钢纤维混凝土中乱向分布的钢 纤维主要作用是阻碍混凝土内部微裂缝的
扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展。在受荷(拉、弯)初期,水泥基料与
纤维共同 承受外力,当混凝土开裂后,横跨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一系列优越 的物理和力学性能。
钢纤维的优点
现代施工工艺中,逐渐采用湿喷钢纤维混凝土,目前使用长20~40mm厚0.5mm的钢纤维。其优点是:
1)5%~10%的回弹率,比干喷低得多;
2)不产生钢纤维的回弹,使用40mm的钢纤维时,也能控制回弹;
3)混凝土质量均一,通常可达到55MPA的强度,特殊作业时,可达到100MPA;
4)环境条件好,粉尘少;
5)作业安全;
6)水灰比小,透水性低;
7)不需要防腐蚀处理,可防止电解和加速腐蚀。
钢纤维是一种新、高性能的钢纤维品种。钢纤维道路的配合比设计方法大体与普通混凝土相同,不同点为:强度双控标准(抗压强度和弯拉强度);
钢纤维掺量根据设计要求的弯拉强度确定;单位用水量和砂率与纤维掺量有关,每掺加0.5%(体积率)钢纤维,单位用水量增加6kg,砂率增大2%。
?钢纤维混凝土的物理 和力学性能具体表现在:
1.具有较高的抗拉、抗弯、 抗剪和抗扭强度
在混凝土中掺入适量钢 纤维,其抗压强度提高10%~80%(C50以上混凝土提高幅度显着),抗拉强度提高50%~**,抗弯强度提高50%~80%,抗剪强 度提高50%~**。试验表明,长度为5~15mm,长径比为10~30的**短钢纤维抗压强度提高幅度较短纤维大得多,但抗拉强度 、抗折强度较短纤维低得多。
2.具有的抗冲击性能
材料抵抗冲击或震动荷载作用 的性能,称为冲击韧性,在《公路水泥混凝土纤维材料钢纤维》JT/T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。
3.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%。
4.抗疲劳性能显着提高
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1×106次时,应力比为0.68,而普通混凝土仅 为0.51;当掺有2%钢纤维混凝土抗压疲劳寿命达2×106次时,应力比为0.92,而普通混凝土仅为0.56。
5.耐久性能显着提高
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着提高。掺有1.5%的钢纤维混凝土经150次冻融循环,其抗压和抗弯强度下降20%,而其他条件相同的普通混凝土却下降60%以上;经过 200次冻融循环,钢纤维混凝土试件仍保持完好。
掺量为1%、强度 等级为CF35的钢纤维混凝土耐磨损失比普通混凝土降低30%。掺有2%的钢纤维高强混凝土抗气蚀能力较其他条件相同的高强 混凝土提高1.4倍。钢纤维混凝土在空气、污水和海水中都呈现良好的耐腐蚀性,暴露在污水和海水中5年后的试件碳化深度 小于5mm,只有表层的钢纤维产生锈斑,内部钢纤维未锈蚀,
不像普通钢筋混凝土中钢盘锈蚀后,锈蚀层体积膨胀而将混凝土胀裂
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