纤维改性混凝土ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（1）其中结构纤维可提高混凝土的延展性、抗弯强度、韧性以及抗磨损性 等，能够部分甚至全部替代钢筋用于道路、机场等工程，实际应用中主要 以钢纤维为主
（2）而有机合成纤维多作为抗裂纤维使用，研究表明，结构纤维的材 质、外观、掺量以及方向分布等均会对纤维增强混凝土(FRC)的性能产生 影响。
6
2 纤维分类及其作用
10Βιβλιοθήκη Baidu
4 纤维混凝土的工程应用
第一类，弹性基础板或其他承重结构的板式结构
公路路面 机场道面 桥梁的桥面 工业建筑地面 赛场道面
发挥纤维混凝土抗拉强度、抗 折强度和抗剪强度高，收缩小、整 体性好、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀 性等优点，改善结构使用性能，延 长结构的使用寿命。
11
4 纤维混凝土的工程应用
第二类，岩石和土基的维护结构。
（3）混杂纤维组合中，钢纤维和聚酯纤维的组合可更好地减少塑性收缩裂 缝。 （4） 碳一钢纤维由于有相似的弹性模量和协同交互作用，可有效地提高 混凝土强度和弯曲韧性，并且适当的混杂纤维组合对断裂韧性的影响要好 于单一的纤维掺杂。 （5）当纤维掺量低时(w<2％，W为质量分数)，混凝土的抗压强度不会明 显改变，但即使掺量非常低(w<0.5％)，也可以改善延展性和抑制裂缝的增 大。 （6）而纤维掺量变大时，会导致混凝土的和易性降低另外，压实和浇筑方 法很可能会影响纤维的位置和分布，对纤维的增强效果产生明显的作用， 较长的钢纤维更容易垂直于荷载方向分布，从而更有效地提高弯曲强度而 纤维长径比的不同也是影响混凝士性能和行为的重要因素
1997 年 Li 和 Kanda 等人开
始将 PVA 用于 ECC（即设计
水泥基复合材料的简称），
制成了聚乙烯醇纤维增强水
泥基复合材料。
4
1 国内外研究现状
我国在1970年引入纤维混凝土技术， 在各科研院所和施工单位开展了大量纤 维应用于混凝土的研究工作，并逐步在 实际工程中取得应用。
1993 年 颁布《纤维混凝土结构设计与施工规范》 极大地推动了钢纤维在公路路面、机场跑道、桥 面、以及各种建筑制品等领域的推广应用。
由此可见，先人们通过实际探索发现，纤维加入无机胶结料中有助于降 低其脆性并减少开裂。
3
1 国内外研究现状
1910年，美国人Porter建议把短 纤维均匀分散在混凝土中用以强 化基体材料，这是近代关于纤维 混凝土的理论研究的开端。
1964 年，丹麦的Krenchel 博士论文《纤维增强材料》 首次应用复合材料理论研究 了纤维增强无机胶结材料的 机理。
9
➢ 玄武岩纤维增强HSC收缩性能
参照美国混凝土学会ACI-544《纤维增强混凝土的性能测试》中的水泥砂 浆及混凝土干燥收缩裂缝测试方法测试试样的抗塑性收缩开裂性能。其试验 结果如下图所示，与基准混凝土相比，BF I—18，BFⅡ—18和BFⅢ—18的最大 裂宽分别降低了85％，87％和94％。说明掺加玄武岩纤维后的HSC抗裂性能 显著上升，通过比较各组的开裂指数也可得到该结论，3组掺纤维的HSC开裂 指数分别为基准混凝土的6.7％，4.9％和22.8％。同时也说明直接短切玄武岩 纤维对HSC的抗裂性能提高最大，有捻合股玄武岩纤维次之，无捻合股玄武 岩纤维较。
同济大学马一平认为聚丙烯纤维几何形态，即分散性越好其抗裂性 越强,聚丙烯纤维增强混凝土改善了抗弯韧性。
武铁明等人的研究表明，纤维均匀分布在新拌混凝土内构成一种网状结构，硬化中微
裂缝的发展遭到纤维的阻挡，从而阻断裂缝扩展达到抗裂的作用。。
5
2 纤维分类及其作用
掺入混凝土中的纤维按照其用途可分为：抗裂纤维和结构(增强) 纤维2类：
13
4 纤维混凝土的工程应用
第四类，耐冲刷、耐磨耗结构：如水工建筑物 第五类，水泥制品和预制构件：隔墙板，屋面折板， 波形瓦 第六类，特殊功能的工程部位：如承受动力荷载的重 型机械基础
14
5.1 合成纤维混凝土简介
高性能混凝土比之普通混凝土的突出优点是高耐久性、高体积稳定性和 高工作性，但是尽管如此，它仍不是完善的混凝土或理想的混凝土, 其最为 致的弱点是脆性增大，而且随着高性能混凝土强度的提高，其破坏形式往 往呈无征兆的爆炸性破坏，大量研究表明，在混凝土基材中掺加各类纤维 是提高混凝土韧性的最有效途径
7
3纤维混凝土的特性
a) 降低早期收缩裂缝，并可降低温度裂缝和长期收缩裂缝。 b) 裂后抗变形性能明显改善，弯曲韧性提高几倍到几十倍，
极限应变有所提高，破坏时，机体裂而不碎。 c) 而且弯曲疲劳和受压疲劳显著提高。 d) 具有有优良的抗冲击、抗爆炸及抗侵彻性能。 e) 混凝土的耐磨性、耐空蚀性、耐冲刷性、抗冻融性和抗渗
水工输水隧洞 铁路公路交通隧道 岩石或土体护坡
纤维混凝土由于抗折强度、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。在这一领域的应用越来越 收到工程界的重视。
12
4 纤维混凝土的工程应用
第三类，输水、储水和防渗工程
游泳池 蓄水池 刚性防水屋面 地下室防渗
纤维混凝土由于抗裂性能好、 收缩率低，因而具有防水防渗性 能。为了增强防渗效果，工程中 常常采用一些改性措施，掺入防 水剂、聚合物等等。
性均有不同程度的提高。 f) 提高混凝土的耐久性。
以玄武岩纤维为例，介绍纤维对混凝土各种性能的影响。 8
2）玄武岩纤维对高强混凝土的性能影响
➢ 玄武岩纤维增强HSC弯曲性能
弯拉强度反应了混凝土梁抗弯能力的大小，是反映 混凝土抗拉性能的又一指标，尤其能反映纤维混凝土的 受拉破坏情况。采用MTS810对试件进行三分点加载小 梁试验，其试验结果不同龄期混凝土的抗弯拉强度如图 所示。与基准混凝土相比，同龄期(3，7，28 d)的玄武 岩纤维混凝土的抗弯拉强度均有明显提高，说明玄武岩 纤维能有效地改善混凝土前期的强度和韧性。
纤维混凝土
1
01 国内外研究现状 02 纤维的分类和在混凝土中的作用 03 纤维混凝土的性能分析 04 纤维混凝土在工程中的应用 05 合成纤维混凝土实例讲解 06 展望
目录
CONTENTS
2
1 国内外研究现状
纤维混凝土，是纤维和水泥基料（水泥石、砂浆或混凝土）组成的复合 材料的统称，以水泥浆、砂浆或混凝土作基材，以纤维作增强材料所组成 的水泥基复合材料，称为纤维混凝土。其发展可追溯到一千多年前，古埃 及人将稻草掺到粘土中来晒干做成砖头；在我国民间，建造房屋时，在泥 巴当中掺入稻草、用黄土白灰拌合起来抹墙砌砖时掺入麻刀等
（2）而有机合成纤维多作为抗裂纤维使用，研究表明，结构纤维的材 质、外观、掺量以及方向分布等均会对纤维增强混凝土(FRC)的性能产生 影响。
6
2 纤维分类及其作用
10Βιβλιοθήκη Baidu
4 纤维混凝土的工程应用
第一类，弹性基础板或其他承重结构的板式结构
公路路面 机场道面 桥梁的桥面 工业建筑地面 赛场道面
发挥纤维混凝土抗拉强度、抗 折强度和抗剪强度高，收缩小、整 体性好、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀 性等优点，改善结构使用性能，延 长结构的使用寿命。
11
4 纤维混凝土的工程应用
第二类，岩石和土基的维护结构。
（3）混杂纤维组合中，钢纤维和聚酯纤维的组合可更好地减少塑性收缩裂 缝。 （4） 碳一钢纤维由于有相似的弹性模量和协同交互作用，可有效地提高 混凝土强度和弯曲韧性，并且适当的混杂纤维组合对断裂韧性的影响要好 于单一的纤维掺杂。 （5）当纤维掺量低时(w<2％，W为质量分数)，混凝土的抗压强度不会明 显改变，但即使掺量非常低(w<0.5％)，也可以改善延展性和抑制裂缝的增 大。 （6）而纤维掺量变大时，会导致混凝土的和易性降低另外，压实和浇筑方 法很可能会影响纤维的位置和分布，对纤维的增强效果产生明显的作用， 较长的钢纤维更容易垂直于荷载方向分布，从而更有效地提高弯曲强度而 纤维长径比的不同也是影响混凝士性能和行为的重要因素
1997 年 Li 和 Kanda 等人开
始将 PVA 用于 ECC（即设计
水泥基复合材料的简称），
制成了聚乙烯醇纤维增强水
泥基复合材料。
4
1 国内外研究现状
我国在1970年引入纤维混凝土技术， 在各科研院所和施工单位开展了大量纤 维应用于混凝土的研究工作，并逐步在 实际工程中取得应用。
1993 年 颁布《纤维混凝土结构设计与施工规范》 极大地推动了钢纤维在公路路面、机场跑道、桥 面、以及各种建筑制品等领域的推广应用。
由此可见，先人们通过实际探索发现，纤维加入无机胶结料中有助于降 低其脆性并减少开裂。
3
1 国内外研究现状
1910年，美国人Porter建议把短 纤维均匀分散在混凝土中用以强 化基体材料，这是近代关于纤维 混凝土的理论研究的开端。
1964 年，丹麦的Krenchel 博士论文《纤维增强材料》 首次应用复合材料理论研究 了纤维增强无机胶结材料的 机理。
9
➢ 玄武岩纤维增强HSC收缩性能
参照美国混凝土学会ACI-544《纤维增强混凝土的性能测试》中的水泥砂 浆及混凝土干燥收缩裂缝测试方法测试试样的抗塑性收缩开裂性能。其试验 结果如下图所示，与基准混凝土相比，BF I—18，BFⅡ—18和BFⅢ—18的最大 裂宽分别降低了85％，87％和94％。说明掺加玄武岩纤维后的HSC抗裂性能 显著上升，通过比较各组的开裂指数也可得到该结论，3组掺纤维的HSC开裂 指数分别为基准混凝土的6.7％，4.9％和22.8％。同时也说明直接短切玄武岩 纤维对HSC的抗裂性能提高最大，有捻合股玄武岩纤维次之，无捻合股玄武 岩纤维较。
同济大学马一平认为聚丙烯纤维几何形态，即分散性越好其抗裂性 越强,聚丙烯纤维增强混凝土改善了抗弯韧性。
武铁明等人的研究表明，纤维均匀分布在新拌混凝土内构成一种网状结构，硬化中微
裂缝的发展遭到纤维的阻挡，从而阻断裂缝扩展达到抗裂的作用。。
5
2 纤维分类及其作用
掺入混凝土中的纤维按照其用途可分为：抗裂纤维和结构(增强) 纤维2类：
13
4 纤维混凝土的工程应用
第四类，耐冲刷、耐磨耗结构：如水工建筑物 第五类，水泥制品和预制构件：隔墙板，屋面折板， 波形瓦 第六类，特殊功能的工程部位：如承受动力荷载的重 型机械基础
14
5.1 合成纤维混凝土简介
高性能混凝土比之普通混凝土的突出优点是高耐久性、高体积稳定性和 高工作性，但是尽管如此，它仍不是完善的混凝土或理想的混凝土, 其最为 致的弱点是脆性增大，而且随着高性能混凝土强度的提高，其破坏形式往 往呈无征兆的爆炸性破坏，大量研究表明，在混凝土基材中掺加各类纤维 是提高混凝土韧性的最有效途径
7
3纤维混凝土的特性
a) 降低早期收缩裂缝，并可降低温度裂缝和长期收缩裂缝。 b) 裂后抗变形性能明显改善，弯曲韧性提高几倍到几十倍，
极限应变有所提高，破坏时，机体裂而不碎。 c) 而且弯曲疲劳和受压疲劳显著提高。 d) 具有有优良的抗冲击、抗爆炸及抗侵彻性能。 e) 混凝土的耐磨性、耐空蚀性、耐冲刷性、抗冻融性和抗渗
水工输水隧洞 铁路公路交通隧道 岩石或土体护坡
纤维混凝土由于抗折强度、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。在这一领域的应用越来越 收到工程界的重视。
12
4 纤维混凝土的工程应用
第三类，输水、储水和防渗工程
游泳池 蓄水池 刚性防水屋面 地下室防渗
纤维混凝土由于抗裂性能好、 收缩率低，因而具有防水防渗性 能。为了增强防渗效果，工程中 常常采用一些改性措施，掺入防 水剂、聚合物等等。
性均有不同程度的提高。 f) 提高混凝土的耐久性。
以玄武岩纤维为例，介绍纤维对混凝土各种性能的影响。 8
2）玄武岩纤维对高强混凝土的性能影响
➢ 玄武岩纤维增强HSC弯曲性能
弯拉强度反应了混凝土梁抗弯能力的大小，是反映 混凝土抗拉性能的又一指标，尤其能反映纤维混凝土的 受拉破坏情况。采用MTS810对试件进行三分点加载小 梁试验，其试验结果不同龄期混凝土的抗弯拉强度如图 所示。与基准混凝土相比，同龄期(3，7，28 d)的玄武 岩纤维混凝土的抗弯拉强度均有明显提高，说明玄武岩 纤维能有效地改善混凝土前期的强度和韧性。
纤维混凝土
1
01 国内外研究现状 02 纤维的分类和在混凝土中的作用 03 纤维混凝土的性能分析 04 纤维混凝土在工程中的应用 05 合成纤维混凝土实例讲解 06 展望
目录
CONTENTS
2
1 国内外研究现状
纤维混凝土，是纤维和水泥基料（水泥石、砂浆或混凝土）组成的复合 材料的统称，以水泥浆、砂浆或混凝土作基材，以纤维作增强材料所组成 的水泥基复合材料，称为纤维混凝土。其发展可追溯到一千多年前，古埃 及人将稻草掺到粘土中来晒干做成砖头；在我国民间，建造房屋时，在泥 巴当中掺入稻草、用黄土白灰拌合起来抹墙砌砖时掺入麻刀等