影响因素
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I/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
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2%。
钢纤维优越性:
1、裂缝控制
a.钢纤维对混凝土结构的加固是三维全截面的、整体的、且各向同性的,在混凝土中无论哪个部位,钢纤维都能起到加固作用。而钢筋混 凝土结构由于有保护层和钢筋网格空间,这些部位是素混凝土,
在温度应力和混凝土自身收缩应力的影响下,这些应力会造成这些部位开裂,
由于这些部位混凝土中没有任何加 固材料,故这些裂缝的宽度会扩展到0.2mm以上。
b.以钢纤维混凝土地坪项目中常用的80/60型恒沣钢纤维丝为例,其每公斤含量为4600根,按每立方混凝土搀15公斤计算,每方混凝土 中含有钢纤维根数为69000根,若地坪厚度为200mm,每平米地坪内钢纤维含量将达到 13800根,较高的钢纤维分布密度对地坪裂缝的弥散 作用大,能充分控制地坪裂 缝的宽度。这是钢筋所无法达到的。
c. 由于钢纤维本身具有很高的抗拉强度(大于100MPa),钢纤维自身高抗拉强度及两端弯钩保证钢纤维与混凝土有效锚固,在混凝土变 形时共同作用。钢纤维在混凝土中有效传送与分配应力,使裂缝化解为散置的微细裂缝。用钢纤维加固的地坪,其裂缝宽度将远小于钢筋混凝 土地坪裂缝宽度。
d. 由于钢纤维提高了混凝土板的韧度和延性,将混凝土材料性质由原来的脆性变为柔性,板的的允许弯曲挠度大,因而在控制混凝土变形 产生的裂缝方面,钢维的增强
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,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。
钢纤维混凝土较普通混凝土具有在同等强度下可减少混凝土量具30%-50%;
可取代或部分取代钢筋或者降低钢筋直径1-2mm;可缩短施周期25%以上,
特别适用于要求连续、快速浇灌混凝土的较大工程;
与普通混凝土同样搅拌施工,不需增添设备;其显著的耐久性,可数倍降价维修成本与经济优势。
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