高强钢材的应用和发展前景综述

符。通过极差分析，表明水泥用量和镀铜钢纤维掺入量对水泥基
表 5 L9（ 34） 正交试验结果的极差分析
材料的力学性能影响比较明显，其中水泥用量对抗压强度影响较
因素 水泥用量 A 普通砂用量 B 减水剂掺量 C
K1 134． 58 152． 01 165． 18
28 d 抗压强度 / MPa
K2
K3
R1
0． 45 0． 12
稠度。 参考文献： ［1］ 毕远志，陈季斌，张大林，等． 喷射纤维混凝土在深井地下空
减水剂掺量 C 钢纤维掺量 D
9． 42 8． 64
9． 81 9． 48 3． 14 9． 42 10． 65 2． 88
3． 27 3． 14
3． 16 3． 55
0． 13 0． 67
从表 5 分析试验结果，在考虑获得较大的抗折强度的前提下， 具有一定稠度和抗压强度的最优配合比是水泥用量为 400 kg / m3 ， 钢纤维掺入量 为 4% ，普 通 砂 用 量 400 kg / m3 ，减 水 剂 取 得 量 为
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即钢纤维影响最大，水泥次之，减水剂较小，普通砂最小。即水泥 变形中并且无数镀铜钢纤维起到了钢筋的作用，延缓了裂缝的开
用量为 350 kg / m3 ，钢纤维掺入量 4% ，普通砂用量为 400 kg / m3 ， 展，故抗折强度较大。因此说明正交试验结果和实际结构基本相
减水剂为 0． 6% 时最大，此时的最优配比为 A1B3C3D3。
第 38 卷 第 31 期
·136· 2 0 1 2 年 1 1 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol． 38 No． 31 Nov． 2012
文章编号： 1009-6825（ 2012） 31-0136-03
高强钢材的应用和发展前景综述
许兆辉 卢秋霞 王 斌
（ 江苏大学土木工程与力学学院，江苏 镇江 212013）
QU Zhe LI Bin-zhou ZHAN Wei SUN Lin-zhu YANG Fang （ Architecture and Civil Engineering College，Wenzhou University，Wenzhou 325035，China） Abstract： According to the orthogonal test of mixing the cement-based material with the cement，the common sand，the copper plating steel fiber，and water reducer，the paper analyzes the influential law for the relative factors on the mechanical performance of the cement-based composite material of the copper plating steel fiber，and improves the fundament data for the mixing ratio of the cement-based composite materials of the copper plating steel fiber，so as to enhance the development and application of the high-performance cement-based material． Key words： copper plating steel fiber，orthogonal test，cement-based material，mechanical performance
镀铜钢纤维水泥基复合材料中镀铜钢纤维掺入量对试样的
材料力学性能影响的试验研究［D］． 北京： 北京交通大学，
抗压强度影响较小，说明试样在受压过程中，由于钢纤维与混凝土
2010．
On analysis of orthogonal test on cement-based composite materials of copper plating steel fiber★
量为 400 kg / m3 ，钢纤维掺入量为 4% ，普通砂用量 400 kg / m3 ，减 的界面能较小，故其限制横向变形的能力较弱，而在抗折试验中，
水剂取得量为 0． 2% 时抗压强度最大，最优配合比为 A3B3C1D3。 抗折强度在一定范围内随着镀铜钢纤维掺入量的增加而有了明
对考核指标为抗折强度时，对其影响顺序为： D→A→C→B， 显的提高，主要是因为纤维与水泥基材料的结合均参与到了受力
161． 88 190． 32 44． 86
166． 62 168． 18 50． 67
156． 87 164． 76 55． 06
R2 53． 96 55． 54 52． 29
R3 63． 44 56． 06 54． 92
R 18． 59 5． 39 2． 77
大，镀铜钢纤维掺 入 量 对 抗 折 强 度 影 响 较 大。 而 普 通 砂、减 水 剂 对于整体的性能影响较小。试样中随着水泥用量的增加，其抗压 强度有明显的提高，而钢 纤 维 掺 入 量 影 响 不 大。钢 纤 维 掺 入 量 对提高水泥基材料 的 抗 折 强 度 影 响 较 大，同 时 还 会 降 低 试 样 的
展，就必须调整建筑材料消耗结构，大力推广应用高强钢筋和高 钢筋的占比仅为 0． 93% ； 2008 年国内钢筋总产量为 9 574 万 t，其
性能混凝土，走节约型发展道路。因此必须逐步采用高强钢筋，它 中高强钢筋占比为 27． 6% ； 2009 年国内钢筋总产量为 1． 2 亿 t，其
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
0． 2% ，即为 A1B3C3D3 组。
3 结语
［2］ ［3］ ［4］
间支护应用关键技术［J］． 东南大学学报 （ 自然科学版） ， 2010，40（ 22） ： 229-234． 戎志丹，孙 伟，张云升，等． 超高性能水泥基复合材料的抗 爆炸性能［J］． 爆炸与冲击，2010，30（ 3） ： 232-238． 边松华，朋改非，赵章力，等． 含湿量和纤维对高性能混凝土 高温性能的影响［J］． 建筑材料学报，2005，8（ 3） ： 321-327． 黄广华． PVA 纤维与钢纤维对高性能纤维增强水泥基复合
摘 要： 综述了目前国内外高强钢材的使用现状及全球趋势，探究了国内外在高强钢材的科技水平，并且在此基础上提出了高强
钢材的应用前景，为建筑业实现可持续发展提供了思路。
关键词： 高强钢材，应用，前景
中图分类号： TU511． 3
文献标识码： A
伴随经济的增长，我国处于基本建设的高潮期，建筑业得到 可以节省大量钢材，既环保，又节能，是环保型的绿色钢材。
钢纤维掺量 D
水泥用量 A 普通砂用量 B
161． 04
9． 96 9． 75
165． 72 160． 05 53． 68 28 d 抗折强度 / MPa
8． 7 10． 05 3． 32 9． 39 9． 57 3． 25
55． 24
2． 90 3． 13
53． 35
3． 35 3． 19
1． 89
了长足的发展，成为经济发展的支柱产业，与此同时带来的是我 1 目前国内及全球钢材的应用现状及趋势
国建筑用材的大量消耗。据预计，2012 年我国建筑业用钢量为
所谓高强钢筋，是指抗拉屈服强度达到 400 MPa 及以上的螺
3． 5 亿 t。建筑业作为资源消耗量较大行业之一，要实现可持续发 纹钢。近年来，高强钢筋在国内占比逐步提高。2000 年我国高强