钢纤维混凝土性能与应用前景.docx

该【钢纤维混凝土性能与应用前景 】是由【碎碎念的折木】上传分享，文档一共【6】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【钢纤维混凝土性能与应用前景 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。钢纤维混凝土性能与应用前景
摘要：钢纤维混凝土具有较高的抗拉强度和断裂韧性、抗疲乏等性能, 简洁浇筑成型,适用于水利水电工程中的简单应力部位。
关键词：钢纤维混凝土性能
钢纤维混凝土就是在一般混凝土中掺入适量钢纤维而成的一种型复合材料,近年来在国内外得到快速。它抑制了混凝土抗拉强度低、极限延长率小、性脆等缺点,具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲乏、高韧性等性能,已在建筑、路桥、水工等工程领域得到应用。
一、钢纤维的根本性质
钢纤维的类型及特征参数
钢纤维按材质分,有一般碳钢钢纤维和不锈钢钢纤维,其中以一般钢钢纤维用量居多;按外形分有长直形、压痕形、波浪形、弯钩形、大头形、扭曲形;按截面外形分有圆形、矩形、月牙形及不规章形;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。
为满足钢纤维的增加效果与施工性能,通常承受钢纤维长度为 15～ 60mm,直径或等效直径为 ～,长径比为 30～100,纤维的体积掺量为 %～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。试验说明,由于一般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外形有关。
二、钢纤维混凝土的根本性能
国内外对钢纤维的作用机理和钢纤维混凝土的根本性能做了大量的, 现归纳如下
:
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进展。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一般混凝土相比具有一系列优越的物理和力学性能。

这是钢纤维混凝土具有优越性的重要标志。、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%。
具有卓越的抗冲击性能
材料抵抗冲击或震惊荷载作用的性能,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。
收缩性能明显改善
在通常的纤维掺量下,钢纤维混凝土较一般混凝土的收缩值降低 7%～
9%。
抗疲乏性能显著提高
钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲乏性能比一般混凝土都有较大改善。当掺有 %钢纤维抗弯疲乏寿命为 1 某 106 次时,应力比为 ,而一般混凝土仅为 ;当掺有 2%钢纤维混凝土抗压疲乏寿命达 2 某 106 次时,应力比为 ,而一般混凝土仅为 。
耐久性能显著提高
钢纤维混凝土除抗渗性能与一般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。掺有 %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%,而其他条件一样的一般混凝土却下降 60% 以上,经过 200 次冻融循环,钢纤维混凝土试件仍保持完好。掺量为 1%、强度等级为 CF35 的钢纤维混凝土耐磨损失比一般混凝土降低 30%。掺有 2% 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 5mm,只有表层的钢纤维产生锈斑,内部钢纤维未锈蚀,不像一般钢筋混凝土中钢筋锈蚀后,锈蚀层体积膨胀而将混凝土胀裂。
三、钢纤维混凝土设计与施工规程说明
我国于 1996 年出版了《钢纤维混凝土试验》CECS13:89 和《钢纤维混凝土构造设计与施工规程》CECS38:92,但本规程只对钢纤维混凝土构造不同于混凝土构造设计与施工的特地要求作出规定。在进展钢纤维混凝土
构造设计和施工时,尚应与《水工钢筋混凝土构造设计标准》SL/T191-96 和《水工混凝土施工标准》DL/T5144-2025 协作使用。
四、
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承受喷射钢纤维混凝土衬砌,使围岩能在较大程度上发挥作用,削减了衬砌厚度,由原来的钢筋混凝土衬砌厚度 500mm 减至钢纤维混凝土喷衬厚度 60mm,省去了钢筋加工和绑扎工程量,同时不需立模和回填灌浆,造价由每延米 1175 元减至398 元,施工工作量削减 3/4。工程至今正常运行。
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, 可用于低压输水管、蓄水池、地下室防渗等工程。而在储水和防渗构造中钢纤维混凝土可作防水层,有时也可兼作构造层代替钢筋混凝土。如浙江省余姚岭水库混凝土坝面屡次消灭裂缝、下游面局部消灭渗水,在混凝土面层承受喷射钢纤维混凝土,厚度 50mm,到达了防渗效果,与高频振荡钢丝网水泥砂浆防渗面板相比,具有工艺简洁、施工便利、造价低等优点。
高速水流冲刷磨损部位
钢纤维混凝土具有较高的抗冲磨、抗气蚀力量,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。如:大渡河支流南桠河石棉二级电站,该电站是引水式径流电站,1965 年建成发电。当年汛期后,冲砂闸底板和护坦被冲成深槽,最深处达 ,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、呋喃混凝土进展修补加固比照试验,除环氧混凝土在一个汛期内磨损 10～50mm 外(后来也被冲垮了),其余材料不到一个汛期全部被砸碎冲掉。1977 年在毁害处承受硅锰渣铸石板、改性环氧砂浆、胶乳水泥砂浆、MC 尼龙板、高强混凝土、钢纤维混凝土等材料进展补强试验,结果说明钢纤维混凝土是较好的抗冲耐磨材料。
处于腐蚀环境中的构件
动力荷载作用部位和抗震构造节点
由于钢纤维混凝土具有较高的抗拉强度、断裂韧性和抗疲乏等性能, 因此,可用于承受动力荷载的机墩、抗震构造的框架节点等部位。
简单应力部位
钢纤维混凝土中的钢纤维一般呈三维乱向分布,沿每个方向都有增加和增韧作用。钢纤维对混凝土构造简单应力区增加是格外有利的,而且简洁浇筑成型,比钢筋更能适应各种简单的构造形式。此外,钢纤维限制混凝土裂缝的作用也是钢筋不能相比的。因此,可用于大坝内廊道、泄水孔等孔口简单应力区和牛腿等受弯构件的抗剪以及板的抗冲切部位等。
局部应用钢纤维混凝土的水利水电工程
浙江省淳安县河村水库泄洪洞支护,浙江省文成县百丈际水电站引水隧洞、葛洲坝二江泄水闸、三门峡泄水排砂底孔、贵州乌江渡水电站、江西大港水电站的工程修补,湖南省永川市向阻坝渡槽局部槽身加强,浙江省
玉环县四海闸闸槽二期,三峡临时船闸闸槽二期,杭州市德胜坝闸门门体等。钢纤维混凝土在以上工程应用均取得良好效果。
五、结语
①钢纤维混凝土的优越性能及在水利水电工程中成功的应用说明:钢纤维混凝土不但可以解决钢筋混凝土难以解决的裂缝、耐久性等,而且用于输水隧洞等工程可以大幅度降低造价。因此,钢纤维混凝土在水利水电工程中具有宽阔应用前景。
②钢纤维混凝土在应用中主要的问题是钢纤维生产本钱较高,造成钢纤维混凝土初始造价较高。为了使钢纤维混凝土得到广泛应用,一方面,应努力降低钢纤维生产本钱从而降低钢纤维混凝土的造价;另一方面,在应用时,不应只计一次性投资,而应考虑钢纤维混凝土的优越使用性能、较低的修理费和使用寿命延长等综合效益。
赵国藩,彭少民,:建筑出版社
,.

,1990.
:全国第四届纤维水泥与纤维混凝土学术会谈论文集
,1992.
小林一辅著,
.1984.