稳定性和承载能力。
2. 道路由于玄武岩纤维混凝土可以提高道路的耐久性和抗裂性能，许多地方采用了玄武岩纤维混凝土作为道路面层的建材。
同时，还可以将玄武岩纤维混凝土与水泥或沥青混合，用于道路基层的加固和荷载分布控制。
3. 桥梁在桥梁的建设中，玄武岩纤维混凝土可以用于桥墩、拱桥和桥面的建造。
由于桥梁的结构比较复杂，对于建筑材料的力学性能和耐久性都有比较高的要求，而玄武岩纤维混凝土则可以提供一个比较优良的解决方案。
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
堡
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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， ℃
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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
［ ］ Ｖ Ｋ Ｒ Ｋ ｄ ｒＭ． ． ｕ ａ ． ｆ ｃ ｏ ｍ ｅａ ｒ ｏ ｅ ａ ９ ． ． ． ｏｕ ， Ａ Ｓ ｌ Ｅｆ ｔ ｆｅ ｐｒｔ ｅ ｎｔ ｒ ｌ ｔ ｎ ｅ ｔ ｕ ｈ ｍ
温度／ ℃
国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析
国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析一、引言混凝土作为一种重要的建筑材料，在现代建筑中得到了广泛的应用。
随着建筑业的不断发展，混凝土应用技术也在不断创新和改进。
本篇文章将从国内外混凝土应用技术的研究现状和发展趋势两个方面进行详细的分析。
二、国内混凝土应用技术研究现状1. 高强混凝土技术高强混凝土是指强度达到100MPa以上的混凝土，具有优异的力学性能和耐久性能，可以用于桥梁、隧道、高层建筑等重要结构的建造。
近年来，国内高强混凝土技术得到了长足的发展，已经在多个工程项目中得到了应用，成为了混凝土技术的一个重要分支。
2. 高性能混凝土技术高性能混凝土是指强度在50MPa以上、耐久性能、抗渗透性等多项指标均优于普通混凝土的一种混凝土。
它具有优异的力学性能和耐久性能，可以用于桥梁、隧道、高层建筑等重要结构的建造。
目前，国内高性能混凝土技术已经较为成熟，已经在多个工程项目中得到了应用。
3. 纳米材料掺合技术纳米材料掺合技术是指将纳米材料掺合到混凝土中，以改善混凝土的性能。
纳米材料具有优异的物理、化学和力学性能，可以显著提高混凝土的强度、耐久性和抗裂性能。
目前，国内纳米材料掺合技术正在逐渐成熟，已经在一些工程项目中得到了应用。
4. 碳纤维增强混凝土技术碳纤维增强混凝土技术是指将碳纤维布或碳纤维条掺入混凝土中，以提高混凝土的强度和抗裂性能。
碳纤维具有优异的力学性能和抗腐蚀性能，可以显著提高混凝土的强度和耐久性。
目前，国内碳纤维增强混凝土技术正在逐渐成熟，已经在一些工程项目中得到了应用。
三、国外混凝土应用技术研究现状1. 自密实混凝土技术自密实混凝土技术是指利用掺有特殊添加剂的混凝土，在混凝土硬化后，自行形成微小气泡，使混凝土具有自密实的性能。
这种混凝土具有较高的抗渗性能和耐久性能，可以用于桥梁、隧道、高层建筑等重要结构的建造。
目前，自密实混凝土技术已经在国外得到了广泛的应用。
2. 自愈合混凝土技术自愈合混凝土技术是指利用特殊的添加剂，使混凝土在出现细小裂缝时，自行愈合。
纤维混凝土
非连续的短纤维 纤 维 长 度 连续的长纤维
低弹性模量
二、概述
3、纤维性能
减重
阻裂
防渗 性 能 抗冲击
美观
抗拉
耐久
纤维混凝土有效的克服了普通混凝土抗拉强度低，抗冲击，抗阻裂，抗爆 延性，耐火等性能，同时对混凝土抗渗、防水、抗冻、护筋、减重等方面也有 很大的贡献。
二、概述
4、 发展历程
初探性阶段：1910年，美国H.F.Porter在有关以短纤维增强混凝土的研究报告中，
建议把短纤维均匀分散在混凝土中用以强化基体材料。 20世纪40年代，美、英、法、德等国先后公布了许多关于用钢纤维混凝土方面的 专利。 日本在第二次世界大战期间，由于军事上的需要。也曾进行过有关钢纤维水泥混 凝土方面的研究，但当时均尚未达到实用化的程度。
实用化研究阶段：1963年，J.P.Romualdi和H.Batson提出了钢纤维混凝土开裂强度
四、产品介绍
1.2 力学性能
SFRC （0.25%）与普通混凝土性能比较
物理性能 Ｒ折（MPa）（开裂）
Ｒ折（MPa）（破裂） Ｒ压（MPa） Ｒ剪（MPa） 弹性模量（MPa） Ｒ冲（kg/cm）
普通混凝土 200～250
200 ～550 2100 ～5500 250 2.0×105 4.8
SFRC 550 ～1250
Vf———纤维体积；Vm———基体体积。
三、纤维的作用机理
2、纤维对基体的增强作用
（2）Romualdi计算公式
Romualdi推导出的纤维平均间距公式 S=1.25×d×Vf-1/2 d———纤维直径; Vf———单位体积内的纤维体积。
式中 S———某一截面的平均间距;
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I
单位
分类号
密 级
毕业设计(论文)
纤维混凝土的应用和发展状况
指导教师
2014年 4 月 6 日
北京航空航天大学毕业设计(论文)
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纤维混凝土的应用和发展状况
摘 要
纤维混凝土是一种新型的复合材料，是混凝土改性的最新的科研方向以及重
要领域，玻璃纤维、钢纤维、合成纤维、碳纤维在混凝土改性中发展迅速。纤维
混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。纤维和混凝土掺
杂在一起后，使得混凝土的性能得到了很大提升，受到国内外科研领域的广发关
注，在实际生产中有着重大的意义。
上个世纪初纤维混凝土开始逐步发展，其中钢纤维混凝土研究的时间最长，
在工程上的应用也最为广泛。H.F.Porter在上世纪初就发表了关于短钢纤维增强
混凝土的论文。到了20世纪40年代由于军事工程的需要，科学家先后发表了纤
维混凝土的研究报告，但并没有从理论上解释纤维在混凝土中的增强原理，因而
限制了这种复合材料在工程结构中的推广应用。纤维混凝土真正进入应用于工程
的研究是在20世纪60年代初期。1963年美国的J.P.Romualdi等发表了钢纤维约
束混凝土裂缝发展机理的研究报告，首次提出了纤维的阻裂机理，才使这种复合
材料的发展有实质性的突破，尤其钢纤维混凝土的研究和应用受到高度重视。随
着纤维混凝土技术科学研究的不断进步，除去钢纤维混凝土的研究发展很快之
外，其他的混凝土技术比如碳、玻璃、石棉等弹纤维混凝土研制也蓬勃发展，受
到各国的重视。
关键词：纤维混凝土，复合材料，增强
北京航空航天大学毕业设计(论文)
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纤维混凝土概况
这种优良材料纤维混凝土和普通混凝土相比较其抗拉、抗冲击、抗弯曲能力
是相当突出的，解决了普通混凝土的脆性问题，展现出来很多优良的性能。
[2]
水泥诞生自英国，它是一位英国工匠发明的，从诞生之日起水泥混凝土发展迅速，
时至今日混凝土俨然成为了人们最为广泛应用的一种建筑材料，，科学家在这上
面的科学研究有很多。 但是，尽管水泥混凝土的抗压强度虽然比较高，但是抗
拉、抗冲击韧性、抗弯、抗裂能力不行，研究的初衷就是如何提高这方面的能力，
使其在建筑上能使用的更加有效、更加安全。纤维混凝土，以混凝土、水泥净浆、
砂浆作为基体材料，所以又可以称作纤维增强混凝土。纤维混凝土以非连续的短
纤维或连续的长纤维作为增强材料，均匀的掺杂在水泥中，既可以浇筑又可以喷
射，成为一种新兴的不同于普通混凝土的加强型材料。[1]
分布均匀的短纤维纤维掺入混凝土中其增强增韧，阻止裂变的效果突出。纤
维与水泥基材料结合不仅改良性能而且还能延长寿命，一举两得，更能扩大在工
程领域的使用范围。纤维在混凝土中有三个方面的作用：
（1）纤维在混凝土硬化与未硬化的阶段都起着阻止裂变的作用，也就是阻
止微裂缝在水泥基体中扩展。水泥基体在浇筑一天后，由于所含有的水分流失蒸
发，在收缩时产生应力，这时就容易产生裂缝，而分布均匀的具有塑性能力的纤
维就阻止了应力的继续作用。当混凝土经过一段时间硬化后，有可能仍处于约束
状态，由于温度与湿度的作用，收缩产生的拉应力会大于其本身的抗拉强度，生
成大量裂缝，这时纤维的抗阻裂能力就又会体现出来。
（2）普通混凝土抗拉强度低，而且它的内部往往出现各种各样的缺陷，难
于保证工程质量。但是当混凝土中加入分布均匀的长短纤维后，混凝土的抗弯、
抗剪、抗冲击、抗疲劳、抗震、抗爆将得到提高。
（3）纤维混凝土在负载条件下，即便是混凝土开裂，纤维仍旧可以连接裂
缝抵抗拉应力，使混凝土具有良好的增韧效果。韧性是表征材料抵抗变形性能的
指标，一般用混凝土的荷载应变曲线下的面积来表示。
纤维混凝土的优良技术性能：纤维混凝土低重量高强度，是其他混凝土所不
北京航空航天大学毕业设计(论文)
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能比的，这是纤维混凝土在建筑上实现经济化的前提；材料抗冲击和震动载荷的
性能力，称为冲击韧性，掺杂纤维可以使得混凝土比普通的提高好几倍。提高收
缩性能改善抗疲劳能力：纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能提高，掺有质量比为
1.5%纤维时，抗弯疲劳寿命为1*106次，应力比为0.68而普通混凝土仅为0.51；
仅再提高0.5%个百分点，即当掺有2%纤维混凝土抗压疲劳寿命可以提高一倍达
到2*106次，应力比为0.92，而普通混凝土仅为0.56。[3]
纤维混凝土的分类，按纤维的材质：金属纤维、无机纤维、有机纤维天然纤
维、合成纤维。按纤维的弹性模量：高弹性模量纤维、低弹性模量纤维。 按纤
维的长度：非连续的短纤维、连续的长纤维。应该指出，对纤维增强混凝土的分
类尚不明确。有些国家将纤维增强水泥基复合材料与纤维增强混凝土等同。一般
而言基体包括三种水泥净浆、水泥砂浆和混凝土。
自纤维混凝土诞生以来，科学家一直研究它的增强原理，纤维混凝土的增
强原理，经过一个世纪不懈努力，逐步发展起来。目前，有两种理论对均匀的短
纤维在混凝土中增强机理存进行了的解释[4]。首先是，美国的J.P.Romualdi提出
的纤维间距机理。该理论是运用线弹性断裂力理论来解释纤维是如何约束裂缝
的。这一理论认为混凝土内部本来就有缺陷，欲提高强度，必须减小缺陷的数量。
提高材料的韧性并且还要降低裂缝的应力系数。再者，英国的Swamy Mamgat
等提出复合材料机理。[1]复合材料机理的理论基于复合材料构成的复合原理，将
纤维混凝土看做是纤维强化体系，抗拉和抗弯强度在基体和纤维良好黏结的条件
下进行计算。
纤维混凝土在工程中的实际应用：上海世博会期间，有一个法国馆，白色的
表面混凝土结构用一种玻璃纤维加强混凝土材料，这种混凝土网格它的弯曲度、
抗压、防风抗震性能优良，比起一般的混凝土要好。
[5,6]
关于纤维混凝土存在的主要问题及目前纤维混凝土技术的研究发展方向以
及纤维混凝土存在的主要问题。
改善纤维与水泥基之间的界面粘结：纤维混凝土的失效与其界面粘结有着重
要的关系。陶粒和聚合物在改善界面粘结的性状时作用很大，适合的水灰比，加
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入不同比重的硅灰和复合物也能调整界面结构，不同尺度和不同性质的纤维混合
增强。
[7]
掺入纤维后会使得混凝土的成本加大，性能也不够稳定。纤维一般用量大，
其价格也高。混凝土中纤维掺加量大时，搅拌起来很困难，钢纤维容易暴露在外
面，影响质量，影响施工进程，要想解决就要增加施工量，提高成本。钢纤维容
易生锈，影响混凝土使用寿命和使用安全性。而玻璃纤维耐碱性差，在纤维增强
混凝土领域中备受限制。由于钢纤维混凝土的价格高，阻挠了推广钢纤维普通混
凝土路面，而且如果果施工不当，钢纤维的容易结团和裸露在混凝土路面的表面，
钢纤维发生化学锈蚀，影响外观。
对混凝土用不同的纤维进行掺杂，使得混凝土具有多种相结构、多种组织成
分，使得纤维在不同尺寸上形成非均匀的多层次结构。混凝土加入各种尺度和不
同性质的纤维会使得其具有良好的综合性能，在水泥基中发挥各种不同尺寸纤维
的综合效果，达到性能上取长补短的作用。
[8]
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