钢纤维混凝土
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钢纤维混凝土范文第1篇
1、硬度高。
2、抗风化能力强。
3、抗冲击能力强。
钢纤维混凝土范文第2篇
关 键 词：断裂韧度 钢纤维混凝土 裂纹扩展 叠加原理
1、钢纤维混凝土概述
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。
2、断裂判据
在工程中通常是通过判断结构构件应力是否超过了其材料的容许应力值来判定结构是否失效，而针对开裂破坏的结构，由于裂纹尖端处的应力场存在奇异性，这种判断依据就失效了，通常可以采用应力强度因子作为理论判据进行判定。
3、应力强度因子求解
3.1 数学物理模型建立
现在采用混凝土薄板为例进行讨论。假设该钢纤维混凝土板的破坏是在材料的线弹性范围内，且符合平面应力条件，在研究微小裂纹时可近似为无限宽板，钢纤维混凝土模型局部微小裂纹如图1所示：
研究表明，裂纹扩展遇到钢纤维时会绕过纤维向前继续扩张，当钢纤维处裂缝宽度变大时，由于钢纤维和混凝土之间应当满足变形协调关系，钢纤维周围裂缝边界处混凝土将发生小范围剥落，并产生纵向伸长的拉应变，从而对裂缝产生一组使裂缝闭合的集中力，将该力沿水平和纵向分解，整体受力如图2所示：
3.1.1 椭圆孔上无边界力情况下应力强度因子求解
3.1.2 椭圆孔上边界力情况下应力强度因子求解
在裂纹面上z=d处的上下面上作用一对等大反向集中力R=P+Q，边界力示意图如图2所示。通过变换函数 映射到 平面上进行简化求解。
3.1.3 叠加原理
由于线弹性断裂力学方法是建立在弹性基础上，故可通过线性累加每种类型载荷所产生的应力强度因子来确定一种以上的载荷对裂纹尖端应力场的影响。
4、讨论
从上式可以看出在钢纤维的作用下，应力强度因子增加了负项，也就是钢纤维提供的断裂韧度，因为该项的存在，裂纹端部的应力强度因子显著减小。由于变形协调，钢纤维在裂缝扩展过程中随着裂纹的张开被拉伸，假设裂纹宽度为 ，钢纤维与混凝土之间的剥落总长度为 ，则钢纤维的拉应变
从而钢纤维提供的拉力R= ，其中E为钢纤维的弹性模量，A为钢纤维截面积。也就是说决定拉力R大小的就是钢纤维的应变 ，在相同裂纹宽度 情况下，若剥落长度 越小，则产生的拉力愈大。剥落长度 值是由钢纤维的嵌固作用决定的，因此在钢纤维体积相同的前提下，增大钢纤维长细比就能增加钢纤维与混凝土之间总的有效接触面积和嵌固深度，且将钢纤维端部弯曲也能有效增加嵌固作用，从而大幅减小混凝土裂纹端部的应力强度因子。当应力强度因子降低到断裂韧度 ，裂纹将停止扩展。
5、结论
1） 增加纤维的粘结长度（即增加长径比）、改善基体对钢纤维的粘结性能、改善纤维的形状、增加纤维与基体间的摩阻和咬合力可以有效提高混凝土的断裂韧性。
2） 该篇文章中所阐述的是钢纤维混凝土的工作机理，实际上是可以应用于其他各种纤维混凝土以至于其他材料添加纤维的工作情况。
6、参考文献
[1] 洪起超. 工程断裂力学基础[M]. 上海：上海交通大学出版社，1986
钢纤维混凝土范文第3篇
【关键词】钢纤维混凝土拌和浇筑
钢纤维混凝土（Steel fiber reinforced concrete 简称SFRC）是最近20年发展起来的一种复合型材料，具有良好的性能。应用于道路路面工程，可以充分发挥其弯拉强度高，抗裂，抗疲劳， 耐磨，抗冲击性能好的特点，可取代钢筋,减薄道面厚度，加大缩缝间距，缩短施工周期，提高工程质量,降低工程维修费用，延长工程使用寿命。铣削钢纤维道面混凝土具有普通混凝土一样的施工性能，即使钢纤维在混凝土中掺量达到120千克/立方米时，也能分布均匀，不结团，并能满足商品混凝土搅拌站组织生产和现场泵送施工要求。铣销钢纤维混凝土具有良好的材料性能，与普通混凝土相比，其抗压1强度提高5%到20%；弯拉强度提高20%-50%；抗拉强度提高20%到40%；耐磨性能提高约40%。在人工快速试验条件下，铣销钢纤维掺量为30千克/立方米时，收缩裂缝的总量是参比试件的40%到50%，在冲击荷载作用下，铣销钢纤维混凝土的抗裂性能是普通混凝土的3到4倍，当疲劳次数为100万次时，其弯拉强度是普通混凝土的1.62到2.5倍。
一、 钢纤维混凝土的性能及应用
钢纤维混凝土强度主要取决于基体强度（fm），纤维的长径比（lf/df），纤维的体积率（ρf），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的影响（η），钢纤维混凝土的强度ff，半经验半理论公式如下：
ff＝F（fm；lfdf•f•ρf•τ•η）
钢纤维混凝土因其优良的力学性能，可以减薄铺装层厚度并相应降低标高；不设或少设纵缝、横向缩缝提高了路面性能和行车舒适性，延长路面使用寿命，减少维护费用等诸多优点。
钢纤维混凝土在旧路基上使用，在充分利用其优越的性能同时还能减少铺装后厚度，满足标高限制时使用，提高抗冻、美观等作用。
二、 工程概况
甬（宁波）－金（金华）高速公路义乌段岩坑尖隧道群的长隧道内路面，原设计为水泥砼路面，但考虑到隧道外为沥青砼路面，汽车在两种路面上行驶时因摩擦系数发生改变，容易发生交通事故。最后经过专家论证，采用20cm钢纤维混凝土加4cm沥青砼的复合路面，以保证路面的强度、舒适和安全等要求。
1、 配合比确定：由于本工程为高速公路，交通比较繁重，要求混凝土具有较高的抗弯拉抗折、抗疲劳强度。经专家、设计等多方决定采用抗压强度40Mpa，抗折强度为7Mpa，20cm厚的钢纤维混凝土路面，实际施工配合比确定为：水泥∶水∶砂子∶石子∶钢纤维=1∶0.48∶2.5∶2.05∶0.219。
2、 材料选用：钢纤维混凝土用水泥为525号普通硅酸盐水泥。石子粒径5～15mm，含泥量
三、 下承层准备
将找平层上的杂物清理干净，对过高的部分进行凿除，然后对路面进行清洗，并进行测量放样、立模。
四、 混合料拌和及运输
钢纤维砼拌和料中，由于掺入一定量的钢纤维，构成为水、分散粘体和短线体的材料体系，其性能与普通混凝土有较大变化。为使钢纤维在混凝土中分散均匀，采用二次投料三次搅拌法。先将石子和钢纤维干拌1min，加入砂子、水泥再干拌1min，最后注水搅拌。总搅拌时间不超过6min，超搅拌会形成湿纤维团。每次搅拌量应在搅拌机公称容量的1／3以下为宜。
混凝土运输采用自卸运输车，运至施工地点进行浇筑时的卸料高度不应超过1.5m，以防混凝土离析。
五、 钢纤维混凝土浇筑
模板采用12号角钢支设，并应支设稳固，接头紧密平顺，不得有离缝、错茬、不平等现象。模板面应涂隔离剂，模板与基层在浇筑前应洒水湿润。
钢纤维混凝土采用人工摊铺。摊铺后用平板振动器振捣，振捣的持续时间应以混凝土停止下沉，不再冒气泡并泛出水泥浆为准，且不宜过振。振捣时辅以人工找平，并随时检查模板，如有下沉、变形或松动，应及时纠正。
混凝土整平采用振动梁振捣拖平，再用铁滚筒进一步整平，不得有钢纤维外露现象，做面分两次进行，先找平抹平，待混凝土表面无泌水时，再做第2次抹平，抹平后沿模坡方向拉毛，拉毛深度1～2mm。
钢纤维混凝土路面设有多种接缝。胀缝与路中心线垂直，缝壁必须垂直，缝隙宽度必须一致，缝中不得连浆，缝隙内应浇灌填缝料，并设置传力杆和拉杆。当混凝土达到强度25%～30%时，采用切缝机进行缩缝切割，切缝深3cm，缩缝每16m设置一道。
施工缝位置宜与胀缝或缩缝设计位置吻合，施工缝应与路中心线垂直，并设置传力杆。
对已浇混凝土板的纵缝缝壁涂刷沥青，浇筑邻板与其形成平头缝，纵缝不设传力杆。对胀缝、缩缝均采用10号石油沥青，灌式填缝。
混凝土做面完毕后，应及时采用湿法养护；终凝后覆盖草袋，每天均匀洒水，保持潮湿状态，养护14～21d。
钢纤维混凝土范文第4篇
Abstract: Along with the development of market economy, China's urbanization process accelerates. Chinese infrastructure construction is gradually increasing, road and bridge projects construction increases, and the demand for building materials to road and bridge projects bwcomes higher and higher. Steel fiber reinforced concrete as a new type of composite material, can effectively enhance the construction of concrete tensile, flexural and impact performance. This paper briefly outlines the basic concepts and performance of steel fiber reinforced concrete, deeply discusses the specific applications of steel fiber reinforced concrete in road and bridge engineering, and briefly introduces construction technology of steel fiber reinforced concrete for reference.
关键词:钢纤维混凝土;施工工艺
Key words: steel fiber reinforced concrete;construction technology
中图分类号:TU37 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)23-0063-01
1钢纤维混凝土概述
随着我国城市化建设的迅速发展,我国居民对建筑工程质量要求越来越高,为了增强混凝土的强度,在工程施工中一般在普通的混凝土中加入一定量的钢纤维混合成钢纤维混凝土,以此来改善混凝土的拉伸强度,增加其承载能力,钢纤维混凝土在我国的基础建设工程中已经得到了广泛应用。
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。
钢纤维混凝土(简称SFRC)是指把占混凝土体积的1%～2%的,直径为0.3～0.6mm、长度为20mm,40mm的短钢纤维均匀地混合到混凝土中,可以是特定方向也可以是随机的方向。新形成的混凝土便是钢纤维混凝土,根据掺入的钢纤维的加工工艺的不同,钢纤维混凝土主要可以分为四种,其中冷拔型钢纤维抗拉强度最高,性能最好。根据纤维增强机理的各种理论,诸如纤维间距理论、复合材料理论和微观断裂理论,以及大量的试验数据的分析,可以确定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l/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。
钢纤维混凝土主要是通过取代建筑工程中的钢筋,减小构件的截面尺寸或减小路面的厚度,调整伸缩的缝间距等来提高路桥工程的质量,有效地缩短工期,降低路桥工程的造价,保证其较长的使用寿命。
2钢纤维混凝土在路桥工程中的具体应用
2.1 在路面工程中的应用钢纤维混凝土在路面工程中应用时,主要是通过减少路面的铺设厚度,少设缝隙,提高路面的耐磨性等来提高路面的使用寿命,从具体的应用来看,主要包括两个方面的应用,一方面是钢纤维混凝土在新建路面工程中的应用,另一方面是钢纤维混凝土在罩面修补路面中的应用。在新建路面的工程中,采用钢纤维混凝土,减小路面的厚度,保证双车道路面不设纵缝,增加路面的使用寿命。在罩面修补路面中,可以采用结合式罩面面层与旧混凝土相互粘结为一整体,共同发挥结构的整体强度作用。也可以采用分离式罩面层,在中间设置一个隔离层,各层独立发挥作用。
2.2 在桥梁工程中的应用钢纤维混凝土一般在桥梁工程中应用于以下几个方面,在桥面铺装上,可以利用钢纤维混凝土达到上述道路工程的效果,有效改善桥梁的受力情况,在桥梁结构的局部加固方面,可以采用转子Ⅱ型喷射机喷射5~20cm钢纤维混凝土以满足结构的整体性和抗震性要求。
2.3 在隧道工程中的应用在隧道工程中采用钢纤维混凝土,一般是通过钢纤维混凝土对隧道进行支护加固,可以有效的加强隧道结构的整体性,增强其承载能力,同时在隧道工程中,可以采用钢纤维混凝土减少隧道的衬砌结构厚度,增强隧道的抗震能力,减少隧道的开挖数量,降低隧道工程的成本,增强隧道工程的经济效益。
3施工中应注意的问题
钢纤维混凝土因其低成本和有效提升混凝土强度的作用,在路桥工程上应用广泛。钢纤维的分布是否均匀对钢纤维混凝土的工程质量有很大的影响。为了保证钢纤维混凝土发挥出其应有的作用,在施工中,除了依据混凝土的施工规范进行施工外,还要关注以下几个方面:
3.1 施工流程中需要注意的将钢纤维放入搅拌机与混凝土搅拌在一起时,必须要先通过分散机,采用分级投料,按照砂、钢纤维、碎石的次序,先干后湿,进行搅拌,避免出现结团现象。同时在进行钢纤维混凝土浇注时必须连续保持连续进行,振捣时使用平板振动器振捣成型,并将振捣过的混凝土表面压平,避免钢纤维外露。
3.2 施工工具方面在钢纤维混凝土施工时要避免搅拌机的超负荷工作,一般在进行钢纤维混凝土施工中采用的工具是强制式搅拌机。在钢纤维混凝土工程即将完工时,可以采用摊铺机将其做成整幅式。
4结语
随着我国城市化建设的深入发展,路桥工程作为城市基础建设的重要组成部分,将会逐步增加,钢纤维混凝土作为新型的混凝土符合材料,可以提高混凝土的强度,降低路桥工程成本,可以预见,其将会在路桥工程中广泛使用,同时随着生产方法的成熟和生产技术的改进,钢纤维混凝土的成本将逐渐降低,因此其应用范围将进一步拓宽,在具体的施工过程中,一定要严格按照混凝土的施工规范进行指导操作,保证钢纤维混凝土最大效用的发挥。
参考文献:
[1]徐平.钢纤维聚合物混凝土机床基础件静动态力学性能及损伤机理研究[D]. 辽宁工程技术大学,2006 .
[2]范小春.层布式钢纤维混凝土基本性能与应用研究[D].武汉理工大学, 2008.
[3]郭艳华.钢纤维混凝土增韧性能研究及韧性特征在地下结构计算中的应用[D].西南交通大学,2008.
钢纤维混凝土范文第5篇
【关键词】道路桥梁；钢纤维；混凝土；应用
随着科技水平的提高，国家和人民对道路桥梁的施工质量提出了更高的要求，道路桥梁的施工技术和工艺水平在不断提高，钢纤维混凝土作为一种新型的水泥基复合材料具有良好的力学性能，因此广泛应用于道路桥梁施工中。钢纤维混凝土与一般混凝土相比，抗剪性能和受力强度等都比较高，将适量的钢纤维掺入到混凝土中，能够改善混凝土的承载能力和拉伸强度，进一步延长道路桥梁的使用寿命。
1 钢纤维混凝土的性能概况
1.1 钢纤维增强混凝土强度机理
混凝土是道路桥梁施工中主要的原材料之一，混凝土裂缝问题是道路桥梁施工的主要问题，经过长时间的重力承载，混凝土路面或桥梁往往容易产生裂缝现象，影响到道路桥梁的使用寿命，也为道路桥梁的安全问题带来隐患。近几年来，钢纤维混凝土的应用受到施工单位的青睐，钢纤维在混凝土中的主要作用是有效控制道路桥梁在外力作用下集体中裂缝的扩展。道路桥梁在运行使用过程中，路桥的水泥基料是外力的主要承受者，容易在受荷初期发生开裂现象，这时横跨于裂缝中的钢纤维就会代替基料，成为主要的外力承受者。如果钢纤维掺入的体积大于规定的一个临界值，这种钢纤维混凝土混合材料可以继续承受较高的荷载，这时复合材料将会产生一定的变形，长时间超负荷使用，钢纤维就会从基料中拔出或者是在基料中被拉断，从而导致复合材料受到破坏。
1.2 钢纤维混凝土的基本性能
钢纤维混凝土不同于普通的混凝土，它是在普通的混凝土中，混入一定量呈均匀分布状态的钢纤维，通过硬化加工制成钢纤维混凝土，这种混凝土具有比较优越的基本性能，比普通混凝土更为耐用，因此广泛应用于道路桥梁施工建设中。钢纤维混凝土的抗压能力较强，自身具有的抗弯、抗拉强度比较高，将一定量的钢纤维混入普通混凝土中，能够提高混凝土的极限抗压强度，其中单轴抗拉强度能够提高一半左右，抗弯极限强度能够提高百分之五十至百分之一百五。钢纤维混凝土的强度与重量的比值大于普通混凝土，具有较好的抗冲击性能，在普通混凝土中掺入的钢纤维量在0.8%～2.0%的范围中，混凝土的冲击韧性指标能够提高将近100倍，甚至超过100倍。钢纤维混凝土具有较强的抗剪性能，能够抑制由于温度因素产生的裂缝的扩展，抗裂性能较好。此外，钢纤维混凝土的变形性能得到明显增强，对于混凝土长期收缩变形的影响较大，可以降低混凝土的收缩率，提高混凝土的抗拉弹性模量，其耐磨性能和抗冻性能也优于普通混凝土。
2 道路桥梁施工中钢纤维混凝土的应用
由于钢纤维混凝土具有诸多优良的性能，已经广泛应用于道路桥梁施工中。钢纤维混凝土的基本性能会受到一定因素的影响，例如钢纤维的类型、掺入含量、长径比以及掺杂的粗骨料的最大粒径等都会影响到钢纤维混凝土的性能，其中，最主要的影响因素是钢纤维的类型、掺入量和长径比。将钢纤维混凝土应用于道路施工建设中，面层板通常比较薄，还会受到地下排水情况的影响，因此，在施工过程中，施工人员要认识到钢纤维混凝土性能的影响因素，严格执行各项施工标准，避免钢纤维混凝土的性能受到影响。
2.1 道路施工中钢纤维混凝土的应用
道路施工中应用钢纤维混凝土，不用设置或者可以少设纵缝，铺装厚度较薄，具有良好的冻融性和耐磨性等，能够进一步延长道路路面的使用寿命，因此在道路施工中应用较为广泛。道路施工中应用钢纤维混凝土，有以下几种应用情况：新建全截面钢纤维混凝土路面，这种混凝土路面的厚度与普通混凝土路面相比较薄，相当于普通混凝土厚度的一半以上，在混凝土中掺入的钢纤维含量为0.8%～1.2%，这种路面的双车道路面横缝间距一般设为二十米到三十米之间，量长为五米米，一般情况下可以不必设置纵缝。新建复合式钢纤维混凝土路面，这种路面分为双层式路面和三层式复合路面，双层式路面是指将全部厚度的50%左右的钢纤维混凝土铺设在普通全路面板厚度的表面；三层式复合路面是指在普通混凝土层的上下两层都铺设上钢纤维混凝土，这种施工方案较为复杂，适用于机械化铺设条件比较高的地区。在碾压混凝土中置于钢纤维，可以增强混凝土路面的韧性，提高路面强度，增强结构的力学性能。
2.2 桥梁施工中钢纤维混凝土的应用
在桥梁施工中应用钢纤维混凝土，包括以下几种应用情况：首先，在桥面铺装层采用钢纤维混凝土，能够增强桥梁的抗裂性，提高桥面的耐久性和舒适性，进一步提高桥梁的抗折强度，强化桥体的刚度，将钢纤维混凝土应用到桥梁中，通过减小铺装厚度，可以减轻桥体结构的重量，改善桥梁受力状况。其次，将钢纤维混凝土应用到桥梁墩台等结构，可以起到局部结构的加固作用，利用喷射机将钢纤维混凝土喷射到桥面板裂缝及桥梁墩台部位，也可以喷射到表层剥落损坏的部位，不仅能够加固桥梁结构，还能够提高桥体的抗震性。加固局部结构的混凝土材料采用的钢纤维类型为剪切钢纤维，含量大约为百分之一左右，利用硫铝酸盐快硬水泥和TS速凝剂来提高桥梁的抗裂性能。将钢纤维混凝土应用到钢筋混凝土桩的加强工序中，能够大大提高桩的穿透力，减少锤击次数，有效提高打击速度。一般情况下，钢纤维混凝土应用于桩顶和桩尖部位，用来增强桩顶的抗冲击韧性，增强桩尖的入土能力。除此之外，钢纤维混凝土还可以用于衬砌隧道和边坡防护加固，能够避免隧道渗漏，进一步增强桥梁结构的整体性。
3 结语
总而言之，随着科学技术水平的不断提高，钢纤维混凝土的应用技术也在不断改善，施工单位在施工过程中应当合理应用钢纤维混凝土的应用技术，认识到钢纤维混凝土性能的影响因素，有效将基础理论与实际施工结合在一起，提高道路桥梁的施工质量，在保证施工质量的前提下节约建设成本，为道路桥梁施工工程带来更多的经济效益。
参考文献：
[1]黄承逵，赵国藩.钢纤维混凝土设计强度的计算模式[J].大连理工大学学报，2001（22）.
[2]邓宗才，何唯平，孙成栋.聚丙烯腈纤维增强水泥混凝土的抗弯性能[J].公路，2004 （02）.
