钢纤维混凝土配合比

l—2 钢纤维混凝土的配合比设计

钢纤维混凝土虽已在各种工程领域得到较广泛的应用，但对钢纤维混凝土拌合料的配合比设计，尚未建立起合理而成热的设计方法。国外有关学者，曾介绍过关于钢纤维混凝土配合比方面的资料，提出一些参考用表和经验配合比。国内有关单位”，曾提出要以抗折强度为指标进行钢纤维混凝土配合比设计，并通过试验，建立抗折强度与各主要影响因素之间量的关系，有利于配合比的设计。但多数仍按普通水泥混凝土的配合比设计方法，以混凝土的抗压强度确定拌合料的配合比，只是适当调整砂率、用水量和水泥用量。按此确定配合比时，为了获得较高的抗折强度，势必使抗压强度也相应提高，这是不必要的。钢纤维混凝土配合比的设计，应根据对钢纤维混凝土的使用要求和钢纤维混凝土配合比的特点进行合理的设计。

1-2-11-2-1钢纤维混凝土配合比设计的要求和特点

一、钢纤维混凝土配合比设计的要求

钢纤维混凝土配合比设计的目的是将其组成的材料，即钢纤维、水泥、水、粗细骨料及外掺剂等合理的配合，使所配制的钢纤维混凝土应满足下列要求:

1. 满足工程所需要的强度和耐久性。对建筑工程一般应满足抗压强度和抗拉强度的要求对路(道)面工程一般应满足抗压强度和抗折强度的要求。

2.配制成的钢纤维混凝土拌合料的和易性应满足施工要求。

3．经济合理。在满足工程要求的条件下，充分发挥钢纤维的增强作用，合理确定钢纤

维和水泥用量，降低钢纤维混凝土的成本。

二、钢纤维混凝土配合比设计的特点

钢纤维混凝土的配合比设计与普通水泥混凝土相比，其主要特点是：

1.在水泥混凝土的配合拌合料中掺入钢纤维，主要是为了提高混凝土的抗弯、抗拉、抗疲劳的能力和韧性，因此配合比设计的强度控制，当有抗压强度要求时，除按抗压强度控制外，还应根据工程性质和要求，分别按抗折强度或抗拉强度控制，确定拌合料的配合比，以充分发挥钢纤维混凝土的增强作用，而普通水泥混凝土一般以抗压强度控制(道路混凝土以抗折强度控制)来确定拌合料的配合比。

2．配合比设计时，应考虑掺人拌合料中的钢纤维能分散均匀，并使钢纤维的表面包满砂浆，以保证钢纤维混凝土的质量。

3．在拌合料中加入钢纤维后，其和易性有所降低。为了获得适宜的和易性，有必要适当增加单位用水量和单位水泥用量。

1-2-2钢纤维混凝土配合比设计原理与方法。

钢纤维混凝土配合比设计的基本方法是建立在钢纤维混疑土拌合料的特性及其硬化后的强度基础上的。其主要目的是根据使用要求，合理确定拌合料的水灰比，钢纤维体积率、单位用水量和砂率等四个基本参数，由此，即可计算出各组成材料的用量。

在确定基本参数时，既要满足抗压强度要求，又要符合抗折强度或抗拉强度要求，以及和易性、经济性要求。

试验表明，钢纤维混凝土的抗压强度、抗折强度和抗拉强度与水泥标号；水灰比、钢纤维体积率和长径比、砂率、用水量等因素有关，其中水灰比和水泥标号对抗压强度影响最大，其他因素影响较小。即钢纤维体积率和长径比、水泥标号却对抗折强度和抗拉强度影响最大，砂率和用水量对和易性影响较大。因此，采用以抗压强度与水灰比，水泥标号的关系来确定水灰比，然后用抗折强度或抗拉强度确定

体积率。由此确定的配合比，既能满足抗压强度要求，又能满足抗折强度或抗拉强度要求，在初步确定水灰比和体积率后，再根据和易性要求确定砂率和用水量。由此可初步确定计算配合比。

由于配制钢纤维混凝土原材料品种、类型的差异和施工条件的不同，在实际工程中，其配合比的设计，一般是在初步计算的基础上，通过试验和结合施工现场的条件调整确定。

一、一、水灰比的确定

由于钢纤维混凝土的抗压强度，主要取决于水泥石的强度及其与骨科间的粘结力。水泥的强度及其

与骨料间的粘结力又主要取决于水泥标号和水灰比的大小，而钢纤维的体积率和长径比对抗压强度影响不大(仅可提高抗压强度的5％～10％)。因此，钢纤维混凝土的水灰比，可按普通水泥混凝土抗压强度与水泥标号、水灰比的关系式(1-3)求得。

ƒfcu=AR C（C/W-B）(1-3)

式中ƒfcu―――钢纤维混凝土试配拉压强度（Mpa）;

R C―――水泥实测28d的抗压强度（Mpa），在无法取得水泥的实例抗压强度资料时，可按水泥标号乘以水泥富余系数1.13计算；

C/W―――钢纤维混凝土所要求的灰水比；

A、A、B―――经验系数。当粗骨料为碎石时，A＝0.46，B＝0.52；为砾石时，

A＝0.48，B＝0.61。

钢纤维混凝土的试配抗压强度，可按式（1-4）确定；

ƒfcu=ƒfcu + Zσ 1 (1-4)

式中ƒfcu―――钢纤维混凝土设计抗压强度（Mpa）;

Z―――保证率系数

σ1―――抗压强度的标准差（Mpa）。

保证率系数的大小，应根据工程的重要程度，按保证率的要求，可根据表1-4确定。强度标准差，可由施工单位统计资料确定。若无统计资料时，钢纤维混凝土

的强度等级为CF25-30时，σ1＝5.0（Mpa）; CF35-CF60时，σ1＝6.0Mpa。

比。

通常，满足抗压强度要求时，其耐久性也能满足。但对于严寒冰冻地区，其最大水灰比、最小水泥用量等应按有关规范规定执行。在最后确定水灰比时，应将强度或耐久性要求的水灰比作比较，选定较小者为设计水灰比。钢纤维混凝土的水灰比一般为0.45-0.50，对于有耐久性要求时，一般不大于0.50。

二、二、钢纤维体积率的确定

1. 1.对于有抗压强度和抗折强度要求时，钢纤维体积率的确定

（1）（1）度和和由抗压强度确定的水灰比及水泥抗折强度确定钢纤维体积率

经空军工程设计研究局等单位的145组试验数据综合回归分析，钢纤维混凝土抗折强度与水灰比、钢纤维体积率、长径比及水泥的抗折强度有如下关系：

ƒfcu=R tm(0.12C/W + 0.31 + βtmρfιτ/d f )