钢纤维混凝土的基本性能及工程应用
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。
钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的应用
钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的应用钢纤维混凝土是一种利用钢纤维增强的混凝土材料,具有高强度、抗冲击、耐久性和耐磨损等优点,广泛应用于道路、桥梁、隧道等工程中。
钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的应用,能够提高工程质量,延长使用寿命,减少维护成本,具有重要的工程意义。
本文将重点介绍钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的应用,以期为相关领域的工程施工提供参考和借鉴。
一、钢纤维混凝土在路桥工程中的优势1.1 高强度钢纤维混凝土相比于普通混凝土具有更高的抗拉强度和抗压强度,能够承受更大的荷载和压力,适用于需要承载大量车辆和行人的路桥工程。
1.2 抗冲击钢纤维混凝土的韧性和抗冲击性能较好,能够有效抵御车辆碰撞和外部冲击带来的损坏,保障道路和桥梁的安全性。
1.3 耐久性钢纤维混凝土具有较长的使用寿命,能够抵御自然环境因素的侵蚀和破坏,减少日常维护和修缮的次数,降低工程维护成本。
1.4 耐磨损钢纤维混凝土表面平整,耐磨损性能优秀,能够在长期车辆行驶和行人行走的情况下保持较好的使用状态,延长道路和桥梁的使用寿命。
2.1 配合设计在路桥工程中,施工前需要根据具体工程要求和条件,进行钢纤维混凝土的配合设计。
通过控制混凝土配比、纤维掺量和混凝土材料的选择,确保钢纤维混凝土的性能符合工程要求。
2.2 施工工艺钢纤维混凝土在路桥工程中的施工工艺需要严格控制,包括混凝土搅拌、浇筑、养护等环节。
在混凝土搅拌过程中,需要确保钢纤维的均匀分散和混凝土的流动性,以保证混凝土的密实性和强度,提高工程质量。
钢纤维混凝土施工过程中需要使用适当的施工设备,如混凝土搅拌机、输送泵、振捣器等。
通过设备的使用,能够提高施工效率,保证施工质量。
2.4 质量控制在钢纤维混凝土施工过程中,需要加强施工质量的控制。
包括施工现场的管理、材料的检测、施工过程的监控等方面,确保施工质量达标,工程安全。
钢纤维混凝土施工过程中,需要关注施工环境的影响。
在施工现场周围采取合理的环境保护措施,减少灰尘、污染对周边环境的影响,保护周边生态环境。
混凝土钢纤维原理的详解
混凝土钢纤维原理的详解混凝土钢纤维是一种新型的混凝土增强材料,它在混凝土中添加了一定比例的钢纤维,能够提升混凝土的抗拉强度、抗裂性能和耐久性,同时还能改善混凝土的变形能力和抗冲击性能。
本文将对混凝土钢纤维的工作原理进行详解,并探讨其在建筑工程中的应用。
一、混凝土钢纤维的类型及特点1. 钢纤维类型:(1)钢丝纤维:钢丝纤维通常为圆形或扁平断面,具有优异的抗拉强度和弯曲性能,适用于增强混凝土的抗裂性能;(2)钢纤维束:由多股钢丝组成,具有较高的抗拉强度和抗弯曲性能,适用于增强混凝土的抗冲击性能;(3)钢纤维板:由薄钢板切割而成,具有出色的抗弯曲能力和承载能力,适用于加强混凝土结构的强度和刚度。
2. 钢纤维特点:(1)高强度:钢纤维具有较高的抗拉强度和弯曲性能,能够有效提升混凝土的抗拉强度和抗裂性能,延缓微裂缝的扩展;(2)耐腐蚀:钢纤维表面经过特殊处理,能够抵抗混凝土中的碱性环境和氯离子侵蚀,延缓钢纤维的腐蚀速度;(3)耐久性:钢纤维具有良好的耐久性,能够长期保持在混凝土中的机械性能,提高混凝土的使用寿命。
二、混凝土钢纤维的工作原理混凝土钢纤维通过与水泥砂浆中的水化产物和骨料之间的相互作用,发挥以下作用:1. 阻止裂缝扩展:钢纤维均匀分散在混凝土中,通过相互交织形成的网络结构,能够阻止裂缝的扩展,提高混凝土的抗裂性能和韧性;2. 抵抗抗拉力:钢纤维的高强度能够吸收混凝土中的拉应力,形成内聚力,提高混凝土的抗拉强度和抗冲击性能;3. 增加抗压能力:钢纤维通过填充混凝土骨料间的孔隙空隙,改善混凝土的密实性和紧密性,提高抗压能力;4. 分散冲击能量:钢纤维能够分散冲击荷载,减少裂缝的产生和扩展,提升混凝土的抗冲击性能。
三、混凝土钢纤维的应用混凝土钢纤维在建筑工程中具有广泛的应用领域,包括以下几个方面:1. 防裂抗渗:钢纤维可以有效改善混凝土的抗渗性,防止水分渗透和饱和,提高混凝土结构的防水性能;2. 抗震抗冲击:钢纤维能够提高混凝土的韧性和抗冲击性能,减少裂缝的产生和扩展,提升结构的抗震能力;3. 增强承载能力:钢纤维能够提高混凝土的强度和刚度,增强混凝土结构的承载能力,适用于大跨度结构和重载结构等;4. 防火耐高温:钢纤维能够提升混凝土的耐火性能,减缓混凝土的变形和开裂,延长结构的耐火时间。
C50钢纤维混凝土的优势和施工要点
引言概述:C50钢纤维混凝土是一种具有优异性能和特点的新型建筑材料。
它是通过在混凝土中添加一定比例的钢纤维而形成的复合材料。
C50钢纤维混凝土不仅具有传统混凝土的强度和耐久性,还具有钢纤维的增强作用,从而进一步提高了其抗压、抗拉和抗冲击性能。
正文内容:1. C50钢纤维混凝土的优势1.1 抗折性能:钢纤维的加入可以提高混凝土的抗折性能,有效抑制裂缝的发展,并增加混凝土的抗震性能。
1.2 抗冲击性能:C50钢纤维混凝土具有良好的抗冲击性能,能够承受冲击载荷,并降低结构受损的风险。
1.3 耐久性:钢纤维的加入可以有效提高混凝土的耐久性,延长结构的使用寿命,降低维护成本。
1.4 抗渗透性:C50钢纤维混凝土具有较低的渗透性,能够有效抵抗外界侵蚀,提高建筑物的防水性能。
1.5 施工便利性:C50钢纤维混凝土的施工相对简单,相比于传统混凝土,不需要进行钢筋的布置,节省了施工时间和成本。
2. 施工要点2.1 材料准备:合理选择钢纤维和混凝土材料,确保其质量符合标准要求,并进行有效的试验验证。
2.2 配合比设计:根据工程要求和使用环境,合理设计混凝土的配合比,控制材料用量,确保混凝土的各项性能达到设计要求。
2.3 施工工艺:采用适当的施工工艺,确保混凝土的浇筑均匀,充分振捣,排除内部空洞和夹杂物,提高混凝土的密实性和均一性。
2.4 成型和养护:根据结构要求和养护规范,进行合理的成型和养护,保证混凝土的强度和耐久性。
2.5 质量控制:建立健全的质量控制体系,严格按照施工规范和质量验收标准进行监控和检测,确保施工质量符合要求。
3. C50钢纤维混凝土在工程应用中的案例3.1 高速公路桥梁:C50钢纤维混凝土可以有效提高桥梁的抗震性能和耐久性,降低维护成本。
3.2 隧道工程:C50钢纤维混凝土能够增加隧道的抗火性能和抗冲击性能,提高隧道的安全性。
3.3 商业建筑:C50钢纤维混凝土具有优异的抗折性能和耐久性,适用于商业建筑的地下室和地面结构。
钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用
钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用随着城市化进程的加快,交通建设工程的数量也日益增加。
而道路和桥梁作为城市交通建设中的核心配套设施,其建设质量和安全性显得尤为重要。
钢纤维混凝土技术是目前国际上应用广泛的新型材料技术,其优异的力学性能和应用效果在道路桥梁施工中发挥着重要作用。
一、钢纤维混凝土的介绍钢纤维混凝土是以水泥、砂、石料和钢纤维为主要原料制成的混合材料,具有耐久性强、抗裂抗震等特点。
相对于传统的混凝土材料,通常在施工中,通过加入适当比例的钢纤维,能够弥补混凝土中的缺陷,提高材料的综合性能。
1. 提高道路桥梁的强度和稳定性在以前的道路桥梁工程中,主要采用钢筋混凝土来加强水泥基底层的稳定性。
而在钢纤维混凝土技术的应用下,通过将适当比例的钢纤维加入到混凝土中,能够有效地增加混凝土结构体的强度和稳定性,具有增强道路桥梁基底层耐久性的功能,有效提高了道路桥梁的耐久性。
2. 提高施工效率钢纤维混凝土作为新型材料技术,其施工过程与传统混凝土相比更加便捷和高效。
在工程施工中,可以通过机械化设备进行混凝土的浇筑和压实,省去了传统工程中多次搅拌、浇筑和压实等多个工序,降低了工程施工难度和人力物力成本。
3. 提高道路桥梁的防盗能力在建筑工程中,防盗问题一直是一个值得关注的问题。
对于一些人们熙熙攘攘的市区道路桥梁建设,盗窃现象更为不可避免,一些未成型的混凝土材料常常成为盗窃的目标。
而钢纤维混凝土材料具有较好的防盗性能,不易被盗窃,从而降低了道路桥梁建设中的安全风险。
4. 保护环境相比于传统混凝土工程,钢纤维混凝土技术的施工过程中,不需要使用过多的水泥,减少了对大气环境的污染。
此外,因为钢纤维混凝土的强度更高,在工程使用中时长更长,减少了维修更换的频率,从而节约了资源和能源,对环境友好。
三、总结钢纤维混凝土技术是一种非常优秀的新型材料技术,具有很好的机械性能和施工效果,能够提高道路桥梁的强度、稳定性和耐久性,保障城市交通建设的安全性和效率,降低施工成本,保护环境,具有广阔的应用前景。
钢纤维混凝土工程特性及在工程中的应用
杨 龙
中铁五局集团路桥工程有限公司(1 5 ) 51 8 4
摘 要 : 绍 了铜 纤 维 混 凝 土 的基 本 力 学 性 能 及 其 影 响 因 素 , 绍 了其 在 隧 道 、 面 、 枕 以及 水 3 建 筑 等领 介 介 路 轨 -
其 劈 拉 强 度 主要 受 纤 维 含 量 特 征 参 数 的影 响 。 121纤 维 体 积 率 对 劈 拉 强 度 的 影 响 __ 对 于普 通 混凝 土, 的 开 裂 荷 载 与极 限荷 载 几 乎 同时 发 它 生, 而纤 维 混 凝 土 往 往 在 初 裂 荷 载 出 现 后 , 载 还 能上 升 一 荷 段 , 大 荷 载 出 现 时 已有 可 见 裂 缝 存 在 , 裂 荷 载 对 最 大 荷 最 初 载 的 比值 一般 在 08 I , 裂 荷 载 、 限 荷 载 及 韧 性 均 随 钢 .- . 初 0 极 纤 维 体 积 率 的增 加 而增 大 。由此 可 见 , 纤 维 混凝 土 的 劈拉 钢
关键 词 : 纤 维 混 凝 土 ; 铜 工程 特 性 ; 用 应
钢纤维 混凝 土是 近 2 0年 来 发 展 起 来 的 一 种 新 型 复 合
材 料 。 是 将 适 量 散 乱 的短 钢 纤 维 随 机 地 掺 入 水 泥 混 凝 土 基 它
强 度 随 着 纤 维 掺 量 的增 加 而 提 高 。 1 . 维 长 径 比对 劈 拉 强 度 的 影 响 _ 2纤 2
的增 大 而 提 高 : 在纤 维 体 积 率 及 纤 维 长 度 相 同 时 , 维 直 径 纤 越小 , 拉强度越高 。 劈
卉,f Pa
大 的延 性 、 性 , 韧 以及 优 良 的 抗 拉 、 折 、 冲 击 、 磨 耗 和 抗 抗 耐 抗疲 劳等特性 , 用钢纤维 混凝 土具有节 省断面 、 度高 、 采 强 韧 性 好 、 工 简 单 等 优 点 , 当今 国 内外 钢 纤 维 混 凝 土 应 用 施 是
钢纤维混凝土的特性及工程应用
三 、钢 纤 维 混凝 土 的应 用
质量 。在框 架节 点部分用钢 纤维配筋 取代部 分箍筋 ,能有效地解决这个 问题 。
应 用。2 O世纪 2 0年代 ,随着 结构计算 理论
学术论坛
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钢纤维混凝土的特性及工程应用
王金 明
( 河南省第一建 筑工程集 团有 限责任公 司,河南 ,郑州 ,4 5 0 0 1 4 )
【 摘 要】 铜 纤维混凝 土是 一种 新型的 复合建筑材料 。具有较 高的抗拉 强度 和断裂
1 .复合力学理论 则 可弥补上述 6类管的不足。泵管性能方面 2 .桥梁 工程 复合力学理论将钢纤维增强混凝土看 作 各类泵管都 能满足 强度要求 。
最 早 由哈 尔滨 建工 学 院樊承 谋 教授 提 及 施工技术水平 的相对成 熟,钢筋混凝 土结 目前,2 0 Z L B一 7 0型轴流泵 是农用泵 出,经试验 室试 验后应 用于工程 。应用最早 构开始被大规模采用 ,应用 的领域也越 来越 站 中应用 较 多 的一种 泵 型 。2 2 时( 管 内径 的是吉林省 1 6 6 1电台办 公楼( 1 9 8 8年 5月)
具有优 良的抗拉 、抗弯 、抗剪 、阻裂 、耐疲 面区薄弱环节 的存在, 尽管各组分材料都有较 界 的重视 。按照传 统的方法,为提高钢筋混 劳、高韧性等性能 。 高的抗 拉强度 ,但混凝土一般均发 生断裂 破 凝土 节点的抗震 强度和 延性,需要在节点配 1 8 2 4 年出现波特兰水泥之后, 人类 便开 坏,宏观抗拉强度很低 。 钢纤维的加入能跨越 置 多而密 的箍筋 , 而节点箍筋施工 比较困难。 始了应用混凝土建造建筑物 的历 史。随后于 裂缝 的两边, 使钢纤维与裂缝两边混凝土之间 节 点中钢 筋过于拥挤也影响了混凝土的浇筑
钢纤维混凝土的性能及其应用实例
1 前言
随着 1824 年波特兰水泥的诞生 ! 在 1830 年前后出 现了 ( 普通 ) 混凝土 ( Pl ai n Concr et e ! 简称 PC) ! 作为当 时的一种新型建筑材料 ! 广泛地应用于土木和水利工 程 " 尤其是在 19 世纪中叶以后 ! 伴随着钢铁的发展 ! 人 们把钢筋和混凝土结合起来 ! 诞生了钢筋混凝土 ( Rei n-
390 714 993 170 60 9. 9 62. 9 水胶比 1 3 1. 83 4 2. 55 5 0. 44 6 0. 154 7 0. 008 8 0. 161 # 配合比 0. 39 $ & 试配强度为 48. 2M Pa & 抗折强度为 5. 0M Pa )
3 时 # 也能分布均匀 # 不结团 # 并能满足商品混凝土 K g/ m
3.4 抗疲劳性能显著提高
钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能比普通混凝 土都有较大改善 & 当掺有 1. 5% 钢纤维抗弯疲劳寿命为
1 6106 时 # 应力比为 0. 68# 而普通混凝土仅为 0. 51’ 当 钢纤维混凝土抗压疲劳寿命达 27106 时 # 应力 掺有 2% 比为 0. 92# 而普通混凝土仅为 0. 56&
广东建材 2005 年第 6 期
现水泡汽孔等现象 ) 为确保清水混凝土外观效果 & 所用 混凝土严禁在施工现场加减水剂 ) 浇筑混凝土时采用插 入式振动棒振捣 ) 振动棒垂直插入 &快入慢出 &插入混凝 土中的深度不得超过振动棒的工作部分 & 其移动间距不 应 大 于 振 动 棒 作 用 半 径 的 1. 5 倍 # 作 用 半 径 30 #
2 纤维混凝土的发展
钢纤维混凝土的性能机理与工程应用
钢纤维混凝土的性能机理与工程应用本文结合钢纤维混凝土的性能机理,对钢纤维混凝土的力学性能、耐久性、耐冻融性等多项性能进行分析,并结合现代钢纤维混凝土的实际应用和其独特的性能对其应用前景进行了展望。
钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete,简写为 SFRC)是在普通混凝土中掺入适量短钢纤维而形成的可浇筑、可喷射成型的一种新型复合材料。
它是近些年来发展起来的一种性能优良且应用广泛的复合材料。
近年来钢纤维混凝土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。
1.钢纤维混凝土的性能研究1.1 钢纤维混凝土的力学强度1.1.1 抗压强度钢纤维混凝土虽受压强度增加不明显,但受压韧性却大幅度提高了。
这是由于钢纤维的存在,增大了试件的压缩变形,提高了受压破坏时的韧性。
从宏观上呈现,钢纤维混凝土受压破坏时,没有明显的碎块或崩落,仍保持这整体性。
1.1.2 抗剪强度钢纤维混凝土具有优异的抗剪性能,对提高钢筋混凝土结构抗剪能力有重要意义。
通常在钢筋混凝土的构件中,其抗剪承载力主要靠箍筋和弯起钢筋承担,这些筋多了,不仅要提高工程投资,而且施工很不方便,尤其对薄壁、抗震结构和复杂形状的特种结构,问题则尤为突出。
因此采用钢纤维混凝土是提高结构抗剪能力的有效途径。
1.1.3 抗弯强度钢纤维混凝土的抗弯强度,随着纤维掺量的增加而提高。
钢纤维混凝土等级提高,使抗弯强度提高明显。
在弯曲荷载作用下,钢纤维混凝土受拉区开裂,中性轴向上移,受拉区仍有部分纤维与基材的粘结力承受拉力,增加韧性,提高了混凝土的抗弯强度。
而普通混凝土则很快发生断裂,以致脆性破坏。
1.2 钢纤维混凝土的韧性和抗裂性韧性是在材料受压破坏前吸收能量的性质。
抗裂性是指钢纤维在脆性混凝土基体中减少裂缝和阻滞裂缝进一步发展的性质。
钢纤维混凝土
钢纤维混凝土
1.引言
钢纤维混凝土作为一种新型建筑材料,结合了混凝土和钢纤维的优点,在工程实践中得到了广泛应用。
本文将介绍钢纤维混凝土的定义、特点、制备方法以及应用领域等内容。
2.定义
钢纤维混凝土是一种通过在混凝土中添加钢纤维来改善其力学性能和耐久性的混凝土。
钢纤维通常采用高强度、耐腐蚀的钢材制成,可以是直径为0.5mm到1.0mm的钢丝,也可以是形状各异的钢纤维。
3.特点
•高强度:钢纤维可以有效增加混凝土的抗拉强度和抗冲击性能。
•耐久性好:钢纤维可以提高混凝土的耐久性,延长结构的使用寿命。
•施工方便:与传统钢筋相比,钢纤维不需要进行现场加工和绑扎,简化了施工工艺。
•成本低:相较于传统的钢筋混凝土结构,钢纤维混凝土的施工成本更低。
4.制备方法
制备钢纤维混凝土的方法主要有两种:直接搅拌法和加钢纤维的预制构件。
•直接搅拌法:将钢纤维与水泥、砂、骨料等原材料一同搅拌制成混凝土。
•预制构件法:将钢纤维混合到预制构件中,通过浇灌、振动等工艺制成钢纤维混凝土构件。
5.应用领域
钢纤维混凝土在工程实践中具有广泛应用,主要包括:
•道路桥梁:用于加固桥梁、隧道等工程结构。
•地下工程:用于地下综合管廊、地下车库等地下结构。
•航空航天:用于飞机跑道、坪道等场地。
•水利水电:用于水坝、水电站等基础设施。
6.结论
钢纤维混凝土作为一种新型建筑材料,在提高混凝土结构的抗震、抗裂性能、延长结构使用寿命等方面具有重要意义。
随着技术的进步和应用的不断拓展,相信钢纤维混凝土将在未来的建筑领域中发挥越来越重要的作用。
钢纤维混凝土材料工程应用方案
钢纤维混凝土材料工程应用方案钢纤维混凝土就是在一般普通混凝土中掺配一定数量的短而细的钢纤维所组成的一种新型高强复合材料。
下面为大家分享钢纤维混凝土材料工程应用方案,欢迎大家阅读浏览。
1基本要求1.1钢纤维混凝土材料钢纤维混凝土就是在一般普通混凝土中掺配一定数量的短而细的钢纤维所组成的一种新型高强复合材料。
由于钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的产生,不但具有普通混凝土的优良性能,而且具有良好的抗折、抗冲击、抗疲劳以及收缩率小、韧性好、耐磨耗能力强等特性。
可使路面厚度减薄50%以上,缩缝间距可增至15m~30m,不用设胀缝和纵缝。
钢纤维混凝土用钢纤维类型有圆直型、熔抽型和剪切型钢纤维。
其长度分为各种不同规格,最佳长径比为40~70,截面直径在0.4mm~0.7mm范围内,抗拉强度不低于380MPa。
在施工时钢纤维在混凝土中的掺入量为1.0%~2.0%(体积比),但最大掺量不宜超过2.0%。
水泥采用425#~525#普通硅酸盐水泥,以保证混合料具有较高的强度和耐磨性能。
钢纤维混凝土用的粗骨料最大粒径为钢纤维长度的2/3。
不宜大于20mm。
细集料采用中粗砂,平均粒径0.35mm~0.45mm,松装密度1.37g/cm3。
砂率采用45%~50%。
1.2钢纤维混凝土配合比钢纤维混凝土混合料配合比的要求首先应使路面厚度减薄,其次是保证钢纤维混凝土有较高的抗弯强度,以满足结构设计对强度等级的要求即抗压强度与抗折强度,以及施工的和易性。
钢纤维混凝土配合比设计基本按以下步骤进行。
(1)根据强度设计值以及施工配制强度提高系数,确定试配抗压强度与抗折强度;钢纤维混凝土抗折强度设计值的确定:fftm=ftm(1+atmPfLf/df)式中fftm——钢纤维混凝土抗折强度设计值;Ftm——与钢纤维混凝土具有相同的配合材料、水灰比和相近稠度的素混凝土的抗折强度设计值;atm———钢纤维对抗折强度的影响系数(试验确定);Pf———钢纤维体积率,%;Lf/df———钢纤维长径比。
混凝土中添加钢纤维的效果及应用
混凝土中添加钢纤维的效果及应用一、引言混凝土是建筑工程中最常用的材料之一,具有优异的抗压强度和耐久性,但其抗拉强度较弱,易于出现裂缝。
为了提高混凝土的抗裂性能,可以添加钢纤维,从而形成钢纤维混凝土,本文将就钢纤维混凝土的效果和应用进行详细介绍。
二、钢纤维混凝土的效果1.提高混凝土的抗裂性能钢纤维混凝土可以有效地改善混凝土的抗裂性能,由于钢纤维的高强度和高延性,可以有效地吸收混凝土在受力过程中的能量,从而减少混凝土的裂纹数量和宽度,提高混凝土的抗裂性能。
2.提高混凝土的抗冲击性能钢纤维混凝土具有较高的韧性和抗拉强度,可以有效地提高混凝土的抗冲击性能,尤其适用于需要抵御爆炸冲击的场合,如飞机场跑道、军事设施等。
3.提高混凝土的抗震性能钢纤维混凝土可以有效地提高混凝土的耐震性能,由于钢纤维的高强度和高延性,可以有效地抵御地震荷载,从而减少混凝土的裂纹数量和宽度,提高混凝土的抗震性能。
三、钢纤维混凝土的应用1.工业建筑钢纤维混凝土适用于各种工业建筑,如仓库、工厂等,可以提高混凝土地面的承载能力和耐久性,减少地面裂缝和塌陷。
2.桥梁钢纤维混凝土适用于各种桥梁,如高速公路桥梁、铁路桥梁等,可以提高桥梁的承载能力和耐久性,减少桥梁的裂缝和变形。
3.机场跑道钢纤维混凝土适用于机场跑道,可以提高跑道的承载能力和抗冲击性能,减少跑道的裂缝和塌陷,保证航空安全。
4.地下工程钢纤维混凝土适用于各种地下工程,如地下车库、地下通道等,可以提高混凝土的抗裂性能和耐久性,减少地下工程的裂缝和渗漏。
四、钢纤维混凝土的制备方法1.材料准备钢纤维混凝土的制备需要准备混凝土原材料和钢纤维等材料。
混凝土原材料包括水泥、骨料、砂、水等;钢纤维材料包括冷拔钢丝、热轧钢丝等。
2.混合制备混凝土原材料经过配比后进行混合,将钢纤维均匀加入混凝土中,通过机械搅拌使钢纤维均匀分布于混凝土中。
3.施工成型钢纤维混凝土的施工方式与普通混凝土相同,可以采用浇筑或喷涂等方式施工成型。
钢纤维混凝土的性能及其发展应用
土进行抗 剪试验 ,得出在钢纤维体积率为 1 %、
荩体增长3 .%~132 69 . 1 %。
%、3 时 ,相应 的钢纤维混凝 土抗剪强度分别 % ( 复合材料 力学理沦是 由英国的S my 2 ) wa 教 2 13 %、l6 1 6%。 授提出的 , 要是 从复合材料 的混合原理 出发, 提高9 .%、16 主 将纤维增强混凝土看作纤维的强化体系 , 用混合 原理推 求纤维混凝土的抗拉和抗弯强度 , 出 并提 径比及黏结力之 间的 关系。 23 .初裂强度
1 ,钢纤维混凝土增强机理 关于纤维混凝 增强机理的研究 , L 丰要有两 种理 论 , 种是纤维 f 距理论 , 一 一 i f J 另一 种是 复合材 料 力学理沦 () 1 纤维间距理论是 由R m a il asn o u f ;B t 于 df l o 16 年提出 , 93 主要是根据线弹性 断裂力学 来说明
L ) I E v ( K{ 圳 v ) 。2 o∞ 2
目程 术
钢纤维混凝土的性能及其发展应用
韩大春 长春春原工程检测有限公司 舞玺 摘要 介绍了 钢纤维混凝土的增强机理、
物 理 力 学性 能及 工程 应 用实 例 。对 钢纤 维 混凝 土
2 ,钢纤维混凝土的物理力学性能
能发生 了如下的改变 :
2 1 弯性能 .抗
2 3 1 。钢纤维水泥砂浆和混凝 土与不掺钢纤 钢纤维 含量 的增加 ,l 裂强度随之增加 ,当纤 i J J 维含量为2 %时 , 凝土 初裂强度 为空 白混凝土 混
纤维 对裂缝发生和发 展的阻滞作 用。该理论认 图2 2 1 纤维掺量 与抗弯强度对 比 22 .抗剪性能
随 着钢纤 维掺 量的增加 ,混凝 土的抗拉强 度也呈 比例的提 高,不同钢纤维掺 量的混凝上 抗拉强 度,按直接及 间接 抗拉试验 方法 所得试 验结果见图2 1 4 。不同钢纤维掺量的混凝土 与空白混凝土抗拉 强度 比见图2 4 ,当纤维 —2 含量为2 %时 ,混凝土抗拉 强度约为空 白} 凝土 } 己 钢纤维对混凝 士抗拉性能改善 作用的影响
钢纤维混凝土的性能及工程应用
浅谈钢纤维混凝土的性能及工程应用[摘要]:本文介绍了钢筋纤维混凝土的主要性能,及其在某些特定工程中的良好的运用,体现出钢纤维混凝土的特殊价值,以供有关专业人士参考。
[关键词]:钢纤维混凝土;主要性能;应用。
中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:钢纤维混凝土就是在普通混凝土中掺入适量的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、性能脆等缺点,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广泛应用。
一、钢纤维的基本性质1、钢纤维的种类及相关参数。
钢纤维按材质分,有普通碳素钢纤维和不锈钢钢纤维,其中以普通钢纤维用量居多;按外形分有长直形、压痕形、波浪形、弯钩形、大头形、扭曲形等;按截面形状分有圆形、矩形、月牙形及不规则形;按施工用途分有浇筑用钢纤维和喷射用钢纤维。
为满足钢纤维的增强效果与施工性能,通常采用钢纤维长度为15~60mm,直径或等效直径为03~1.2mm,纤维的体积掺量为0.5%~2%。
2、钢纤维的主要性能。
钢纤维的主要性能包括抗拉强度与粘结强度。
试验表明,由于普通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。
粘结强度除与基本的性能有关外,就钢纤维本身而言,与钢纤维的外形和截面形状有关。
二、钢纤维混凝土的基本性能国内外对钢纤维的作用机理和钢纤维混凝土的基本性能做了大量的研究,得出结论为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组滞宏观裂缝的发生和发展。
在受荷初期,水泥基料与纤维共同承受外力,当混凝土开裂后,横向裂缝的纤维成为外力的主要承受者。
因此钢纤维混凝土与普通混凝土相比具有较好的物理和力学性能。
1、强度和重量比值增大。
钢纤维混凝土与普通混凝土相比相同强度,钢纤维的重量较小,相同的重量,钢纤维强度较大,所以钢纤维混凝土具有优越的经济性。
混凝土中的钢纤维及其应用技术
混凝土中的钢纤维及其应用技术一、概述钢纤维混凝土是一种新型的复合材料,是在混凝土中加入钢纤维以达到增强混凝土抗拉性能的目的。
相比于传统的混凝土,在同样的荷载下,钢纤维混凝土可以减轻结构自重,降低混凝土裂缝的宽度,提高混凝土的耐久性和抗震性能,因此在工程建设中具有广泛的应用前景。
二、钢纤维的类型目前市场上常见的钢纤维有普通钢纤维、高强钢纤维、耐腐蚀钢纤维、镀锌钢纤维等。
其中,普通钢纤维是最常用的一种钢纤维。
普通钢纤维主要由低碳钢或冷拔钢丝制成,其直径通常为0.5mm~1.5mm,长度为30mm~60mm。
高强钢纤维通常由高强度合金钢制成,其直径为0.2mm~0.6mm,长度为30mm~100mm。
耐腐蚀钢纤维一般由不锈钢或耐腐蚀合金钢制成,其直径和长度与普通钢纤维相似。
镀锌钢纤维则是在普通钢纤维表面进行镀锌处理,以提高钢纤维的耐腐蚀性能。
三、钢纤维混凝土的应用技术1. 施工工艺混凝土与钢纤维的混合采用干混式和湿混式两种方法。
干混式指的是将混凝土与钢纤维在混凝土搅拌机中混合,然后再进行浇筑。
湿混式则是将钢纤维加入混凝土搅拌水中,与混凝土一起混合,然后进行浇筑。
另外,在混凝土浇筑前,要进行充分的均匀搅拌,以保证钢纤维的均匀分布。
2. 钢纤维掺量钢纤维混凝土的掺量通常取决于混凝土的用途和工程要求。
一般来说,掺量在0.5%~2.0%之间。
掺量过高会导致混凝土的流动性变差,难以浇筑成型;掺量过低则无法达到增强混凝土的效果。
3. 钢纤维混凝土的应用领域钢纤维混凝土应用广泛,主要包括以下几个方面:(1)隧道和地铁工程:钢纤维混凝土可以增强隧道和地铁工程的结构强度和抗震性能,提高工程的安全性和耐久性。
(2)桥梁工程:钢纤维混凝土可以减轻桥梁自重,提高桥梁的荷载能力和抗震性能。
(3)地基工程:钢纤维混凝土可以增强地基的抗压和抗拉强度,提高地基的承载能力和稳定性。
(4)工业建筑:钢纤维混凝土可以增强工业建筑的耐磨性和抗冲击性能,提高工业建筑的使用寿命和安全性。
钢纤维混凝土报告
钢纤维混凝土报告1. 简介钢纤维混凝土是一种利用添加钢纤维的混凝土材料。
相比传统的混凝土,钢纤维混凝土具有更好的强度、韧性和耐久性。
本文将介绍钢纤维混凝土的基本特点、制备方法、应用领域以及优缺点等。
2. 钢纤维混凝土的特点钢纤维混凝土相比传统混凝土具有以下特点:•高强度:添加钢纤维可以显著提高混凝土的抗拉强度和承载能力。
•良好的韧性:钢纤维能够延缓混凝土的开裂扩展,提高其韧性和抗冲击性。
•耐久性好:钢纤维可以提高混凝土的抗冻融性能、耐碱性和耐荷载性。
•施工简便:相比传统混凝土,钢纤维混凝土的施工过程更加简便,不需要铺设钢筋。
3. 钢纤维混凝土的制备方法钢纤维混凝土的制备方法主要有以下几种:•混凝土预制品中添加钢纤维:将钢纤维直接添加到混凝土的原材料中,然后进行搅拌、浇筑和养护等工序。
•现场搅拌钢纤维混凝土:在施工现场,将钢纤维和混凝土原材料放入搅拌机中进行搅拌,然后进行浇筑和养护等工序。
4. 钢纤维混凝土的应用领域钢纤维混凝土广泛应用于以下领域:•道路和桥梁建设:钢纤维混凝土能够提高道路和桥梁的承载能力和耐久性,减少维护和修复的成本。
•地下工程:钢纤维混凝土的高强度和良好的韧性使其成为地下工程中的理想材料,能够有效增加地下工程的稳定性和安全性。
•隧道和地铁工程:钢纤维混凝土能够提高隧道和地铁结构的抗裂和抗震能力,确保工程的安全可靠。
•工业建筑:钢纤维混凝土在工业建筑中广泛应用,可以增加建筑物的抗风能力和抗震能力。
5. 钢纤维混凝土的优缺点钢纤维混凝土具有以下优点:•提高混凝土的抗拉强度和承载能力。
•增加混凝土的韧性和抗冲击性。
•提高混凝土的耐久性和抗冻融性能。
然而,钢纤维混凝土也存在一些缺点:•成本较高:相比普通混凝土,钢纤维混凝土的成本较高。
•难以控制纤维分散均匀性:钢纤维在混凝土中分散均匀性较差,容易导致局部强度不均匀。
6. 结论钢纤维混凝土是一种具有优良性能的混凝土材料,广泛应用于道路、桥梁、隧道、地铁和工业建筑等领域。
钢纤维混凝土性能及其应用
普通 混凝 土路 面一 经开裂 , 裂缝 立 即贯 穿板 面 , 即裂缝 区完全 丧失 抗 折 强度 , 外力 及 雨 水 的作 用 在 下裂缝 逐 渐扩 大导 致 板 块 的 迅 速损 坏 。S R F C则 极
善 路况 、 长路 面使用 寿命 ,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ短工期 , 延 缩 提前 通 车 , 节
1 k 。若 以 1m 0 根/ g 混 凝 土 中掺 人 8 g的钢 纤 0k 维 ( 为混凝 土 体 积 比 的 1 ) , 在 每 平 方 米 混 约 % 计 则
凝 土钢 纤维 根数 可达 ( . 6~ . 1 1 8 4 3 )×1 。 。如 此 0根 多 的钢 纤维 均 匀分 布于 混凝 土 中且呈 乱 向配筋 状态 ( 即在 任意方 向上均 有约 6 % 的钢纤 维 在起 作 用 ) 4 ,
注 : 中所 歹 数 据 均 为 相 对 于 素 混 凝 土 为 l 的 比值 。 表 0 时
SR F C具有 如 此优 越 的性 能 是 钢纤 维在 混 凝 土
的厚 度直 接修 复破 损路 面 , 不仅 可节 省大 量 的水 泥 、 砂 、 等 主材 , 石 缩短 工期 , 而且对 改善 矿 山道路 路况 , 改造 旧路 , 旧路补 强等 都有 实 际价值 。 SR F C施工 技 术 简 单 , 利 用 一 般 水 泥 混 凝 土 可
( ) 低 钢 纤 维 的造 价 。 因 钢 纤 维 在 混 凝 土 1降
上则 必须 延长 振捣 时 间 , 加大 振捣 功率 , 注重 抹 面工
艺。
中, 其抗拉强度值远未充分发挥 , 故可考虑开发代用
品、 利用 残 次 品带 钢 ; 可根 据路 面 的要 求调 整钢 纤维 掺 入量 , 以最 合理 的掺 量满 足工 程要 求 , 而达 到 降 从
钢纤维混凝土的性能及施工应用
科技 圈向导
◇பைடு நூலகம்科技论 坛◇
钢纤维 混凝土的性能及施工应用
高 建 郑 帅 ( 山东省路桥集 团有限公 司海外公司 山东
济南
20 2 ) 5 0 1
【 摘 要】 钢纤维混凝 土作 为一种新型 结构混凝土 , 其优越的使用性能被 越来越 多的工程采用 , 本文主要介绍 了钢纤维混凝土的性能 . 影 响钢 纤维混凝土的主要因素, 工特点及施工时应 注意的事项 。 施 【 关键词】 钢纤维混凝土; 能; 性 施工应用
钢纤维混凝土是 近年来发展起来 的一种新 型建 筑材料 . 除抗压 强 度外 ,它的各项物理力学性能都 比普通混凝土有 显著的改 善和提高 . 使原属于脆性材料的混凝土变为具有一定 塑性性 质的复合材料 . 主 其 要工作机理是利用均匀分散 的短钢纤维来改善普通混凝土的脆性 . . 在 受力过程 中. 钢纤维发挥其抗拉强度 高. 短 而混凝土发挥其抗压强度 高 的各 自优势 , 而使其具有优 良的抗 裂、 弯 、 从 抗 耐疲 劳 、 耐磨耗 、 韧性 高等力学性能 . 在公路 路面 、 机场道 面及建 筑结 构的应用上有着广 阔 的前景 所 以掌握纤 钢维混凝土的性能 、 配合 比设计 及施工应 用是 很 有必要 的 () 1钢纤 维表面应洁净无锈无 油 . 保证钢纤维 与混凝 土的粘结强 度。 另外不允许因分散不均而相互粘结成团。 尺寸和抗拉强度 符合技 术要求 。 () 2不得采用海水 . 海沙。 粗骨料粒径不宜大于 2rm和钢纤 维长 0 a
() 3 具有卓越的抗冲击性能 。材料抵抗冲击或震动荷载作用的性 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 。 () 4 收缩性能明显改善 在通常 的纤维掺量下 . 钢纤维混凝土较普 通混凝 土的收缩值降低 7 9 % % () 5 抗疲劳性能显著提高 钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能 比普通混凝土都有较大改善 当掺有 1 %钢纤维抗弯疲劳寿命 为 l . 5 × 16 时 . 0次 应力 比为 0 8 而普通混凝 土仅为 0 1 当掺有 2 . , 6 . : 5 %钢纤 维 混凝 土抗压疲劳寿命达 2 1 6 x 0 次时 . 应力 比为 0 2 而普通 混凝土仅 . . 9 为 O5 。 . 6 () 6 耐久性能显著提高 钢纤维混凝土除抗渗性能与普通混凝土 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 。 3影 响 因素 . 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f 1 f , m 纤维的长径 比闻 纤维长度 l 与直径 d的比 值, I1 即 / , 的体积率( d 纤维 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( , 下 以及纤维在基体 中的分布和取 向 ) ) 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 改善的钢纤维 凝土主要办法 : 昆 ’ () 1增加纤维 的粘结长度f 即增加长径比) 、 () 2 改善基体对钢纤维的粘结性能 () 3改善纤维 的形状 、 增加纤维与基体间 的摩阻和咬合力
混凝土中加入钢纤维的应用
混凝土中加入钢纤维的应用一、引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其具有耐久性好、强度高、施工方便等优点,在建筑工程中得到了广泛的应用。
然而,混凝土也具有一些缺点,如易开裂、易渗水、易受冻融等,这些缺点会影响混凝土的使用寿命和性能。
为了解决这些问题,研究人员提出了混凝土中加入钢纤维的方法,以提高混凝土的性能和耐久性。
二、钢纤维的特点及作用钢纤维是由钢材加工而成的细小纤维,具有高强度、高韧性、耐疲劳、抗裂性好等特点。
将钢纤维加入混凝土中可以提高混凝土的抗拉强度、抗冲击性、抗裂性和抗渗性等性能,同时还可以减小混凝土在受力时的应力集中,降低混凝土裂缝的产生。
三、混凝土中加入钢纤维的方法混凝土中加入钢纤维的方法有两种,一种是将钢纤维加入混凝土的原材料中,一种是将钢纤维喷洒在混凝土表面。
下面分别介绍这两种方法的具体步骤。
1.将钢纤维加入混凝土原材料中的方法(1)准备原材料:混凝土原材料包括水泥、砂子、石子等,将这些原材料准备好。
(2)将钢纤维加入原材料中:将钢纤维加入混凝土原材料中,钢纤维的加入量一般为混凝土体积的1%~2%。
(3)搅拌:将加入钢纤维的混凝土原材料进行搅拌,直到搅拌均匀。
(4)浇注:将搅拌均匀的混凝土原材料浇注到模具中,进行振捣,直到混凝土密实。
2.将钢纤维喷洒在混凝土表面的方法(1)准备混凝土表面:将混凝土表面清理干净,确保表面光滑。
(2)喷洒钢纤维:将钢纤维均匀地喷洒在混凝土表面上,钢纤维的喷洒量一般为混凝土表面积的1%~2%。
(3)压实:将喷洒了钢纤维的混凝土表面用压路机进行压实,确保钢纤维与混凝土表面紧密结合。
四、混凝土中加入钢纤维的应用混凝土中加入钢纤维的应用范围非常广泛,下面分别介绍在不同领域中的应用情况。
1.建筑领域在建筑领域中,混凝土中加入钢纤维可以提高混凝土的抗震性能和耐久性。
例如,在地震区的建筑中,加入钢纤维的混凝土可以提高建筑物的抗震性能,减少地震对建筑物的破坏。
同时,在海边或者潮湿环境中建造的建筑物中,加入钢纤维的混凝土可以提高混凝土的耐久性,减少混凝土受潮后的开裂和腐蚀。
混凝土中添加钢纤维的效果及应用
混凝土中添加钢纤维的效果及应用一、引言混凝土是建筑工程中重要的材料之一,其强度和耐久性是建筑物的重要保障。
然而,由于混凝土的成分和制造工艺的不同,其强度和耐久性也会有所差异。
为了增强混凝土的力学性能和耐久性,我们可以采用添加钢纤维的方式来改善混凝土的性能。
本文将详细介绍混凝土中添加钢纤维的效果及应用。
二、钢纤维的种类和性质1.钢纤维的种类目前市场上常见的钢纤维主要分为以下几种:弹性钢纤维、高强钢纤维、低碳钢纤维、不锈钢纤维、镀锌钢纤维等。
不同种类的钢纤维具有不同的性能,可以根据不同的工程需要进行选择。
2.钢纤维的性质(1)强度高:钢纤维具有较高的拉伸强度和弹性模量,可以有效地改善混凝土的强度和刚度。
(2)耐腐蚀性好:钢纤维表面常常进行镀锌、镀铬等处理,可以提高其耐腐蚀性,延长其使用寿命。
(3)耐热性好:钢纤维可以在高温环境下使用,不易变形和熔化。
(4)耐疲劳性好:钢纤维具有较好的耐疲劳性能,可以有效地延缓混凝土的裂缝扩展速度。
(5)易于施工:钢纤维可以与混凝土均匀混合,施工过程简单方便。
三、混凝土中添加钢纤维的效果1.提高混凝土的强度和刚度混凝土中添加适量的钢纤维可以有效地提高其强度和刚度。
钢纤维可以增加混凝土的韧性和抗拉强度,使其在受到外力作用时不易发生破坏。
此外,钢纤维还可以改善混凝土的抗剪性能,提高其承载力。
2.改善混凝土的耐久性混凝土中添加钢纤维可以有效地改善其耐久性。
钢纤维可以防止混凝土表面的龟裂和开裂,减少混凝土的渗透性,防止水分和气体的侵入。
此外,钢纤维还可以提高混凝土的耐磨性和耐冲击性,延长其使用寿命。
3.提高施工效率混凝土中添加钢纤维可以提高施工效率。
钢纤维可以与混凝土均匀混合,减少混凝土的流动性,降低混凝土的粘度,减少施工难度和成本。
四、混凝土中添加钢纤维的应用混凝土中添加钢纤维已经被广泛应用于建筑工程、道路工程、桥梁工程和隧道工程等领域。
1.建筑工程在建筑工程中,混凝土中添加钢纤维可以用于地下室、隧道、防水层、地面、屋顶和墙体等部位。
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图9 试 验装置和仪表布置
试验还表明, 节点中的钢纤维配筋可以与 箍筋一样承担剪力。钢纤维含量为1. 5% 时, 其 所承担的剪力值与配箍率为0. 8% 的 SI 级箍筋 的作用大体相当。
配箍筋的钢纤维混凝土节点的抗剪极限强 度, 可以认为是由混凝土基体承担的剪力 V jc、 箍筋承担的剪力 V js 与钢纤维配筋承担的剪力 V jf三项叠加而成的, 即:
( 2) 抗拉强度 采用边长为150mm 的混 凝土立方体试块进行劈裂试验。试验结果见图 2a。可以看出, 掺入钢纤维后, 劈拉强度约提高 40% 。不同等级的混凝土呈现类似的规律。
47
图1 混凝土抗压强度与钢纤维含量的关系
( 3) 抗弯强度 本试验按混凝土等级分 C20和 C40两个系列, 试件尺寸( mm ) 为100× 100× 400小梁, 计16根。钢纤维含 量为0. 5% 、 1% 、1. 5% 三种。
第一组配合比: 水泥 砂 碎石 水 钢纤维 1 1. 67 2. 4 0. 47 0. 27
水灰比为0. 47, 砂率为0. 41。28天强度达到 54. 23M Pa
第二组配合比: 水泥 砂 碎石 水 钢纤维 1 1. 83 2. 24 0. 47 0. 27
水灰比为0. 47, 砂率为0. 45。28天强度达到 55. 48M Pa
图6 桩帽、桩尖结构图
试验 桩号
工地名称
1# 福建省保险公司综合楼 2# 3# 4# 福州五里亭立交桥 5#
6# 7# 涵江“武夷大厦” 8# 9#
10# 福州“武夷中心” 11#
钢纤 维混凝土预制桩试验情况
表1
楼层
工 程 桩
工程地质
试 验 桩
地上 26
地下 2
桩长 ( m) 19 23
桩截面 ( mm)
试验桩共制作11根, 采用两种类型进行现 场试验验证, 如图6c。A 型试验桩取消桩帽和桩 尖网片, 保留钢靴, 在桩帽区500mm 及桩尖区 800m m 处用钢纤维( 体积) 含量为1. 5% 的钢纤 维混凝土局部加强。B 型试验桩取消桩帽的钢 配件( 或网片1) 、网片2以及桩尖的钢靴及网片, 在桩帽区550mm 处及桩尖区800mm 处用钢纤 维( 体积) 含量为1. 5% 的钢纤维混凝土局部加 强。
图2 钢纤维含量对混凝土抗拉强度和抗弯强度的影响
从图2b 不难看出, 钢纤维混凝土的抗弯强 度比普通混凝土 高。当钢纤维直径、长度相同 时, 随着纤维含量的增加, 其抗弯强度也相应提 高。无钢纤 维时, C40混凝 土平均 抗弯强 度为 5. 8MP a; 当钢纤维含量为1. 5% 时, 平均抗弯强 度为8. 25MP a, 提高42% 。从曲线发展趋势看, 随着钢纤维含量的增加, 抗弯强度仍会继续提 高。
( 1) 抗压强度 采用边长为150mm 混凝 土立方体试块, 做了钢纤维含量对抗压强度的 影响的试验。
测试结果见图1。从图1可以看出, 加入钢纤 维后, 其抗压强度随钢纤维含量的增加略有提 高, 但增量不大, 一般提高幅度在10% 以下。因 此, 采用增加钢纤维含量的办法来提高抗压强 度是不可取的。但从试块破坏形式来看, 其改变 了混凝土脆性破坏特征, 使脆性断裂转变为延 性断裂, 断裂前出现较大的变形, 裂纹扩展传播 速度较慢。
板柱节点的这类破坏, 除 了增设桩帽、加 大板 厚、配置各种形式的抗冲切钢筋外, 在节点处加 入一定数量的钢纤维以提高强度、增大延性则 是一种更为方便, 且切实有效的方法。为此, 我 们进行了钢纤维混凝土板的冲切破坏试验。
所试验的四块板破坏时, 其板面混凝土完 整性均较好, 仅在裂缝处( 多为纵筋网络处) 被 分割, 裂缝宽度可达5~20mm, 没有出现 混凝 土保护层剥落现象。
在框架节点中用钢纤 维配筋代替部 分箍 筋, 不但能提高框架节点的抗震性能, 而且还能 解决上述节点设计和施工中的问题, 是一个值 得推广应用的新工艺。
1994年, 福州市建委与福州大学土建系合 作, 做了三个框架节点试验, 试件尺寸及配筋见 图8, 试验装置和仪表布置见图9。
试验结果表明, 钢纤维混凝土节点在低周 反复荷载作用下, 先后经初裂、通裂、屈服、强度 极限和破损等五个特征状态。其突出特点是随 着荷载增大和反复循环, 钢纤维混凝土节点达 到强度极限状态时, 节点核心区被多条大致平 行于对角线方向的裂缝所分割。其中贯通的主 裂缝宽度达0. 6~2m m, 但核心区混凝土 并无 剥落现象。钢纤维混凝土节点达到破损状态时, 核心区混凝土仍无明显的剥落现象, 充分体现 了钢纤维混凝土“坏而不散”的特点。
450×450
混凝土 强度
C45
剖面图 持力层 图7a 卵石层( 1)
试验方案 A 型桩
三层蝶式 立交桥
30 ~ 400×400 C38 32
图7b
中粗砂层
A 型桩 B 型桩
进入持力层 ( m)
32. 6
6. 0 3. 7 2. 4
B 型桩
20
1 19. 5 400×400 C45
图7c
硬塑残积 砂质粘土
( 3) 根据钢纤维混凝土节点抗剪设计强度 公式( CECS 38-92) 推算, 钢纤维长径比为63, 钢纤维含量为1. 0% 时, 其作用相当于体积配筋 率为1. 0% 的箍筋。 3. 3 钢纤维混凝土板
钢筋混凝土板的冲切是工程实践中经常遇 到的问题, 例如无梁楼盖的板柱连接体、柱下基 础、桩基承台及集中荷载作用下的桥面、码头面 板等。由于无梁楼盖等结构中的板柱节点剪应 力和弯曲应力高度集中, 常发生突然的局部冲 切破坏, 导致相邻的板柱连接可能因超载也发 生脆性冲切破坏, 从而造成灾难性后果。为避免
能做了深入的探讨。并在四个工程的工地进行 了现场试验, 试验情况见表1。
根据试验桩工地工程设计图纸, 原预制桩 设计桩帽构造有两种型式。Ⅰ型如图6a, 桩帽采 用网罩状网片1和平面正 交焊接钢筋网片2加 强; 桩尖由钢板焊成钢靴另加一片焊接钢筋网 片加强。Ⅱ型如图6b, 桩帽由钢板焊接而成, 桩 帽网片及桩尖加强部分与Ⅰ型相同。
50
3. 2 钢纤维混凝土框架节点 国内外历次大地震表明, 不少钢筋混凝土
框架节点在地震作用下均有不同程度的破坏。 为提高钢筋混凝土节点的抗震性能, 传统的办 法就是在节点配置多而密的箍筋。但节点处箍 筋的绑扎施工很困难, 节点中过于拥挤的钢筋 也会影响混凝土的浇筑质量; 此外, 梁的主筋在 节点中的粘结锚固, 也常因节点尺寸限制难以 满足。这些都是节点设计和施工中急待解决的 问题。
( 1) 人工搅拌: 其加料顺序为先投入水泥、 砂在铁板上搅拌均匀, 再加入石子继续搅拌, 并 将钢纤维均匀撒入, 再加水进行搅拌。
( 2) 机械搅拌( 自落式搅拌机) : 其加料顺 序为先加石子和钢纤维搅拌1分钟, 用粗骨料将 纤维分散, 再加入砂、水泥、水, 搅拌时间同普通 混凝土。
2 基本力学 性能
V ju = V jc+ V js+ V jf 通过试验得到的主要结论如下:
( 1) 钢纤维配筋能够可靠地承担节点剪力 和约束节点区混凝土, 有效地限制节点区的开 裂和提高节点的 刚度以及耗散地震能量的能 力。
( 2) 用钢纤维配筋代替部分箍筋, 可以缓 解节点区绑扎箍筋的困难, 解决节点区钢筋拥 挤, 混凝土浇筑质量不易保证等困难。
试验结果说明, 利用现场制作普通钢筋混 凝土的配合比, 加入钢纤维后, 为了增加和易 性, 适当提高砂率和减小粗骨料粒径, 不会降低 混凝土强度。 1. 2 试件制作工艺
钢纤维混凝土搅拌时, 主要问题是钢纤维 能否均匀分散, 搅拌时要防止钢纤维聚集成团。
结团现象与纤维的长径比有关。实践证明, 当长 径比 在 60 以 下时 就 容 易搅 拌 均 匀且 不 易 结 团。 长径比不应大于100。纤维含量不宜过多, 过多 时搅拌困难且不经济。一般为1% ~2% 为宜, 最 大用量不宜超过2% 。
B 型桩 A 型桩
3. 0 ~
A 型桩
4. 0
20
2 33. 5 450×450 C40
图7d
残积砂质 粘性土
B 型桩 A 型桩
49
图7 地质剖面示意图
试验结果表明: ( 1) 1# 、2# 桩打桩完成后, 桩顶表面平整, 棱角分明, 四周无缺损。以2# 试验桩与邻桩相 比, 进入卵石层锤击数与总锤击数比值, 前者为 0. 58, 而后者为0. 61。说明试验桩的抗冲击性能 及穿透力均优于普通钢筋混凝土预制桩。 ( 2) 3# 、4# 和5# 桩均被顺利打入。经实地 观测, 试验桩外观基本完整, 有少量缺损。以3# 桩为例, 与邻桩相比, 前者进入持力层的锤击数 为357次, 后者进入相同深度, 锤击数为298次。 说明采用钢纤维混凝土局部加强预制桩是可行 的。 ( 3) 6# 、7# 、8# 和 9# 桩, 除9# 桩因 遇到孤 石无法打入外, 其他三根桩均顺利打入。经实地 观察, 7# 桩桩顶表面平整, 棱角分明, 四周无缺 损; 6# 、8# 桩桩顶一个棱角略有缺损, 但与邻近 的其他桩相比, 缺损现象明显轻微。 ( 4) 10# 和11# 桩均顺利打入, 桩顶表面平 整, 棱角分明, 无缺损现象。11# 桩与邻桩比较, 送 桩 长 度 增 加 了 2. 9m, 而 总 锤 击 数 仅 多 1 次。 同时, 由福 建省建筑科学研究院对 10# 桩 进行的 PDA 动力试桩和机械阻抗法试验结果 亦表明, 桩的质量符合标准要求。
第2期
建 筑 科 学 BU ILDING SCIENCE
1 997年
钢纤维混凝土的基本性能及工程应用
张俊晃 ( 福州市建委)
1 试件制作
1. 1 混凝土的配合比 由于在普通混凝土拌合物内掺入纤维后,
会降低拌合物的和易性, 所以在钢纤维混凝土 中, 一般采取减小粗骨料的最大粒径, 或减少粗 骨料的用量, 提高砂率, 以及增加混凝土中砂浆 量等方法来调节 钢纤维混凝土拌合物的和易 性。根据试验现场提供的制作普通钢筋混凝土 配合比资料, 在水灰比不变的情况下, 减小粗骨 料粒径, 增加砂率, 加入钢纤维后在实验室做了 两组钢纤维混凝土配合比试验, 设计强度等级 C40。