钢纤维混凝土.doc

《钢纤维混凝土.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、钢纤维混凝土（SFRC）的设计施工与应用摘要本文结合钢纤维混凝土性能特点，通过介绍钢纤维混凝土配合比设计、运输，浇筑、养护和质量控制，以工程实例说明钢纤维混凝土在土木工程中有广阔的应用前景。关键词钢纤维混凝土设计与施工应用1引言用均匀分散的短钢纤维增强的普通混凝土即钢纤维混凝土（SteelFiberReinforcedConcrent.简称SFRC），是一种由水泥、粗细集料和随机分布的短钢纤维组合而成的复合材料。它通过在混凝土中乱向分布的钢纤维，使混凝土物理力学性能产生质的变化，从而大大提高混凝土抗裂性能和抗冲击性能，使原本脆性的混凝土

2、材料呈现很高的延性和韧性，以及优良的抗冻、耐磨性能。SFRC最早出现于20世纪初期，在美、英、德、日、俄、意、西、比等发达国家的军事设施、桥梁等领域得以推广并应用。我国于20世纪70 年代后期开始研制钢纤维，先后在黑龙江大庆、浙江金华、北京、重庆、四川、上海、广东等 地的公路路面、机场跑道、旧桥加固中进行试验性的应用，后推广至土木工程各领域。2钢纤维混凝土的性能特点钢纤维混凝土中乱向分布的短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

3、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。（1）有优越的经济性。强度和重量比值增大是钢纤维混凝土具有优越经济性的重要标志。（2）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%。（3）具有卓越的抗冲击性。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。（4）具有明显收缩性。在通常的纤维掺量下，钢纤维混凝土较

4、普通混凝土的收缩值降低7%～9%。（5）具有显著抗疲劳性。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。（6）具有显著耐久性。钢纤维混凝土除抗渗性能与普通混凝土相比没有明显变化外，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著提高。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

5、降约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C35的钢纤维混凝土耐磨损失比普通混凝土降低30%。掺有2%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筋锈蚀后，锈蚀层体积膨胀而将混凝土胀裂。3钢纤维混凝土配合比设计3.1原材料选用与要求（1）钢纤维：单丝钢纤维抗拉强度

6、不宜小于600MPa；长度应与混凝土粗集料最大公称粒径相匹配，最短长度宜大于粗集料最大公称粒径的1/3，最大长度不宜大于粗集料最大公称粒径2倍，长度与标称值的偏差不应超过±10％；钢纤维表面应洁净无锈无油，保证钢纤维与混凝土的粘结强度；桥面混凝土中钢纤维应做防锈处理，宜使用有锚固端的钢纤维，不得使用表面磨损前后裸露尖端导致行车不安全或搅拌时易成团的钢纤维。（2）水泥、粗细骨料：水泥一般选用425号或525号普通硅酸盐水泥，水泥含量比普通混凝土大，多为350kg/m3以上；粗骨料粒径不宜大于20mm和钢纤维长度的2/3，一般比普通混凝土含

7、量小；细集料宜为质地坚硬、耐久、洁净的中砂，细度模数在2.0～3.5之间。（3）水：一般采用纯净水，不得采用海水，海沙，严禁掺加氯盐。（4）外加剂：宜选用优质减水剂，对抗冻性有要求的钢纤维混凝土宜选用引气剂减水剂。（5）水泥、骨料、水、外加剂和混合料应符合国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》和《公路水泥混凝土路面施工技术规范》中的相关规定。3.2配合比设计步骤钢纤维混凝土的配合比设计在兼顾经济性的同时还应满足弯拉强度、工作性和耐久性，在某些条件下还应满足对抗冻，抗渗性，耐腐蚀性或耐冲刷性等项要求。根据《公路水泥混凝土路面施工技术规范

8、》（JTGF30-2003）要求，钢纤维混凝土配合比设计应按下述步骤进行：1、计算和确定水灰比。①以钢纤维混凝土配制28d弯拉强度fcf替代普通混凝土配制28d弯拉强度，按公式fcf＝+ts计算出基体混凝土