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用均勻分散的短鋼纖維增強(qiáng)的普通混凝土即鋼纖維混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrent.簡稱 SFRC),是一種由水泥,、粗細(xì)集料和隨機(jī)分布的短
鋼纖維組合而成的復(fù)合材料,。 它通過在混凝土中亂向分布的鋼纖維,, 使混凝土物理力學(xué)性能產(chǎn)生質(zhì)的變化, 從而大大提高混凝土抗裂性能和抗沖擊性能,,使原本脆性的混凝土材料呈現(xiàn)很高的延性和韌性,,以及優(yōu)良的抗凍、耐磨性能,。SFRC早出現(xiàn)于 20 世紀(jì)初期,,在美、英,、德,、日,、俄、意,、西,、比等發(fā)達(dá)**的軍事設(shè)施、橋梁等領(lǐng)域得以推廣并應(yīng)用,。我國于20 世紀(jì) 70 年代后期開始研制鋼纖維,,先后在黑龍江大慶、浙江金華,、北京,、重慶、四川,、上海,、廣東等地的公路路面、機(jī)場跑道,、舊橋加固中進(jìn)行試驗(yàn)性的應(yīng)用,, 后推廣至土木工程各領(lǐng)域。
2 鋼纖維混凝土的性能特點(diǎn)
鋼纖維混凝土中亂向分布的短纖維主要作用是阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展和阻滯宏觀裂縫的發(fā)生和發(fā)展,。 在受荷 ( 拉,、彎) 初期,水泥基料與纖維共同承
受外力,,當(dāng)混凝土開裂后,, 橫跨裂縫的纖維成為外力的主要承受者。因此鋼纖維混凝土與普通混凝土相比具有一系列**的物理和力學(xué)性能,。
(1)有**的經(jīng)濟(jì)性,。強(qiáng)度和重量比值增大是鋼纖維混凝土具有**經(jīng)濟(jì)性的重要標(biāo)志。
(2)具有較高的抗拉,、抗彎,、抗剪和抗扭強(qiáng)度。在混凝土中摻入適量鋼纖維,,其抗拉強(qiáng)度提高25%~50%,,抗彎強(qiáng)度提高 40%~80%,抗剪強(qiáng)度 提高 50%~**,。
(3)具有**的抗沖擊性,。材料抵抗沖擊或震動(dòng) 荷載作用的性能,稱為沖擊韌性,,在通常的 纖維摻量 下,,沖擊抗壓韌性可提高 2~7 倍,沖擊抗彎、抗拉等韌性可提高幾倍到幾十倍,。
4)具有明顯 收縮性 ,。在通常的 纖維摻量 下,鋼纖維混凝土較普通混凝土的收縮值降低7%~9%,。
(5)具有顯著抗疲勞性,。鋼纖維混凝土的抗彎和抗壓疲勞性能比普通混凝土都有較大改善。當(dāng)摻有 1.5%鋼纖維抗彎疲勞壽命為 1×106 次時(shí),,應(yīng)力比為 0.68,,而普通混凝土僅為 0.51;當(dāng)摻有 2%鋼纖維混凝土抗壓疲勞壽命達(dá)2×106次時(shí),,應(yīng)力比為 0.92 ,而普通混凝土僅為 0.56 ,。
(6)具有顯著 耐久性 ,。
鋼纖維混凝土除抗?jié)B性能與普通混凝土相比沒有明顯變化外,由于鋼纖維混凝土抗裂性,、整體性好,,因而耐凍融性、耐熱性,、耐磨性,、抗氣蝕性和抗腐蝕性均有顯著提高。摻有 1.5%的鋼纖維混凝土經(jīng) 150次凍融循環(huán),,其抗壓和抗彎強(qiáng)度下降約 20%,,而其他條件相同的普通混凝土卻下降60%以上,經(jīng)過 200 次凍融循環(huán),,鋼纖維混凝土試件仍保持**,。摻量為1%、強(qiáng)度等級為 C35的鋼纖維混凝土耐磨損失比普通混凝土降低30%,。摻有 2%鋼纖維 高強(qiáng)混凝土 抗氣蝕能力較其他條件相同的 高強(qiáng)混凝土 提高 1.4 倍,。鋼纖維混凝土在空氣、 污水和海水中都呈
現(xiàn)良好的耐 腐蝕性,,暴露在污水和海水中 5 年后的試件碳化深度小于5mm,,只有表層的鋼纖維產(chǎn)生銹斑, 內(nèi)部鋼纖維未銹蝕,,不像普通鋼筋混凝土中鋼筋銹蝕后,,銹蝕層體積膨脹而將混凝土脹裂。