钢纤维混凝土在土木工程中的应用

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入针状的钢材,即钢纤维,其截面一般为0.05～0.3mm~2,长20～40mm。断面形状近似四边形、圆形或三角形。按制造方法分类,钢纤维有用钢丝切断而成的切丝纤维,蒲钢板剪切的剪断纤维,厚钢板切削的切削纤维和由熔钢直接抽丝的抽丝纤维等四种。国外一般由工厂或钢厂生产,包装成箱出售。钢纤维混凝土是将钢纤维以随机配向状态均匀地分散在混凝土中的一种新型复合材料。钢纤维用量一般为混凝土体积的1～2％,重量约为80～150     

钢纤维对喷射混凝土方板早龄期弯曲性能的影响

为了研究隧道支护层钢纤维喷射混凝土在早龄期的力学性能,参照欧洲喷射混凝土标准(EFNARC),对不同掺量的钢纤维喷射混凝土方板进行试验研究,并与传统钢筋挂网喷射混凝土方板进行了对比.通过对10,30,48h龄期钢纤维喷射混凝土方板的荷载-位移曲线及能量吸收能力的比较,分析了不同钢纤维掺量喷射混凝土方板与钢筋挂网喷射混凝土方板的弯曲性能.结果表明:钢纤维可以显著提高早龄期混凝土的抗冲切能力;当钢纤维掺量超过20kg/m~3时,钢纤维喷射混凝土方板由脆性冲切破坏变为弯曲破坏.     

钢纤维混凝土地面施工

钢纤维混凝土是普通混凝土中均匀地掺入适量的钢纤维（直径0.3mm-0.6mm,长度20mm-40mm,使用量为混凝土体积的1%-2%）而形成的可浇灌,可喷射成型的一种新型复合材料。因钢纤维能阻滞混凝土裂缝的开展,故其抗拉,抗弯,抗剪强度等都有明显提高,而且抗冲,抗疲劳,裂后韧性和耐久性也有较大改善。     

喷射补偿收缩钢纤维混凝土带模与标准养护抗压强度对比分析

通过正交试验对喷射素混凝土、喷射补偿收缩混凝土、喷射钢纤维混凝土、喷射补偿收缩钢纤维混凝土带模养护与标准养护的抗压强度进行了极差和对比分析.试验结果表明,钢纤维体积率与膨胀剂掺量的推荐组合,在标准养护条件下为0.8％和6％,在带模养护条件下为1.6％和6％;在膨胀剂掺量为10％,钢纤维体积率为1.6％时,抗压强度提高比...     

混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性

为了研究混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性,采用不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维混杂以及高炉微粉复合超叠加的方法制备600mm×600mm×100mm混杂纤维喷射混凝土方板并置于刚性支撑架上,选用等位移控制对方板进行中心加载。通过生成的荷载—挠度曲线及对其进行积分所得的能量吸收值综合评价各组方板的弯曲韧性,同时,通过破坏过程评价各板裂缝控制能力。试验结果表明:掺入1.2%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板试件的弯曲韧性优于掺入0.8%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板,其最大峰值荷载提高了18%,板中心挠度至25mm时的能量吸收值也提高了25.6%;对于仅掺入0.8%单一钢纤维的板,混杂了0.11%聚丙烯纤维后,两种纤维间的正混杂效应使得板中心挠度至25mm时的能量吸收值提高了28.5%;高炉微粉掺量的增加能提高混杂纤维喷射混凝土板的弯曲韧性;混杂纤维喷射混凝土板均展现出了良好的裂缝控制能力,板整体呈现裂而不断的延性破坏。     

不同掺合料对喷射钢纤维混凝土性能的影响

依托某重点工程隧道穹顶支护用高性能喷射混凝土的性能要求,配制了C40喷射钢纤维混凝土,研究了掺合料的种类（粉煤灰、专用掺合料、抗裂剂）对喷射钢纤维混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明：掺不同掺合料喷射钢纤维混凝土的坍落度均满足（180±20）mm的要求,表观密度稳定在2 530 kg/m3左右,抗压强度均满足设计强度等级要求,耐久性能均较好;另外,与掺粉煤灰的喷射钢纤维混凝土相比,掺专用掺合料或抗裂剂的喷射钢纤维混凝土的保水性和黏聚性均较好,力学性能和耐久性能基本均较优,抗渗等级分别达到了P11和P10,28 d碳化深度均小于12.0 mm。     

钢纤维混凝土地面施工工法

钢纤维混凝土地面施工工法中国有色金属工业第十一冶金建设公司１＄纤维混凝土特点及应用钢纤维混凝土是普通混凝土中均匀地掺入适量的钢纤维（直径０．３～０．６ｍｍ、长度２０～４０ｍｍ，使用量一般为混凝土体积的ｌ％～２％）而形成的可浇灌、可喷射成型的一种新型复...     

尾矿砂喷射钢纤维混凝土弯曲韧性研究

以尾矿砂取代天然砂配制的尾矿砂喷射钢纤维混凝土,并参照美国材料与试验协会(ASTM)试验方法,借助弯曲荷载-挠度曲线,分析粉煤灰掺量、硅粉掺量和钢纤维掺量对混凝土弯曲韧性影响。结果表明:粉煤灰降低尾矿砂喷射钢纤维混凝土峰值荷载和峰值位移。而钢纤维对峰值荷载影响较小,对变形性能影响较大,同时,增大硅粉掺量仅能提高混凝土的峰值荷载。另外,发现尾矿砂喷射钢纤维混凝土的最优粉煤灰掺量和钢纤维掺量为20%和40%。     

钢纤维高强混凝土的断裂韧度

通过100个尺寸为100 mm×100 mm×515 mm的钢纤维高强混凝土试件以及相同尺寸的45个高强混凝土试件切口梁三点弯曲试验,探讨了钢纤维体积分数和相对切口深度对高强混凝土断裂韧度的影响和高强混凝土断裂韧度的统计分布规律.结果表明,随着钢纤维体积分数的增加,钢纤维高强混凝土断裂韧度增益比成线性增加;随着切口深度的增加,断裂韧度略有降低;高强混凝土断裂韧度服从威布尔分布.在试验结果的基础上,建立了钢纤维高强混凝土断裂韧度的计算公式.     

冬季冰冻区域的钢纤维喷射混凝土抗渗和抗冻性能试验研究

目的:进行冬季冰冻区域关于钢纤维喷射混凝土抗渗和抗冻性能试验研究。方法:在冬季冰冻区域,通过钢纤维喷射混凝土抗冻性试验与抗渗性试验方法,研究分析冬季冰冻区域的钢纤维喷射混凝土抗渗和抗冻性能。结果:当钢纤维体积率达到1.2%时,混凝土抗渗性能降低;当钢纤维体积率控制到0.4%,将明显对混凝土抗冻性能产生负作用;当钢纤维体积率控制在0.8%~1.2%之时,则可以依次提高钢纤维喷射混凝土的抗冻性能。结论:在冬季冰冻区域,要想提升钢纤维喷射混凝土的抗渗能力,需要确保钢纤维掺量不超过0.8%;要想提升钢纤维喷射混凝土的抗冻能力,需要确保钢纤维体积掺量小于1.2%,从而才可综合提升冬季冰冻区域钢纤维喷射混凝土的抗渗和抗冻性能。     

碳化作用下钢纤维混凝土力学性能的试验研究

通过对50组150个100mm×100mm×100mm和25组75个100mm×100mm×400mm的混凝土试件进行试验研究,以钢纤维体积率、混凝土强度等级和碳化龄期为变量,研究了不同体积率、不同强度等级的钢纤维混凝土在不同碳化龄期下抗压强度、劈拉强度以及抗折强度的变化规律,探讨了碳化钢纤维混凝土中钢纤维的增强机理,为钢纤维混凝土耐久性设计和分析提供试验依据,以完善和发展钢纤维混凝土理论,促进钢纤维混凝土这种高性能复合材料的工程应用。     

冻融条件下钢纤维混凝土与老混凝土粘结面的劈拉性能

通过对105块100mm×100mm×100mm钢纤维混凝土与老混凝土立方体粘结试块快速冻融后的劈拉试验,探讨冻融循环次数、钢纤维体积率等因素对新老混凝土粘结性能的影响。结果表明,钢纤维混凝土与老混凝土粘结劈拉强度随冻融次数增加而下降、随钢纤维体积率的增加有一定程度提高。最后,建立了考虑老混凝土劈拉强度、冻融循环次数和钢纤维体积率影响的钢纤维混凝土与普通老混凝土粘结劈拉强度的计算模式。     

一种新型的钢纤维增强混凝土

近年来,美国正在兴起一种新型的钢纤维增强混凝土,这就是排列钢纤维增强混凝土(ASFRC)。其钢纤维不与混凝土一起搅拌,而是由计算机控制的自动化机器喷射在混凝土层内的,不用振捣器捣固,因此钢纤维的分布具有一定的方向性(与构件的轴线成±20°角)。 1 材料性能排列钢纤维增强混凝土将普通钢纤维增强混凝土的优点与承受高拉应力的性能结合起来,在材料和用工方面比普通钢筋混凝土或预应力混凝土产品更经济。随着作用荷载的增大,可见的受拉裂缝开始出现,进一步增大荷载就会形成更多     

聚丙烯纤维与钢纤维喷射混凝土弯曲韧性的对比

随着聚丙烯纤维和钢纤维掺量的增加，纤维混凝土弯曲韧性指标提高。纤维掺量为体积1．03％的聚丙烯纤维混凝土等效弯拉强度仅相当于纤维掺量为体积0．45％的钢纤维混凝土。改性聚丙烯纤维混凝土取代钢纤维混凝土应用于喷射混凝土支护工程．尚需提高聚丙烯纤维弹性模量，并增加混凝土中聚丙烯纤维掺量。     

湿喷钢纤维混凝土在寒区边坡工程的应用

湿喷混凝土在体积、反弹及工作环境方面明显优于干喷混凝土。利用各种混凝土外加剂、硅粉、纤维加固的方法,能够产生高强度混凝土。测试结果表明,钢纤维可以替代100¹50mm钢丝网衬砌,具有更大的韧性。具有早期强度高的钢纤维混凝土,通过应用遥控喷钻机,提高了施工效率。应用湿喷钢纤维混凝土比采用相同厚度钢丝网衬砌效率提高3150mm钢丝网衬砌,具有更大的韧性。具有早期强度高的钢纤维混凝土,通过应用遥控喷钻机,提高了施工效率。应用湿喷钢纤维混凝土比采用相同厚度钢丝网衬砌效率提高3⁶倍。虽然钢纤维混凝土材料的成本约比钢丝网混凝土高70%6倍。虽然钢纤维混凝土材料的成本约比钢丝网混凝土高70%⁸0%,因工效高最终成本节约10%80%,因工效高最终成本节约10%²0%,岩锚与钢纤维喷射混凝土组合支护适用于临时和永久边坡支护。     

不同钢纤维含量对超高性能混凝土结构的抗弯性能影响研究

首先就钢纤维对混凝土的增强机理进行了理论分析,然后通过7 mm和20 mm 2种长度的钢纤维搭配出12组不同的钢纤维混凝土试件,借助于四点抗折强度试验对其抗弯性能进行了研究。结果表明:钢纤维混凝土中,钢纤维和混凝土一起承担来自外部的荷载,尤其是混凝土材料抗拉强度低,而钢纤维则正好弥补了这一不足,随着荷载的增大,受拉区混凝土会被拉裂,随后破裂面上的钢纤维代替混凝土材料承受拉力,直至所有钢纤维均被拉出混凝土时,构件会突然被破坏;掺入钢纤维后混凝土的抗折强度和抗弯性能均能得以提升,同时存在使得抗弯承载能力最佳的钢纤维掺量临界点,且该临界点与钢纤维的长径比有关;相比于短纤维,长度较大的钢纤维更有利于提高混凝土的抗折强度和抗弯性能;当钢纤维均为7 mm的短纤维时,最佳钢纤维体积百分率在5.0%左右,而当采用20 mm和7 mm纤维搭配使用时,最佳钢纤维体积百分率约为3.0%,2种情况下所得混凝土抗折强度分别为19.18 MPa和22.61 MPa。     

钢纤维高强混凝土弯曲性能试验研究

通过51根尺寸为150mm×150mm×550mm及51根尺寸为100mm×100mm×400mm的高强混凝土和钢纤维高强混凝土小梁的弯曲试验,探讨了钢纤维高强混凝土弯曲条件下的裂缝发展、破坏形态以及钢纤维高强混凝土小梁试件的尺寸效应,研究了钢纤维体积率和钢纤维类型对钢纤维高强混凝土抗折初裂强度和抗折极限强度的影响.     

钢纤维高强混凝土配合比直接设计方法研究

提出等体积钢纤维替代粗骨料并将钢纤维质量计入砂率公式来直接进行钢纤维高强混凝土配合比设计的方法.通过试验研究碎石级配、钢纤维长度和体积率对新拌钢纤维混凝土的坍落度和硬化钢纤维混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弯曲抗拉强度的影响规律,与现行纤维混凝土结构技术规程规定的相关强度计算公式进行对比分析.结果表明:采用最大粒径为20 mm和25 mm的连续级配碎石和长度为32～50 mm的钢纤维,在钢纤维体积率不大于2.0%时,由直接设计方法可配制满足新拌钢纤维混凝土工作性能和硬化钢纤维混凝土基本力学性能要求的钢纤维高强混凝土,避免按现行规程规定根据钢纤维体积率对用水量和砂率的调整.研究成果为修订完善钢纤维混凝土配合比设计方法提供科研依据.     

单端钩及多端钩型钢纤维混凝土拉压比的影响因素分析

通过混凝土立方体抗压强度和劈拉强度试验,系统研究了基体强度等级(C25~C80)、钢纤维掺量(20~110 kg/m³)、钢纤维外形(3D单端钩型与4D、5D多端钩型)、钢纤维长径比(65~100)以及钢纤维长度(35~60 mm)对混凝土拉压比的影响。结果表明,混凝土基体强度越大,脆性特征就越明显,但加入钢纤维可以提高混凝土的拉压比,改善脆性破坏特征;混凝土的拉压比随着钢纤维掺量、长径比的提高而增大,其中钢纤维掺量的提高最为显著;而钢纤维长度的变化对拉压比的影响较小;4D及5D多端钩型钢纤维可以更好地与基体锚固,在提高混凝土拉压比方面优于3D型单端钩型钢纤维。     

早强钢纤维喷射混凝土的特性及在补强和加固工程中的应用

早强钢纤维喷射混凝土是一种将早强混凝土、钢纤维混凝土和喷射混凝土三者优点综合在一起的新型复合材料。本文对这种混凝土的原材料特点和其特性作了详细介绍。实际应用表明,用早强钢纤维喷射混凝土配合早强锚杆技术作结构物的补强和加固,是一项可行而有效的技术。