钢纤维混凝土性能与应用前景

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。     

浅谈钢纤维混凝土在桥面铺装施工中的应用

近年来，随着钢纤维混凝土在工程中的推广使用，尤其是在桥面铺装混凝土中的应用，其改善混凝土先天结构、分散裂缝的优点得到充分的体现，下面笔者结合自己的工程实践，就钢纤维混凝土在桥面铺装施工中的应用谈几点看法。1．钢纤维在混凝土中的作用在水泥混凝土中掺入钢纤维能使水泥混凝土的性能得到极大的改善：可以改善水泥混凝土的脆性，提高水泥混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击和抗爆、抗震性能。大型桥面的铺装用钢纤维混凝土，对增强桥面的整体性、耐久性、抗裂性、抗震性、柔性都有很大的益处。钢纤维与玻璃纤维、聚丙烯纤维相比，除施工较麻烦外，抗拉、抗压、抗剪、抗拆强度均较高，且抗紫外线、抗老化性能均较高。钢纤维掺入桥面铺装混凝土，理论依据及施工经验都比较成熟。     

钢纤维混凝土施工探析

钢纤维混凝土作为一种新型复合建筑材料,近年来在国内外得到了迅速的发展,与普通混凝土相比,它不仅能明显地改善结构的抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂的性能,而且可以大大增强断裂韧性和抗冲击性,显著提高结构的疲劳性能以及耐久性能,加之施工简便在交通土建工程中得到了广泛的应用。本文详细分析钢纤维混凝土路面优点和钢纤维混凝土的材料性能,并详细阐述了其施工工艺。     

钢纤维混凝土施工工艺简析

钢纤维混凝土是在普通混凝土中均匀地掺入适量的钢纤维,而形成的可浇灌、可喷射成型的新型复合材料,由于钢纤堆混凝土在所有方向都使混凝土的强度得到提高,大大改善了混凝土的耐磨和抗裂等性能,正被广泛的应用在工程施工中。     

钢纤维高强混凝土抗剪性能试验研究

对29组共116个钢纤维高强混凝土抗剪试件进行了双面剪切试验,研究了钢纤维混凝土基体强度、钢纤维类型和钢纤维掺率对钢纤维高强混凝土抗剪强度的影响.试验结果表明:随着基体强度和钢纤维体积掺率的增加,钢纤维高强混凝土的抗剪强度逐步增高;在混凝土基体强度较高时,提高钢纤维掺量对钢纤维高强混凝土抗剪强度的改善作用有所减弱.试验中还发现,钢纤维混凝土抗剪强度受钢纤维横断面参数的影响很大,因此将现有的钢纤维混凝土抗剪强度计算公式中的纤维增强系数针对不同类型的钢纤维进行了修正,并考虑钢纤维直径的影响提出了新的计算方法,计算结果与试验结果符合较好.     

钢纤维混凝土弹性模量在有限元数值模拟中的实现

运用有限元数值模拟研究了不同取向钢纤维混凝土的弹性模量.以100 mm×50 mm×100 mm钢纤维混凝土试块为例,建立有限元模型,加载得到了不同取向钢纤维混凝土的弹性模量.结果表明:无论是何种取向的钢纤维混凝土,其钢纤维的增加都能提高钢纤维混凝土的弹性模量;钢纤维含量的变化能影响层布式钢纤维混凝土的抗折强度.     

层布式钢纤维混凝土平板试验及抗裂性研究

层布式钢纤维混凝土是一种新型的复合路面材料,由于钢纤维阻滞基体裂缝的开展,使其抗拉、抗弯、抗剪强度等较素混凝土有显著提高。本文主要从室内试验出发,对层布式钢纤维混凝土进行平板试验,研究了层布式钢纤维混凝土早期抗裂和干缩性能。期望通过这些工作能较全面地了解层布式钢纤维混凝土的性能并有助于工程实际应用。     

模拟工业废水对钢纤维混凝土的腐蚀试验研究

针对模拟工业废水环境以及工业废水-干湿循环耦合作用下钢纤维混凝土的抗压强度、抗折强度、尺寸效应等几个方面进行了试验,研究了工业废水环境下钢纤维混凝土的抗腐蚀性能.结果表明,高COD值工业废水将对钢纤维混凝土产生腐蚀劣化,钢纤维混凝土的抗压腐蚀系数和抗折腐蚀系数均随着试验龄期的增加而逐渐降低,其降低幅度随着试件尺寸的减小而增大;钢纤维对抑制混凝土抗压强度的腐蚀劣化作用不明显,但可有效抑制混凝土抗折强度的腐蚀劣化作用;在工业废水环境下经历干湿循环4个月以后,钢纤维混凝土抗压强度与抗折强度的腐蚀劣化开始显现,钢纤维的加入对混凝土抵抗工业废水干湿循环下的腐蚀能力有所提高;经历工业废水腐蚀后的小尺寸试件与标准试件之间的钢纤维混凝土抗折强度具有较为显著的尺寸效应.     

新型棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪性能试验与比较

针对最新引进日产棒状聚丙烯纤维和喷射混凝土衬砌中常用的钢纤维,通过18组72个混凝土试样的双面剪切试验,研究了不同基体强度、不同纤维掺量混凝土抗剪强度变化特性.试验结果表明:①棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度随着纤维掺量增加呈现先增大后减小的趋势,钢纤维混凝土抗剪强度随着纤维掺量增加而增大;②纤维掺量在0.5%以内,棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度增大幅度接近钢纤维混凝土,纤维掺量在0.5%以上,棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度增大幅度低于钢纤维混凝土;③两种纤维对C30混凝土抗剪强度的改善一般比C50混凝土大.最后,基于回归分析理论得到纤维混凝土抗剪强度拟合计算公式,公式计算结果与试验结果比较一致.     

钢纤维和膨胀剂对混凝土抗碳化和抗盐冻性能的影响

采用快速碳化试验和单面冻融试验,研究了在高水胶比下相同强度等级的普通混凝土(C40)、钢纤维混凝土(CF40)和掺膨胀剂混凝土(CP40)的抗碳化和抗盐冻性能.结果表明:三者14d的碳化深度大小顺序为CF40CP40C40,即钢纤维混凝土和掺膨胀剂混凝土的抗碳化性能均低于普通混凝土.对于三者抗盐冻性能,用不同评判指标得到的评判顺序不同:若用单位测试表面面积剥落物总质量评判,抗盐冻性能优劣次序为C40CF40CP40;若用相对动弹性模量评判,其优劣次序为CF40C40CP40.在不同评价指标下,掺膨胀剂混凝土的抗盐冻性能均低于普通混凝土和钢纤维混凝土,而钢纤维混凝土的抗盐冻性能高于或低于普通混凝土.     

浅析钢纤维对混凝土性能的影响

本文通过对钢纤维混凝土试块的试验,探求不同钢纤维体积率下的钢纤维混凝土物理性能的变化规律。通过试验得出钢纤维能明显提高混凝土试块的抗拉、抗压、抗剪强度以及提高混凝土的耐久性、抗冲击性和其他各项物理性能。     

钢纤维混凝土梁的试验研究

在普通混凝土中加入钢纤维,能提高混凝土的抗压强度、抗拉强度,能改善混凝土的脆性性质等力学性能。在钢筋混凝土梁中,加入钢纤维后,使梁在斜裂缝截面上的抗剪承载力有明显的增长。实验证明,用梁内配置钢箍和加入钢纤维的方法,在钢箍和钢纤维的共同作用下,达到提高抗剪承载力和改善混凝土的脆性性质 目的是可行的,也是可取的。     

基于正交试验的导电混凝土受拉性能研究

为探究钢纤维类型、钢纤维掺量、纳米炭黑掺量对导电混凝土力学性能的影响，设计了三因素四水平二指标共16种工况的正交试验，得到了各组试件的抗折强度与劈拉强度。通过对试验数据进行极差分析、方差分析、矩阵分析，得到结论：钢纤维类型对混凝土强度的影响较大，且剪切型钢纤维效果较好；钢纤维掺量对混凝土强度的影响呈先增加后降低的趋势，有明显拐点；在试验中纳米炭黑对混凝土力学性能影响不明显；当剪切型钢纤维掺量0.4%、纳米炭黑掺量0.75%时，混凝土抗折强度、劈拉强度达到最佳。     

钢纤维混凝土复合层路面材料的力学性能

研究了钢纤维掺量为0～2.0%时对C40混凝土的力学性能的影响,并研究了最优配合比条件下不同组合尺寸的复合式混凝土的力学性能及经济性.结果表明:钢纤维混凝土的抗压强度随钢纤维掺量增加而增大,在钢纤维掺量为1.5%时,抗压强度提高27%,弯拉强度提高50%;钢纤维的掺入使混凝土的荷载位移关系由弹性变形破坏为主转变为弹塑性变形破坏形式,混凝土路面易脆性断裂的不良性能得到改善;钢纤维掺量为1.5%的钢纤维混凝土与普通混凝土按照1∶3的厚度比例组合成的两层式复合钢纤维混凝土具有良好的强度、抗变形性能和经济效益.     

钢纤维混凝土在路面施工中的应用

钢纤维混凝土作为一种新型复合建筑材料，近年来在国内外得到了迅速的发展，与普通混凝土相比，它不仅能明显地改善结构的抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂的性能，而且可以大大增强断裂韧性和抗冲击性，显著提高结构的疲劳性能以及耐久性能，加之施工简便在交通土建工程中得到了广泛的应用。本文分析了钢纤维混凝土路面的优点和特殊要求，详细阐述了其施工工艺，供广大工程技术人员参考。     

钢纤维混凝土在路面维修中的应用

通过试验研究了掺加不同钢纤维时混凝土的力学性能,得出了常规混凝土路面材料中合理的钢纤维掺入率.结合工程实践,总结出钢纤维混凝土具有抗弯折、抗裂以及耐磨、耐冲击、韧性等优良性能,在道路工程新建、改扩建和维修时,是一种值得优先推广的新型路面结构材料.     

低掺量下钢纤维混凝土抗拉和抗折性能试验研究

为研究低掺量下钢纤维对混凝土劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响,以钢纤维体积掺量、钢纤维类型、混凝土基体强度等级为主要参数,进行了钢纤维混凝土立方体劈裂抗拉标准试验以及小梁抗折标准试验研究.结果表明:钢纤维的掺入对混凝土劈裂抗拉强度以及抗折强度有显著提高,钢纤维体积掺量为0.9%时,劈裂抗拉强度提高37%,抗折强度提高18%;钢纤维的掺入显著改善了混凝土抗拉及抗折破坏形态,试件破坏后整体性较好;波纹型钢纤维和端钩型钢纤维的劈裂抗拉性能及抗折性能要优于螺纹型钢纤维.     

预应力钢纤维混凝土梁斜截面抗裂试验与计算

为研究预应力技术对钢纤维混凝土抗裂性能的增强效果,通过无粘结预应力钢筋钢纤维混凝土简支梁斜截面抗裂性能试验,建立了无粘结预应力钢筋钢纤维混凝土简支梁斜截面抗裂承载力的计算公式;分析了钢纤维含量特征值与剪跨比等因素对无粘结预应力钢筋钢纤维混凝土简支梁斜截面开裂裂缝形态的影响;探讨了钢纤维含量特征值、剪跨比与有效预压力对预应力钢筋混凝土梁的影响程度与规律.研究表明,预应力与钢纤维可以有效提高钢筋混凝土梁的抗裂承载力.一定范围内,斜截面抗裂承载力随钢纤维体积分数和长径比的增大而提高;预应力可延迟剪跨区梁底弯曲裂缝的出现,减小斜裂缝的倾角,增大剪压区高度.     

钢纤维混凝土材料在旧混凝土路面修补工程中的应用

介绍了钢纤维混凝土材料在旧混凝土路面修补的情况,并在分析配比试验强度的基础上,通过某工程实例,证实钢纤维混凝土实际应用于旧混凝土路面修补工程的可行性。钢纤维混凝土是一种性能优良的新型复合材料。与普通混凝土相比,其抗拉、抗弯、抗裂及耐磨、耐冲击、耐疲劳、韧性等性能都有显著提高,它不仅可使面层减薄,缩缝间距加大,改善路面的使用性能,延长路面使用寿命,而且还可节省工程造价,缩短施工工期。     

钢纤维混凝土材料在旧混凝土路面修补工程中的应用

介绍了钢纤维混凝土材料在旧混凝土路面修补的情况,并在分析配比试验强度的基础上,通过某工程实例,证实钢纤维混凝土实际应用于旧混凝土路面修补工程的可行性。钢纤维混凝土是一种性能优良的新型复合材料。与普通混凝土相比,其抗拉、抗弯、抗裂及耐磨、耐冲击、耐疲劳、韧性等性能都有显著提高,它不仅可使面层减薄,缩缝间距加大,改善路面的使用性能,延长路面使用寿命,而且还可节省工程造价,缩短施工工期。