钢纤维范文第1篇

（一）复合力学理论

复合力学理论是以连续纤维复合材料理论为基础，结合钢纤维在混凝土中的分布特点形成的。该理论是将复合材料视为以纤维为一相，基体为另一相的两相复合材料。

（二）纤维间距理论。纤维间距理论又称纤维阻裂理论，是1963年由J.P.Romualdi和J.B.Batson提出来的。该理论根据线弹性断裂力学理论解释纤维对裂缝发生和发展的约束作用，认为欲增强混凝土这种本身带内部缺陷的脆性材料的抗拉强度，必须尽可能地减少内部缺陷的尺寸，提高韧性，降低裂缝尖端的应力强度因子、减少裂缝尖端的应力集中作用，故在裂缝处用纤维连接，受拉时跨越裂缝的纤维将荷载传递给裂缝的上下表面，使裂缝处材料仍能继续承载，这样，因裂缝的出现孔边应力集中程度就缓和，随着桥接裂缝纤维数目的增多，纤维间距越小，缓和裂缝尖端应力集中程度越大，对裂缝尖端产生的反向应力场也越大，当纤维数量增加到密布于裂缝时，应力集中就会消失，进一步表明纤维的阻裂效应，即在复合材料结构形成和受力破坏的过程中，有效地提高了复合材料受力前后阻裂引发与扩展的能力，达到钢纤维对混凝土增强与增韧目的。

（三）界面应力传递的剪滞理论。钢纤维混凝土中钢纤维周围的水泥基体结构与自身结构是不相同的，即在钢纤维与基体之间存在着界面层。钢纤维混凝土的性能主要取决于混凝土基体性能、钢纤维含量以及它们之间的界面特性。假定界面是一层厚度可以忽略的薄层，但具有一定的力学性能。当荷载作用于钢纤维混凝土时，荷载一般先施加于低弹性的基体，然后通过纤维-基体的界面，把一部分荷载传递给高弹模的纤维，使纤维和基体共同承担荷载，从而起到增强的作用。

二、钢纤维混凝土的应用

钢纤维混凝土作为一种新型复合材料，以其优良的抗拉、抗弯、阻裂、耐冲击、耐疲劳、高韧性等物理力学性能，目前已被广泛应用于建筑工程、水利工程、公路桥梁工程、公路路面和机场道面工程、铁路公程、管道工程、内河航道工程、防暴工程和维修加固工程等各个专业领域。

（一）水利工程

钢纤维混凝土在水利工程中的应用比较广泛，主要将其用于受高速水流作用以及受力比较复杂的部位，如溢洪道、泄水孔、有压疏水道、消力池、闸底板和水闸、船闸、渡槽、大坝防渗面板及护坡等。这些部位对混凝土材料自身的抗拉强度、抗剪强度以及抗裂性能的要求都比较高，也正发挥了钢纤维混凝土的自身优势。我国在实际工程中应用的有：三峡工程、小浪底水利枢纽工程、三门峡泄水排砂底孔等工程。以上工程都获得了较为满意的效果，并取得了较好的经济效益。

（二）建筑工程。钢纤维混凝土在建筑工程中的影响越来越广泛，一般应用于房屋建筑工程、预制桩工程、框架节点、屋面防水工程、地下防水工程等工程领域中。如抗震框架节点中使用钢纤维混凝土，能代替箍筋满足节点对强度、延性、耗能等方面的要求，而且还能提供类似于箍筋约束混凝土的作用，并解决节点区钢筋挤压使混凝土难于浇注的施工问题；钢纤维混凝土还具有良好的抗裂性，可使构件在标准荷载下处于弹性阶段而不裂，不出现应力的重分布；用钢纤维混凝土制成的自防水预应力屋面板，不仅提高了自防水预应力屋面板的抗裂性能，同时也减少了纵向预应力筋的配筋率，提高了结构的耐久性。钢纤维混凝土在建筑中的应用实例有：福州东方大厦、沈阳市急救中心站综合楼、江苏省丹阳市中医院、辽阳市食品公司办公楼等工程。三）道路和桥梁工程。钢纤维混凝在道路和桥梁工程方面，主要广泛应用于路面、桥梁、机场跑道等工程中，包括新建及修补工程。钢纤维混凝土较普通混凝土有较好的韧性，抗冲击、抗疲劳性。它可使面层厚度减少，伸缩缝间距加长，使用性能提高，维修费用减低，寿命延长。面层较普通混凝土可减少30-50%，公路伸缩缝间距可达30-100m，机场跑道的伸缩缝间距可达30m。用于路面及桥面修补时，其罩面厚度仅为3-5cm。在实际工程中有：北京东西环路立交桥、沪杭高速公路成渝公路、大足朱溪大桥、广州解放大桥等工程中都采用了钢纤维混凝土解决工程难题，使用效果较好，经济效益显著。

（四）铁路工程。在铁路工程方面，钢纤维混凝土主要用于预应力钢纤维混凝土铁路轨枕、双块式铁路轨枕及抢修铁路桥面防水保护层中。铁路工程承受较大的荷载、较高的速度和数万次的振动，所以要求混凝土必须具有较高的强度、较高的抗冲击性及较大的塑性。这正好利用了钢纤维混凝土的抗冲击性及较好的塑性。建成的工程有：沈阳铁路局长达线维修工程、柳州铁路局黔桂铁路铺设工程、南昆铁路隧道工程和西安安康铁路椅子山隧道等工程土。钢纤维混凝土的应用，使维修工作量大为减少，并提高了线路的使用寿命，效果良好。

（五）港口及海洋工程。钢纤维混凝土在海洋工程中的使用主要是钢纤维混凝土的腐蚀问题，所以有待进一步研究，但在日本和挪威的使用经验是令人鼓舞的。日本钢铁俱乐部采用钢纤维混凝土作钢管桩防腐层，在海水中浸泡10年，钢纤维混凝土防腐完好，钢管表面无锈蚀，仍有金属光泽。挪威将钢纤维混凝土用于北海海底输气管道的隧道衬砌、Forsmark核电站海底核废料库的支护、海洋平台后张预应力管道孔的封堵以及码头混凝土受海水腐蚀部位的修补等。我国江苏石舀港码头的轨道梁工程中也使用了钢纤维混凝土。

除了上述领域外，还有很多钢纤维混凝土的应用的实例，如承受重级工作制造工业厂房和仓库地面、薄壁蓄水结构、预制板、离心管、污水井、游泳池、耐火混凝土和耐火材料、抗爆结构、各类建筑物和构筑物的修补、补强加固、抗震加固等。

三、结束语

钢纤维混凝土具有普通混凝土不具有的优点，且具有良好的经济效益，其在民用建筑楼地面、公路路面、预制构件水利工程、港口码头、机场跑道和停机坪、桥梁隧道以及各种构筑物等方面的应用前景将是十分广阔的前景。

参考文献：

[1]J.P.RomualdiandG.B.Batson.MechanicsofCrackArrestinConcrete,Proc.ASCE,Vol.89,EM3,Junal1963(pp.147-168).

[2]高丹盈，刘建秀.钢纤维混凝土基本理论[M].北京：科学技术文献出版社.1994.三）道路和桥梁工程。钢纤维混凝在道路和桥梁工程方面，主要广泛应用于路面、桥梁、机场跑道等工程中，包括新建及修补工程。钢纤维混凝土较普通混凝土有较好的韧性，抗冲击、抗疲劳性。它可使面层厚度减少，伸缩缝间距加长，使用性能提高，维修费用减低，寿命延长。面层较普通混凝土可减少30-50%，公路伸缩缝间距可达30-100m，机场跑道的伸缩缝间距可达30m。用于路面及桥面修补时，其罩面厚度仅为3-5cm。在实际工程中有：北京东西环路立交桥、沪杭高速公路成渝公路、大足朱溪大桥、广州解放大桥等工程中都采用了钢纤维混凝土解决工程难题，使用效果较好，经济效益显著。

（四）铁路工程。在铁路工程方面，钢纤维混凝土主要用于预应力钢纤维混凝土铁路轨枕、双块式铁路轨枕及抢修铁路桥面防水保护层中。铁路工程承受较大的荷载、较高的速度和数万次的振动，所以要求混凝土必须具有较高的强度、较高的抗冲击性及较大的塑性。这正好利用了钢纤维混凝土的抗冲击性及较好的塑性。建成的工程有：沈阳铁路局长达线维修工程、柳州铁路局黔桂铁路铺设工程、南昆铁路隧道工程和西安安康铁路椅子山隧道等工程土。钢纤维混凝土的应用，使维修工作量大为减少，并提高了线路的使用寿命，效果良好。

（五）港口及海洋工程。钢纤维混凝土在海洋工程中的使用主要是钢纤维混凝土的腐蚀问题，所以有待进一步研究，但在日本和挪威的使用经验是令人鼓舞的。日本钢铁俱乐部采用钢纤维混凝土作钢管桩防腐层，在海水中浸泡10年，钢纤维混凝土防腐完好，钢管表面无锈蚀，仍有金属光泽。挪威将钢纤维混凝土用于北海海底输气管道的隧道衬砌、Forsmark核电站海底核废料库的支护、海洋平台后张预应力管道孔的封堵以及码头混凝土受海水腐蚀部位的修补等。我国江苏石舀港码头的轨道梁工程中也使用了钢纤维混凝土。

除了上述领域外，还有很多钢纤维混凝土的应用的实例，如承受重级工作制造工业厂房和仓库地面、薄壁蓄水结构、预制板、离心管、污水井、游泳池、耐火混凝土和耐火材料、抗爆结构、各类建筑物和构筑物的修补、补强加固、抗震加固等。

三、结束语

钢纤维混凝土具有普通混凝土不具有的优点，且具有良好的经济效益，其在民用建筑楼地面、公路路面、预制构件水利工程、港口码头、机场跑道和停机坪、桥梁隧道以及各种构筑物等方面的应用前景将是十分广阔的前景。

参考文献：

钢纤维范文第2篇

Abstract: The paper introduces the impact of steel fiber on concrete's mechanism strengthening and further discusses its impact on mechanical property and durability of concrete. At last, the author describes his expectation on the development of steel fiber reinforced concrete.

关键词:钢纤维混凝土;增强机理;力学性能;耐久性

Key words: steel fiber reinforced concrete;mechanism strengthening;mechanical property;durability

中图分类号:TU528 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)21-0143-01

1钢纤维对混凝土的增强机理

钢纤维对混凝土的增强机理,一种是运用复合力学理论。最先将复合力学理论用于钢纤维混凝土的有:英国的R・N・Swamy,P・S・Mangat等。该理论将钢纤维混凝土简化为钢纤维和混凝土两相复合材料,复合材料的性能为各相性能的加和值。复合力学理论仅适用于钢纤维混凝土初裂前的情况,一旦基体开裂,该理论就不能适用了。

另一种是建立在断裂力学基础上的纤维间距理论。纤维间距理论的主要代表有:J・P・Romualdi,J・B・Batson和J・A・Mandel。该理论建立在线弹性断裂力学的基础上,认为混凝土内部有尺度不同的微裂缓、空隙和缺陷,在施加外力时,孔、缝部位产生大的应力集中,引起裂缝的扩展,最终导致结构破坏。而在脆性基体中掺人钢纤维后,有效地提高了复合材料受力前后阻止裂缝引发与扩展的能力,达到纤维对混凝土增强与增韧的目的。

2钢纤维对混凝土的物理力学性能的影响

2.1 钢纤维混凝土抗压性能一般情况下,钢纤维对提高混凝土的抗压强度不明显,在钢纤维混凝土结构的保守设计中,钢纤维对混凝土抗压强度的改善作用可以忽略。

2.2 钢纤维混凝土抗拉性能钢纤维混凝土试件的劈裂抗拉强度随钢纤维体积率的增加而增加。

2.3 钢纤维混凝土抗弯性能钢纤维增强混凝土的抗弯性能主要包括初裂弯拉强度、弯拉强度、弯曲韧性和弯拉弹性模量等,其中初裂弯拉强度是反映钢纤维增强混凝土初裂前阻裂能力的指标,弯拉强度是路面、道面等工程设计与工程质量检验和验收的主要指标。通过对钢纤维增强混凝土在弯曲荷载作用下的初裂弯拉强度、弯拉强度、弯曲韧性及弯拉弹性模量等抗弯性能的实验,并与普通混凝土相比较表明:钢纤维增强混凝土抗弯性能比普通混凝土有显著的提高和改善。

2.4 钢纤维混凝土抗剪性能混凝土的抗剪性能以抗剪强度为衡量指标。影响钢纤维混凝土抗剪强度的主要因素有混凝土基体、钢纤维的品种、体积率、长径比及界面黏结状况等。

2.5 钢纤维混凝土抗冲击性能钢纤维增强混凝土的冲击试验,目前国内外尚无统一的方法,常用的有受压冲击法和受弯冲击法两种,受弯冲击法比较能反映钢纤维增强混凝土的特性。总之,在冲击荷载作用下,普通混凝土一旦裂缝出现,随即引起崩塌,其初裂和破坏时的冲击次数(冲击耗能)相近。钢纤维增强混凝土则随体积率的增大,不仅初裂次数增多,冲击耗能增大,初裂强度提高,而且破坏时呈多点开裂,且裂而不断。初裂与破坏冲击次数(冲击耗能)随钢纤维的体积率、长径比及基体强度等级的增大而提高。

2.6 钢纤维混凝土弯曲疲劳性能当混凝土中掺入适量的钢纤维时,钢纤维将明显的提高抗疲劳性能。钢纤维混凝土疲劳方程与素混凝土疲劳方程的最大不同点是包含了钢纤维体积率、钢纤维长径比,即在混凝土基材中掺入不同体积率和长径比的钢纤维。因此,钢纤维混凝土的疲劳性能不仅受混凝土基材疲劳特性的影响,而且与钢纤维的体积率、长径比有很大关系。其中长径比是影响疲劳寿命的重要因素。我国有关设计规范中,没有钢纤维混凝土疲劳应力系数的规定,只是简单套用较早的普通混凝土路面的疲劳方程,加上钢纤维的体积率和长径比对疲劳性能的影响。

3钢纤维对混凝土耐久性的影响

3.1 钢纤维混凝土的抗冻性根据赵国藩等著的《钢纤维混凝土结构》,钢纤维体积率对混凝土的抗冻性影响十分明显,其影响程度与混凝土基体强度等级或W/C大小有关。通过大量的实验结果可知:钢纤维对高W/C的混凝土比对低W/C的混凝土有更好的抗冻效果。因为W/C越大,抗冻能力越低,钢纤维对提高这类混凝土的抗冻效果就越突出。

3.2 钢纤维混凝土的抗渗性由大量实验结果可知:钢纤维的掺入对于混凝土的抗渗性有很大的改善。混凝土的抗渗性与其内部的微裂缝有很大的关系。掺入钢纤维后,由于纤维与混凝土之间的粘结作用,纤维降低了原生裂缝的发生;纤维的存在使得裂缝不能直通,阻碍了次生裂缝的发展。当裂缝得不到发展而停留在微裂缝的阶段,即可有效地阻止水的渗透,从而提高了混凝土的抗渗性 。

3.3 钢纤维混凝土的耐磨性研究指明,在混凝土中掺入钢纤维,其耐磨能力高于混凝土基体的耐磨能力。采用钢纤维混凝土强度等级为CF35,中砂,碎卵石,钢纤维掺量为1%,制成50mm×50mm×50mm的钢纤维增强混凝土试件与同类配合比的普通混凝土试件,同时在国产耐磨机上进行实验,每转动10min,取三次磨耗损失质量的平均值。实验结果表明,钢纤维增强混凝土的磨耗损失比普通混凝土的磨耗损失降低了30%左右,因此,钢纤维增强混凝土更适用于有耐磨要求的桥面、路面、溢洪槽以及工业厂房地面等。

3.4 钢纤维混凝土的抗腐蚀性钢纤维混凝土一般采用低水灰比、低渗透性配合比,混凝土质量一般较高,钢纤维又能阻碍和约束裂缝的产生和发展。所以,腐蚀介质很难侵入钢纤维混凝土内部,一般认为钢纤维混凝土具有良好的抗锈蚀性。钢纤维混凝土的工程应用有三十多年的历史,至今未见因钢纤维锈蚀而造成严重劣化或工程失效的报道。

4钢纤维混凝土的发展

与普通的混凝土相比,钢纤维造价较高,若能开发出更好的钢纤维制造工艺,用较少的钢纤维量达到更好的性能,必能降低成本,进一步推广钢纤维混凝土的应用。同时,钢纤维混凝土的增强机理并不完善,纤维间距理论忽略了纤维自身的耦合作用,复合材料理论忽略了纤维复合带来的耦合效应,都有应用局限性,需待进一步的探讨和研究。理论研究的不断深入,也必将使钢纤维混凝土有着更为广阔的工程应用前景,促进我国钢纤维混凝土的研究再上一个新的台阶。

参考文献:

[1]赵国藩,黄承逵.纤维混凝土的研究与应用[M].大连:大连理工大学出版社,1992.

钢纤维范文第3篇

关键词：复合钢纤维混凝土，力学性能，试验研究

中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：

1 引言

钢纤维混凝土(Steel fiber reinforced concrete, SFRC)是在普通混凝土中均匀掺入一定量钢纤维组成的一种复合材料。因钢纤维在混凝土中均匀乱向分布，在受载过程中限制和滞后了混凝土基体的裂缝发展，使脆性的混凝土变为具有良好韧性的水泥基复合材料，从而具有较高抗震、抗裂、抗冲击性能，改善混凝土抗拉、抗压、抗剪和耐磨性能。鉴于以上优越性，钢纤维增强混凝土在路面、桥面混凝土轨枕、机场跑道、抗震抗爆结构等土建工程中得到日益广泛的应用，前景十分广阔[1、2]。

钢纤维对混凝土的增强作用是由混凝土材料特性、钢纤维掺量、钢纤维自身参数等因素共同作用产生的。研究表明单纯增加钢纤维掺量并不能显著提高钢纤维混凝土的力学性能，在经济上并不可取[3]。本文试验研究了复合钢纤维掺入形式对混凝土的力学性能的影响，可以作为实际工程中更加经济合理地使用钢纤维混凝土的参考依据。

2 力学性能试验研究

2.1 试验安排

试件按《钢纤维混凝土试验方法标准》（CECSI3：89）要求制作。抗压试件和劈拉试件尺寸均为150mm×150mm×150mm，抗折试件为150mm×150mm×550mm。材料选用425＃水泥，河砂，碎石，碎石最大粒径25mm，钢纤维采用赣州大业金属纤维有限公司的GSF0960、GSF0645、GSF0213切断型钢纤维，长径比分别为65、67、75，纤维长度分别为60mm、45mm、20mm，三种钢纤维按重量比1：1：1混合。钢纤维体积掺量取0、2％二组，基体采用C30、C60、C90三种细石混凝土。

2.2 试验方法

试验包括抗压强度、劈拉强度和抗折强度试验三部分。抗压强度和劈拉强度试验采用500t静载试验机，试验按《钢纤维混凝土试验方法标准》进行。

抗折试验采用50t静载试验机，加载模式为中点加载。荷载由压力机表盘示数读出，在试件下沿中心设置挠度计以测量试件挠度。《钢纤维混凝土试验方法标准》规定应采用三等分点加载，本试验由于条件所限未能采用这种加载方式。为使试验结果具有可比性，以下对这两种方式的换算关系加以分析。

《标准》试验方法条件下两加载点之间处于纯弯状态，其给出的抗折强度的计算公式如下：

为三分点加载模式下试件破坏荷载。此式实为纯弯条件下试件下沿中心点的弯曲正应力计算公式。

本文试验采用的加载方式在试件的中间截面剪应力为零，故中间截面处只有弯曲正应力，求出此弯曲应力就是本文试验得出的抗折强度，即：

为中点加载模式下试件破坏荷载。此式作为本文抗折强度的计算公式。

又设试件破坏时弯曲应力相等，可得：

即中点加载时所得荷载值的1.5倍为三分点加载时的荷载值。与标准试验结果的对比表明，以上所述换算关系是成立的。

2.3 试验结果及分析

试验得到复合钢纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗折强度数据如表1，表中“2单”为作为对比的2％钢纤维掺量单种钢纤维混凝土数据。图1、2、3为典型弯曲荷载－挠度曲线。根据图1、2、3使用日本土木工程协会标准JSCE G552标准计算了材料的韧性指数，结果一并列于表1。

表1抗压强度、劈拉强度、抗折强度试验结果

2.3.1 两种钢纤维掺入形式对钢纤维混凝土抗压强度的影响

从表1和图1～3可以看出，单一钢纤维和复合钢纤维这两种钢纤维掺入形式对钢纤维混凝土的抗压强度有一定影响，但总的来说影响不大，只有在混凝土基体强度较高时，复合钢纤维混凝土的抗压强度产生了较大的增长。表1数据计算表明，当混凝土基体强度分别为C30、C60、C90时，复合钢纤维混凝土的抗压强度分别较单一钢纤维混凝土抗压强度增长7.6％、1.9％，17.9％。从钢纤维混凝土的增强机理来说，钢纤维的抗拉强度很高。所以，当试件受压时，混凝土内乱向钢纤维网格对基体混凝土的约束作用很强，使试件处于近似的三向受压状态，从而导致材料的抗压强度提高，所以钢纤维混凝土材料的抗压强度较素混凝土有了较大的提高。但由于本文试验微钢纤维表面光滑，所以与混凝土基体的粘结强度很低，微钢纤维的掺入实际上使整个体系内增多了截面薄弱区，从而导致材料的抗压强度几乎没有明显的提高。

图1 C30钢纤维混凝土 图2 C60钢纤维混凝土 图3 C90钢纤维混凝土

2.3.2两种钢纤维掺入形式对钢纤维混凝土劈裂抗压强度的影响

本文的试验结果表明，掺入钢纤维后混凝土的抗拉强度有较大的增长。其中，复合钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度增长尤其明显，基本上都较基体混凝土劈拉强度增长了1倍以上，较单一钢纤维混凝土有更好的增强效果。

2.3.3两种钢纤维掺入形式对钢纤维混凝土抗弯强度和弯曲韧性的影响

由图1、2、3可以看出，两种钢纤维掺入方式对混凝土的抗弯强度均有较好的增强效果，其中复合钢纤维混凝土的极限抗弯强度更高一些，C30、C60、C90三种标号混凝土的抗折强度较单一钢纤维混凝土增长8.3％、8.2％，2.9％。在荷载－挠度曲线图上，复合钢纤维混凝土的荷载－挠度曲线包围的面积更大，极限荷载至破坏区段下滑曲线的斜率也较单一钢纤维混凝土下降段斜率更小，说明当试件破坏时材料吸收的应变能更多，材料的塑性变形能力更好。试件进入下降段时，钢纤维与混凝土间的界面粘结力达到了极限值，钢纤维逐渐被拔出，承载能力逐步下降,最终导致试件完全破坏.在此阶段内,由于数目众多且乱向分布的微钢纤维仍需吸收很大的能量,故荷载挠度曲线的下降趋势较为平缓,材料呈现良好的塑性或韧性。

本文采用日本土木工程协会标准JSCE G552标准计算了材料的韧性指数。韧性指数的计算结果表明，复合钢纤维混凝土的韧性较单一钢纤维混凝土有较大提高。C30、C60、C90三种标号混凝土的韧性指数提高幅度分别为9％、60％、56％。这显示复合钢纤维掺入方式对高标号混凝土的韧性指标改善较为明显。

3 结论

（1）复合钢纤维掺入对混凝土的抗压强度有一定影响，但影响程度不大。

（2）复合钢纤维掺入后混凝土的劈裂抗拉强度增长尤其明显，基本上都较基体混凝土劈拉强度增长了1倍以上，较单一钢纤维混凝土对基体混凝土的增强有明显的提高。

（3）复合钢纤维混凝土的抗弯强度较单一钢纤维混凝土有一定的提高，约为2～8％。对钢纤维混凝土的韧性指标有很明显的改善。说明通过复合钢纤维的掺入可以在大大改善钢纤维混凝土的塑性变形性能。

参考文献：

（1）钢纤维砼(SFRC)及其应用研究.宋万明，董斌. 昆明理工大学学报，第23卷第1期，1998年2月，P20~24.

（2）钢纤维混凝土本构理论的研究、工程应用及发展. 程庆国. 中国铁道科学，第20卷第2期(总第48期)，1999年6月.P1~9.

钢纤维范文第4篇

Abstract: Along with the development of market economy, China's urbanization process accelerates. Chinese infrastructure construction is gradually increasing, road and bridge projects construction increases, and the demand for building materials to road and bridge projects bwcomes higher and higher. Steel fiber reinforced concrete as a new type of composite material, can effectively enhance the construction of concrete tensile, flexural and impact performance. This paper briefly outlines the basic concepts and performance of steel fiber reinforced concrete, deeply discusses the specific applications of steel fiber reinforced concrete in road and bridge engineering, and briefly introduces construction technology of steel fiber reinforced concrete for reference.

关键词:钢纤维混凝土;施工工艺

Key words: steel fiber reinforced concrete;construction technology

中图分类号:TU37 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)23-0063-01

1钢纤维混凝土概述

随着我国城市化建设的迅速发展,我国居民对建筑工程质量要求越来越高,为了增强混凝土的强度,在工程施工中一般在普通的混凝土中加入一定量的钢纤维混合成钢纤维混凝土,以此来改善混凝土的拉伸强度,增加其承载能力,钢纤维混凝土在我国的基础建设工程中已经得到了广泛应用。

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成,显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,具有较好的延性。

钢纤维混凝土(简称SFRC)是指把占混凝土体积的1%～2%的,直径为0.3～0.6mm、长度为20mm,40mm的短钢纤维均匀地混合到混凝土中,可以是特定方向也可以是随机的方向。新形成的混凝土便是钢纤维混凝土,根据掺入的钢纤维的加工工艺的不同,钢纤维混凝土主要可以分为四种,其中冷拔型钢纤维抗拉强度最高,性能最好。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(fm),纤维的长径比(钢纤维长度l与直径d的比值,即l/d),纤维的体积率(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(τ),以及纤维在基体中的分布和取向(η)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。

钢纤维混凝土主要是通过取代建筑工程中的钢筋,减小构件的截面尺寸或减小路面的厚度,调整伸缩的缝间距等来提高路桥工程的质量,有效地缩短工期,降低路桥工程的造价,保证其较长的使用寿命。

2钢纤维混凝土在路桥工程中的具体应用

2.1 在路面工程中的应用钢纤维混凝土在路面工程中应用时,主要是通过减少路面的铺设厚度,少设缝隙,提高路面的耐磨性等来提高路面的使用寿命,从具体的应用来看,主要包括两个方面的应用,一方面是钢纤维混凝土在新建路面工程中的应用,另一方面是钢纤维混凝土在罩面修补路面中的应用。在新建路面的工程中,采用钢纤维混凝土,减小路面的厚度,保证双车道路面不设纵缝,增加路面的使用寿命。在罩面修补路面中,可以采用结合式罩面面层与旧混凝土相互粘结为一整体,共同发挥结构的整体强度作用。也可以采用分离式罩面层,在中间设置一个隔离层,各层独立发挥作用。

2.2 在桥梁工程中的应用钢纤维混凝土一般在桥梁工程中应用于以下几个方面,在桥面铺装上,可以利用钢纤维混凝土达到上述道路工程的效果,有效改善桥梁的受力情况,在桥梁结构的局部加固方面,可以采用转子Ⅱ型喷射机喷射5~20cm钢纤维混凝土以满足结构的整体性和抗震性要求。

2.3 在隧道工程中的应用在隧道工程中采用钢纤维混凝土,一般是通过钢纤维混凝土对隧道进行支护加固,可以有效的加强隧道结构的整体性,增强其承载能力,同时在隧道工程中,可以采用钢纤维混凝土减少隧道的衬砌结构厚度,增强隧道的抗震能力,减少隧道的开挖数量,降低隧道工程的成本,增强隧道工程的经济效益。

3施工中应注意的问题

钢纤维混凝土因其低成本和有效提升混凝土强度的作用,在路桥工程上应用广泛。钢纤维的分布是否均匀对钢纤维混凝土的工程质量有很大的影响。为了保证钢纤维混凝土发挥出其应有的作用,在施工中,除了依据混凝土的施工规范进行施工外,还要关注以下几个方面:

3.1 施工流程中需要注意的将钢纤维放入搅拌机与混凝土搅拌在一起时,必须要先通过分散机,采用分级投料,按照砂、钢纤维、碎石的次序,先干后湿,进行搅拌,避免出现结团现象。同时在进行钢纤维混凝土浇注时必须连续保持连续进行,振捣时使用平板振动器振捣成型,并将振捣过的混凝土表面压平,避免钢纤维外露。

3.2 施工工具方面在钢纤维混凝土施工时要避免搅拌机的超负荷工作,一般在进行钢纤维混凝土施工中采用的工具是强制式搅拌机。在钢纤维混凝土工程即将完工时,可以采用摊铺机将其做成整幅式。

4结语

随着我国城市化建设的深入发展,路桥工程作为城市基础建设的重要组成部分,将会逐步增加,钢纤维混凝土作为新型的混凝土符合材料,可以提高混凝土的强度,降低路桥工程成本,可以预见,其将会在路桥工程中广泛使用,同时随着生产方法的成熟和生产技术的改进,钢纤维混凝土的成本将逐渐降低,因此其应用范围将进一步拓宽,在具体的施工过程中,一定要严格按照混凝土的施工规范进行指导操作,保证钢纤维混凝土最大效用的发挥。

参考文献:

[1]徐平.钢纤维聚合物混凝土机床基础件静动态力学性能及损伤机理研究[D]. 辽宁工程技术大学,2006 .

[2]范小春.层布式钢纤维混凝土基本性能与应用研究[D].武汉理工大学, 2008.

[3]郭艳华.钢纤维混凝土增韧性能研究及韧性特征在地下结构计算中的应用[D].西南交通大学,2008.

钢纤维范文第5篇

关键词：市政路桥工程；钢纤维混凝土；施工技术；质量控制

市政路桥工程对混凝土要求是比较高的，一般混凝土是由石头、砂子、水泥、水一起搅拌形成，由于其构成物本身特性抗拉伸能力较小这样在受到外界因素影响时容易发生断裂，这样形成的桥梁也容易发生坍塌及道路不平崎岖，不利于交通发展及居民生活。而在搅拌混凝土过程中按一定比例投入钢纤维形成新的复合型材料，钢纤维自身物理特性使其能够均匀分布其他材料之中，发挥不同材料特性。钢纤维混凝土具有强的耐久性、高强度、高效负荷性能，而且相比较经济成本低，使用性能高，因此，钢纤维混凝土的施工技术要不断地提高，更好的应用于道路、桥梁工程中，促进路桥工程事业的发展。

1关于钢纤维混凝土的简要介绍

钢纤维混凝土顾名思义就是钢纤维与混凝土混合搅拌新兴复合材料。相对比其他普通混凝土其物理特性具有较强的优越性，把钢纤维与混凝土二者的优点充分发挥出来。钢纤维混凝土已经被广泛应用到路桥工程中，将钢纤维的柔韧性及强度与混凝土的硬度结合起来发挥1+1>2的效应，现在针对钢纤维混凝土研究技术不断发展，保障路桥工程事业的进步发展。

2钢纤维混凝土运用于道路施工的重要意义

在市政路桥工程中运用钢纤维混凝土施工技术，能够有效地降低市政工程道路的厚度，提高道路耐磨型及抗压性，同时能够简化工序有效延伸道路使用周期，确切表现在以下几方面：2.1降低市政工程道路的厚度。钢纤维混凝土施工技术在市政工程道路施工中主要应用的是复合式路面铺设方式，复合式路面铺设方式主要分为双层铺设方式及三层铺设方式，不管哪种方式都能有效降低道路的厚度，但施工人员需要结合现场实际情况决定采取哪种方式从而提高钢纤维混凝土在道路施工中应用性能。2.2简化道路施工的工序。钢纤维混凝是属于复合型材料，比普通混凝土的性能及施工工艺高出很多，在道路施工中运用钢纤维混凝土施工技术有效降低道路厚度进而减少道路施工程序。2.3可有效的延长道路的使用寿命。在道路施工中运用钢纤维混凝土施工技术不仅减低道路厚度，简化道路施工程序，同时能够提高道路增强道路耐磨、抗压、抗冻性能，有效提高道路使用寿命，钢纤维混凝土施工技术的优越性能使得其广泛应用到道路施工中。

3桥梁施工中钢纤维混凝土的应用价值

3.1提高桥面的力学性能。在桥梁施工中运用钢纤维混凝土施工技术能够提高桥面的抗冻性及抗压性同时增加桥面舒适度，因为桥面本身有一定刚度对钢纤维混凝土的铺设可以减小这样就可以降低桥梁承载能力。3.2提高主梁的承载力。运用钢纤维混凝土施工技术能够发挥桥梁力学结构作用预防桥梁变形保障桥梁质量，提高桥梁承载力减轻桥梁结构重量降低材料使用率，减少材料成本支出提高桥梁工程带来经济效益。3.3增加桩的力学性能。在市政桥梁工程施工中运用钢纤维混凝土施工技术能够有效提高桥梁桩的穿透力从而减少桥梁桩的锤击工序进而加快桥梁工程的施工进度。

4市政路桥施工中钢纤维混凝土质量的控制措施

4.1关于原材料的检验与控制。首先，需要对原材料进行入库前的数量、质量检查，并且严格按照相关规定进行原材料存放工作。同时，对于不合格原材料要拒绝入库处理，做好相应处理工作。其次，在材料发放的过程中要进行自检，对原材料进行分类存放，严格把控材料质量。最后，投料作为材料在工艺过程中最后程序要严格进行材料自检，避免不合格品出现。因此，这就要求负责材料相关人员对材料存放分类、规格等有一定熟悉度，并且相关质检工作要从仓库到施工现场进行监督。4.2关于工地实验室相关配置。工地实验室是进行钢纤维混凝土施工技术研究的专业化场所，加强对工地实验室的相关配置及对实验工作人员工作能力培训，对于实验工作人员要求有专业技术水平及相关工作经验。4.3关于施工过程中工序的质量控制。加强对施工过程中每一道工序的质检工作，保证每一道工序质量，从源头开始对质量进行控制，确保在施工过程中避免因质量问题出现返工及停工，保证工程正常运行。同时对实验室机器设备进行定期检查，并做好相应文字记录。

5钢纤维混凝土施工技术的可持续发展策略

5.1提高人们对路桥钢纤维混凝土高性能化的意识。通过对技术施工人员进行积极知识技能培训，让相关人员了解钢纤维混凝土的性能及优势，加大社会、政府、施工单位各方对钢纤维混凝施工技术的重视，强化对其性能的认识，推广钢纤维混凝土施工技术在市政路桥工程中的应用，从而实现钢纤维混凝土技术的可持续发展。5.2健全钢纤维混凝土施工技术体系。建立健全钢纤维混凝土施工技术体系，并制定相关规章制度，保障钢纤维混凝土施工技术质量，并建立相关奖惩制度加强对钢纤维混凝土的技术管理，促进钢纤维混凝土施工工艺的不断创新发展。5.3加强对钢纤维混凝土施工技术创新应用。为适应市政路桥工程发展，要不断加强对钢纤维混凝土施工技术的创新，这样才能充分发挥钢纤维混凝土性能，能够加强路桥工程质量，促进钢纤维混凝土施工技术的可持续发展。

6结论

钢纤维混凝土由于其具有良好的抗压力及负荷性能在市政路桥工程中被广泛应用，加强对钢纤维混凝土施工技术创新，使钢纤维混凝土整体性能得到提高。同时加强市政路桥工程钢纤维混凝土质量控制，工程施工人员对钢纤维混凝土的性能及应用范围有清晰的认识，可以更好地将钢纤维混凝土技术应用到路桥工程中，为推动路桥工程事业不断发展提供技术支持。

参考文献

[1]李进兴.市政路桥施工中钢纤维混凝土施工技术的应用研究[J].中华民居（下旬刊），2014（7）：302-303.

[2]李勤剑.市政路桥建设中钢纤维混凝土施工技术要点探究[J].科技展望，2014（8）：72.