鋼纖維混凝土2011.9.28一、定義二、性能特點(diǎn)三、強(qiáng)度和耐久性四、配合比五、工程應(yīng)用實(shí)例鋼纖維混凝土定義

鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復(fù)合材料。鋼纖維混凝土的性能特點(diǎn)

鋼纖維混凝土中亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展及宏觀裂縫的形成，顯著地改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能，具有較好的延性。

鋼纖維混凝土的性能特點(diǎn)（一）強(qiáng)度和重量的比值增大，這是纖維增強(qiáng)混凝土具有優(yōu)越經(jīng)濟(jì)性的重要標(biāo)志，也是它具有廣闊發(fā)展前景的重要保證。（二）鋼纖維混凝土其抗裂、抗拉、抗彎、抗剪性能均較普通混凝土有大幅提高。因此，可減少鋼筋材料消耗并減少混凝土的用量。鋼纖維混凝土的性能特點(diǎn)（三）大大提高了混凝土的抗裂強(qiáng)度和耐磨性能，疲勞強(qiáng)度和抗凍融性能，由于鋼纖維在混凝土中的阻裂機(jī)制，鋼纖維混凝土具有比素混凝土更好的軟化后性能和抗裂疲勞性能。（四）具有卓越的抗沖擊性能，鋼纖維混凝土在纖維摻量為0.8%-2%時(shí)，其沖擊韌性指標(biāo)可以提高50-100倍，甚至更高，每立方米混凝土中分散有數(shù)百萬根鋼纖維，因此鋼纖維混凝土用于承受沖擊荷載、疲勞荷載的結(jié)構(gòu)，優(yōu)越性十分明顯。鋼纖維混凝土的性能特點(diǎn)（五）使用鋼纖維噴射混凝土，可以方便地解決年久失修或失火燒損的建筑物補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)問題。（六）由于改善了混凝土的性能，綱纖維混凝土的壽命能夠大大延長，維護(hù)修理費(fèi)用也能夠大幅度降低。鋼纖維混凝土的強(qiáng)度（一）普通鋼纖維混凝土的纖維體積率在1%—2%之間，其抗壓強(qiáng)度隨著纖維量的增加而稍有增加，一般在0—25%之間。從鋼纖維混凝土抗壓試驗(yàn)的破壞形式來看，無碎塊、無崩裂，基本保持原來的外形，只出現(xiàn)裂縫和脫皮，改變了混凝土脆性破壞的形式，由脆性破壞變?yōu)榻朴谘有詳嗔?。在斷裂前出現(xiàn)較大變形，裂縫擴(kuò)展速度較慢，提高了混凝土的韌性和抗裂性。鋼纖維混凝土的強(qiáng)度（二）鋼纖維混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度隨著纖維量的提高而明顯增加，抗拉強(qiáng)度可提高40%—80%，抗彎強(qiáng)度提高60%—120%，抗剪強(qiáng)度提高50%一100%。

鋼纖維混凝土的耐久性

鋼纖維摻混凝土的耐久性系指耐腐蝕性、耐凍融性以及承受鋼纖維銹蝕引起破壞的能力，腐蝕、凍融和鋼材銹蝕都能使鋼纖維混凝土的耐久性降低。（一）鋼纖維混凝土的耐腐蝕性，主要取決于水泥品種，水泥用量和水灰比等。若鋼纖維混凝土的密實(shí)性好，采用了耐腐蝕的水泥，即使摻入了鋼纖維，因纖維均勻分散在基材中，不會(huì)對混凝土產(chǎn)生多大的危害。鋼纖維混凝土的耐久性（二）由于鋼纖維的存在使得混凝土的抗凍融性大大改善。尤其是混凝土含氣量較大時(shí)，鋼纖維對混凝土的抗凍融性更有利。（三）在鋼纖維混凝土中，鋼纖維斷面尺寸對整個(gè)混凝土體積來說是很小的。由于混凝土中的水泥堿度較高，ph值為12-13，鋼纖維在堿性介質(zhì)中產(chǎn)生鈍化膜，能防止纖維的銹蝕。通過十多年的應(yīng)用觀察，雖然表面可見到纖維的銹斑，但還沒有發(fā)現(xiàn)因纖維銹蝕而造成混凝土破壞的現(xiàn)象。鋼纖維混凝土的配合比一般要求鋼纖維混凝土配合比除滿足普通混凝土一般要求外，還應(yīng)滿足抗拉強(qiáng)度或彎拉強(qiáng)度、韌性及施工時(shí)拌合物和易性和鋼纖維不結(jié)團(tuán)的要求。鋼纖維混凝土的配合比（一）鋼纖維的合理選擇鋼纖維表面應(yīng)潔凈無銹無油，保證鋼纖維與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，不允許因分散不均而相互粘結(jié)成團(tuán)。其尺寸和抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合技術(shù)要求。鋼纖維混凝土的配合比

在一定范圍內(nèi)，鋼纖維增強(qiáng)作用隨長徑比增大而提高，太短起不到增強(qiáng)作用，太長則施工比較困難，影響拌合物的質(zhì)量；直徑過細(xì)容易在拌合過程中被彎折，過粗則在同樣體積率時(shí)，增強(qiáng)效果較差。鋼纖維長度為15～60mm，直徑或等效直徑為0.3～1.2mm，長徑比為30～100，其增強(qiáng)效果和施工性能一般可滿足要求。同時(shí)，鋼纖維體積率不宜過大，一般不宜超過2%，否則拌合物的和易性將變差，施工較困難。鋼纖維混凝土的配合比（二）砂的細(xì)度模數(shù)應(yīng)適中，配制鋼纖維混凝土宜用中粗砂。砂的級配應(yīng)符合要求，砂的密度一般為2.5～2.7g/m3。（三）鋼纖維混凝土的配制對水的要求不高，但不得采用海水，海沙，嚴(yán)禁摻加氯鹽。其水灰比可按普通水泥混凝土抗壓強(qiáng)度與水泥標(biāo)號(hào)、水灰比的關(guān)系確定,一般為0.45-0.5。鋼纖維混凝土的配合比（四）粗骨料粒徑不宜于大于20mm和鋼纖維長度的2/3，粗骨料的級配應(yīng)符合要求，否則會(huì)影響鋼纖維混凝土拌合料的流動(dòng)性和水泥用量。（五）外加劑。在鋼纖維混凝土的拌制過程中，為了改善拌合料的和易性、減少水泥用量或提高強(qiáng)度，可摻入一定量的外加劑。最常用的是減水劑，可提高混凝土的和易性，對抗凍性有要求的鋼纖維混凝土宜選用引氣型減水劑。工程應(yīng)用實(shí)例

鋼纖維噴射混凝土具有較好的韌性，當(dāng)結(jié)構(gòu)受力達(dá)到極限后隨著變形的發(fā)展仍能保持一定的承載能力，它的韌性對圍巖變形具有良好的吸收能力，有利于在與圍巖的共同變形中建立起新的平衡。

工程應(yīng)用實(shí)例福建漳龍高速公路烏石山隧道處于構(gòu)造剝蝕中低山區(qū)，地形復(fù)雜，隧道區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育以斷裂為主，裂隙彼此貫通，多處形成密集裂隙帶，尤其是在隧道出口550m范圍內(nèi)，層間破碎帶更加發(fā)育，對該段隧道的影響更加顯著。在隧道進(jìn)洞50m后拱頂出現(xiàn)較大沉降，多次發(fā)生塌方。最后決定以鋼纖維噴射混凝土支護(hù)取代鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)，隨后顯示支護(hù)沉降變形較小，在多次爆破作用下裂縫僅出現(xiàn)3-5mm，安全通過塌方區(qū)?？偨Y(jié)鋼纖維混凝土作為一種新型復(fù)建筑材料，近年來在國內(nèi)外得到了速發(fā)展。和普通混凝土相比，不僅能顯地改善混凝土的抗拉、抗剪、抗彎抗裂和耐磨能，而且可以大大增斷裂韌