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钢纤维混凝土是将钢纤维加入粘性硬化水泥砂浆中,经拌合而成的一种混合物。钢纤维将混凝土中的应力重新分配,并抑制了裂缝的形成和扩散,使之成为能在开裂后维持残余应力并更加柔韧的钢纤维混凝土。钢纤维的抗弯拆功能,钢纤维应能经受直径3㎜钢棒弯拆90°不断,每批次查验不少于10根;适用于以耐碱不锈钢钢纤维为首要增强材料、硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥或硅酸盐水泥为胶 凝材料、砂子为集料,采用直接喷射工艺或预混喷射工艺制成的不锈钢钢纤维增强水泥非承重外墙板。钢纤维混凝土在我国70年代开始研究与应用,它是一种新型高强度的复合材料,具有良好的材料性能,同时由于混凝土与钢纤维接触界面之间有很大的界面粘结力,因而可将外力传到抗拉强度大、延伸率高的纤维体上,使钢纤维混凝土作为一个均匀整体抵抗外力作用,显著提高了混凝土原有的抗拉、抗弯和断裂延伸率,特别是提高了混凝土的抗冲击性和耐久性。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。
钢纤维混凝土在我国70年代开始研究与应用,它是一种新型高强度的复合材料,具有良好的材料性能,同时由于混凝土与钢纤维接触界面之间有很大的界面粘结力,因而可将外力传到抗拉强度大、延伸率高的纤维体上,使钢纤维混凝土作为一个均匀整体抵抗外力作用,显著提高了混凝土原有的抗拉、抗弯和断裂延伸率,特别是提高了混凝土的抗冲击性和耐久性.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.近年来的研究表明,将硅灰与钢纤维复合掺入fl凝土中能充分发挥以硅灰增强混凝土抗压强度以及混凝土与该纤维之间的枯结强度,以该纤维提高混凝土的抗拉与抗冲击性能及韧性的特点.钢纤维与硅灰对高强混凝土改性的主要原因是由于硅灰的掺入有效地产生了纤维与水泥基材的双重界面强化效应,改善了界面结构与性状.
祈才、记者张凯报道:南昌地铁二号线在建设过程中,遇到了一个大难题,洪都大道至辛家庵线路上的建筑比较老旧,需承载力较大的管片才能对路面上建筑起到良好的保护作用,但之前省内制造钢纤维管片还是“一片空白”。7月20日,记者获悉,经过开发研制,新科技的钢纤维管片已经制作完成。 据悉,地铁隧道建设中,盾构机每掘进2米,需拼装1环管片。“钢纤维地铁管片就好比地铁的保护伞,它承载着整个隧道的压力。”南昌市建筑工程检测中心科研室主任邹斌说。 目前已经投入使用的南昌地铁一号线使用了4万环管片,地铁2号线则需要2.8万环管片,其中绝大部分是常用的混凝土管片,当初一号线遇到复杂地况时,使用的是钢管片,但钢管片相对来说容易生锈,而且造价很高。 “当时我省没有一家公司能生产出来,而从其他公司引进,价格和钢管片几乎相同。”负责提供管片的盛恒建筑构件制品公司董事长史振武说,每环钢管片的承载力接近每环混凝土管片的2倍,但每片需要4万元,地铁二号线需要相同承载力的管片313环。 为了环保和节约成本,我省开始研制钢纤维管片,经过数月的开发研制,成功制作出了钢纤维管片。“每环只需要1.8万元,比使用钢管片节省了600余万元。”史振武说,以后南昌地铁3号线、4号线也需要。目前,钢纤维管片已完成了养护,本月底即将投入地铁轨道建设中。
混泥土钢纤维是纤维增强混凝土的简称,通常是以水泥净浆、砂浆或者混凝土为基体,以金属纤维、无机纤维或有机纤维增强材料组成的一种水泥基复合材料。它是将短而细的,具有高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性的纤维均匀地分散在混凝土基体中形成的一种新型建筑材料。纤维在混凝土中可限制混凝土早期裂缝的产生及在外力作用下裂缝的进一步扩展,有效克服混凝土抗拉强度低、易开裂、抗疲劳性能差等固有缺陷,同时可大幅度提高混凝土的抗渗、防水、抗冻、护筋性等方面的性能。纤维混凝土尤其是混泥土钢纤维,由于其优越的性能,在实际工程中日益得到学术界和工程界的关注。 钢纤维混凝土地坪和耐磨地坪是相结合使用的一种地坪施工工艺,是混凝土地面的两个不同的面层,而不是不相兼容的两种施工工艺,纤维混凝土层一般厚度为10--30CM,金刚砂层为1-2CM。钢纤维在地坪中的应用主要是起到替代钢筋的效果,纤维在工业地坪中起到的是提高混凝土的抗裂、抗冲击、抗疲劳等性能。而金刚砂地坪是在纤维混凝土层上利用金刚砂骨料做的耐磨层,主要起到耐磨的作用。 为了使钢纤维更均匀地分散在砂浆或混凝土中,提高纤维的直径比,可由水溶性胶粘剂使用,形成一簇钢纤维。钢纤维可采用冷拉丝、薄钢板剪切、钢块或钢锭铣削、钢制拉钢等方式制成。在常温下使用的钢纤维混凝土可用于低碳钢纤维。钢纤维混凝土必须采用不锈钢纤维。砂浆或混凝土与适量的钢纤维混合,可以提高其抗拉强度和抗弯强度,极大地提高了钢纤维的韧性和抗冲击强度。
钢纤维产品相信很多朋友并不是很熟悉,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。 钢纤维生产成本不断降低的今天,多元化的加工技术,可以为广大应用商提供一系列的纤维产品,而在未来,我国国内钢纤维产业发展还需要提高技术与水平并实现钢纤维产业化,缩小与国际之间技术水平的差距。纤维利用自身的优点,得到了广大客户的喜爱,而且人们已经越来越清晰的认识日企招聘到钢纤维在工程中所起到的好处,不但省事省力更主要的是能够在节约工程成本的前提下来提高建筑的抗拉、抗剪、抗裂的强度,这些都是有完善的科学来查证的。 钢纤维混凝土与通常混凝土对比具有一系列优胜的物理和力学性能: 第一.强度和重量比值增大 这是纤维混凝土具有优越性的重要标志。 第二.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,其抗拉强度提高25%——50%,抗弯强度提高40%——80%,抗剪强度提高50%——100%。 第三.具有卓越的抗冲击性能 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。 第四.收缩性能明显改善 在通常的纤维掺量下,纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%——9%。 第五.抗疲劳性能显著提高 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%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%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。
钢纤维可加入混凝土,使用作为一个助推器,加入了钢纤维的混凝土韧性是不高,但非常耐用和使用范围已经大大升级.增强剂可以使的混凝土质改变,只是添加少量纤维,能够提高混凝土的抗裂性能、 耐冲击性,甚至破碎混凝土,也可以破解增强程序控制它,不要让它蔓延,减少损失.纤维看起来像一弯新月,此形状可以是很好,有单一的钢纤维嵌入与纤维,大大增加了其强度和钢表面很粗糙,可以很好结合混凝土,效果引人注目的. 钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入适量乱向分布的短钢纤维而形成的一种多相、多组分水泥基体新型复合材料.它克服了混凝土的多项弱点,改善了混凝土的物理、力学性能,已在建筑、路桥、水工、海洋等工程领域得到应用.钢纤维混凝土的研究和应用仍然有多方面问题有待解决.其中,如何最大限度地降低其使用成本,建立和完善生产、施工程序,构建合理的结构理论体系,是需要重点研究的方向.
钢纤维增强混凝土工程应用的主要领域有: 一、公里路面、机场道路、桥面、码头铺面、公路收费站坪和工业建筑地面等; 二、建筑结构、桥梁结构、水工结构、特种结构用于梁和叠合梁的裂缝控制以及抗剪切型能的增强;复杂应力区如悬挑结构、闸门门槽、大坝孔口等部位的增强;抗震框架节点、牛腿、剪力墙等;筒仓的裂缝控制;桩基承台的抗剪、抗冲击增强; 三、防水、防渗结构,如刚性防水屋面、地下室刚性防水层、蓄水池、输水沟渠、渡槽、管道等; 四、军事工程,主要用于其防爆、抗侵彻的优良性能,如掩体、防空洞、防护门、军事交通工程、军队伪装工程、军用机场工程、军港工程、后勤基地和基地仓库工程、军队给水工程等; 五、预制构件,预制桩的桩尖、桩顶,大管桩、铁路轨枕、道路井盖等; 六、修补加固工程,如大坝坝面修补、路面局部修补或罩面,梁、板、柱、墩的加固等。 随着工程质量要求的提高,建筑环境越来越复杂,使用钢纤维增强混凝土的性能为越来越多的建设工程项目所采用。
混凝土是我国工程建设中最重要的基本材料和结构材料,混凝土结构的耐久性与结构的安全性、适用性一样,都是工程结构的一项基本功能。随着社会经济的发展,工程使用功能的提高和使用环境的恶化,对混凝土的耐久性能要求关系着工程的维修管理费用和使用寿命。目前,我国除水电部门外,耐久性问题尚未正式纳入设计规范,因而建筑工程的混凝土结构设计,还局限于强度计算;世界发达国家的混凝土结构设计都是从耐久性入手,强度计算只作为校核,在强度计算中又充分考虑耐久性的影响。 抗腐蚀性和抗冻性是钢纤维增强维混凝土耐久性的主要指标。腐蚀和冻融能使钢纤维增强混凝土的耐久性降低,尤其是腐蚀问题。钢纤维分散在混凝土中,由于水泥中的氧化钙生成氢氧化钙,使混凝土孔隙液中含有大量的OH一离子,其pH值一般可达到12.5~13.5,钢纤维在这样的碱性环境中表面就形成厚度约20~100Å的纯化膜,其成分是ひ-Fe2O3.纯化膜能阻止金属阳极与电解质的接触,使阳极的腐蚀电流变得极小,钢纤维的腐蚀过程就难以进行。已有的研究和国内外所有的工程实例表明,钢纤维增强混凝土不仅有抵制腐蚀、冻融的能力,钢纤维在混凝土中阻碍和约束裂缝的产生和发展,使腐蚀介质很难浸入钢纤维混凝土内部,从而,钢纤维混凝土有良好的抗腐蚀性能。 英国、美国、日本、澳大利亚等国对钢纤维混凝土在海滨潮汐循环作用下的耐腐蚀性问题进行了许多研究,结果表明,低渗透性未裂钢纤维混凝土对海洋环境具有良好的耐腐蚀性,暴露10年以上,其碳化深度一般小于5mm。典型的试验为日本钢铁俱乐部用钢纤维混凝土保护海水中和海水变化区钢管桩防锈试验,钢纤维混凝土厚50mm和100mm两种,经4年5个月后,距外表深度5mm以上的钢纤维无任何锈蚀,10年后敲开钢纤维混凝土保护层,钢管桩仍青亮无锈,而在相同条件下的钢筋混凝土构件早已严重腐蚀。 在美国和澳大利亚进行了4项海洋钢纤维混凝土耐久性试验,试件不仅要经受潮汐循环作用,还要经受冻融循环,实验结果表明,混凝土会保护其内部钢纤维免受腐蚀,钢纤维的长期腐蚀仅限于表面1~5mm,因此除非很薄的构件(厚度小于20mm),表面钢纤维腐蚀不会对其承载力有实质性的影响。 钢纤维与加气剂从不同的角度提高钢纤维混凝土的抗冻融性能。钢纤维的作用主要是改善孔结构、抑制因混凝土冰冻产生的膨胀压力;加气剂的作用主要是在混凝土中产生大量均匀分布的小气孔,阻断基体中的毛细管体系,小气孔不仅缓冲了冻胀压力,同时随气孔孔径降低,冰点也降低,在微小气孔中的水则不会结冰。钢纤维和加气剂的联合作用,可以使混凝土的抗冻融能力显著提高。在实际工程中,我们会得到水灰比、含气量和钢纤维的配合比,来满足结构所要求的力学性能和耐久性能。 工程建设历来贯彻“百年大计,质量第一”,“预防为主”的质量管理方针。钢纤维混凝土具有的防腐蚀性和抗冻性能,对提高混凝土结构的耐用性有着非常积极的意义。钢纤维混凝土作为一种新型材料,在工程中的应用一次性投资可能会有所提高,但其使用基准期的全寿命工程反而投资低,经济和社会效益显著。选择用钢纤维混凝土提高混凝土结构的耐久性,是工程设计单位、业主、建设单位科学决策的正确选择。
剪切型钢纤维的主要性能 1、抗拉强度 为使钢纤维混凝土具有良好的力学性能,要求钢纤维具有一定的抗拉强度。钢纤维的抗拉强度,根据钢纤维的材质和生产工艺不同,其抗拉强度也有所区别。剪切型钢纤维的抗拉强度一般为380~800MPa。 2、粘结强度 钢纤维的粘结强度,可按《钢纤维混凝土试验方法标准》(CECS13:89)用直接拉拔法测定钢纤维与水泥砂浆之间的粘结强度。 由于钢纤维混凝土的破坏主要是钢纤维的拔出而不是拉断,因此钢纤维的增强主要取决于钢纤维混凝土基体界面的粘结强度。提高粘结强度除与基体的性能有关外,就钢纤维本身来说,应该从钢纤维的表面和形状来改善它与基体的粘结性能。为了提高钢纤维的粘结强度,常采用:使钢纤维表面粗糙化、截面呈不规则形,增加与基体的接触面积和摩擦力;将钢纤维表面压痕,或压成波形,增加机械粘结力;使钢纤维的两端异形化,将两端制成弯钩或大头形等,以提高其锚固力和抗拔力。 试验表明,异形钢纤维比平直形钢纤维的增强效果可提高约一倍。 3、硬度 各种钢纤维的表面硬度较高,在与混凝土搅拌时,一般不易发生弯折现象。钢纤维应能经受沿直径为3mm钢棒弯折90度不断。 4、耐腐蚀性 浇筑在钢纤维混凝土内部的钢纤维,只要捣固密实,与空气隔绝,钢纤维一般不发生锈蚀现象。露于混凝土表面或在裂缝宽度超过0.25mm时,跨接在裂缝处的钢纤维,易发生腐蚀现象。 在使用外加剂时应注意的事项是: 1) 根据使用目的,选择品种,并根据技术经济进行比较确定。 2) 所加掺量应按所用品种,并根据使用要求,施工条件,拌合的原材料等因素经试验确定。掺量以水泥重量的百分率表示。 3) 掺量为1%以下的外加剂(如高效减水剂)应以水溶液掺入为宜。 4)注意外加剂与水泥的适应性。 5)外加剂的性能应符合现行标准《混凝土外加剂 应用规程》的规定。 另外,根据需要和可能,在钢纤维混凝土中还可掺入一定量的粉煤灰或硅粉等混合材料,以改善拌合料的和易性,节约水泥用量以及提高强度。其拌合材料性能应符合现行标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》和《用于水泥中的火山灰质混合材料》的规定,其掺量可通过试验确定。
凡是机器在使用之前,都要进行安装、调试,确保正常才能够投入运营。钢纤维机也如此,主要是用来生产各种形状的钢纤维,掺入混凝土中,起到了良好的作用。 施工过程中,投料需要注意, 1、先将钢纤维及粗骨料投入拌和机搅拌30秒,使钢纤维分散在石子中,不致结团。 2、再将砂及水泥投入拌和机干搅拌30秒 3、再在转动着的搅拌机中加水,并使机子再搅拌3分钟左右。 在经过压实,就可成型。对使用时间较长的机械及时保养,冬天注意保温。