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     

钢纤维混凝土及其应用

钢纤维混凝土(钢纤维增强混凝土,以下略称SFRC),是把短而细的钢纤维均匀地掺入混凝土中,以改善和增强混凝土的各种力学性能,使之成为良好的塑性材料。1986年,黑龙江省庆安钢铁厂从美国引进了熔抽钢纤维生产技术与设备,现已能生产碳钢和不锈钢两大类、10个品种14种规格的钢纤维产品,使SFRC在我国的研究和应用得到了推进。一、SFRC的特性国内外大量的试验研究表明:SFRC具有良好的抗裂性、抗拉强度、抗弯强度、韧性和抗冲击性能等。当钢纤维掺入率(体积比)为2%(V_(?)=2%)时,其性能见下表。     

CF50大流动性钢纤维混凝土的试验研究

采用P.O 42.5水泥及高效减水剂配制出坍落度为220 mm的C50普通混凝土,并以此为基础配制出大流动度粉煤灰混凝土及钢纤维混凝土。研究了钢纤维对C50混凝土拌合物的和易性及混凝土力学性能的影响。试验表明,在粉煤灰混凝土中掺入0.5%的钢纤维,混凝土具有大流动度,拌合物的工作性能明显优于普通钢纤维混凝土,且粉煤灰钢纤维混凝土各龄期的强度均高于普通混凝土、粉煤灰混凝土及普通钢纤维混凝土。在粉煤灰混凝土中,钢纤维对提高混凝土的抗压强度有一定效果。     

钢纤维自密实混凝土荷载-位移曲线研究

在自密实混凝土中加入能起到增加强度和抵抗裂缝发展的钢纤维,从而形成一种新型复合材料,即成为钢纤维自密实混凝土。其克服了自密实混凝土的脆性问题,能有效提高混凝土强度和韧性。通过弯曲梁实验方法,分析研究了钢纤维不同尺寸、不同掺入率对自密实混凝土荷载位移曲线的影响,从而可进一步分析确定自密实混凝土中掺入钢纤维的尺寸类型和掺入量。     

BFRP筋部分增强钢纤维混凝土梁受弯性能研究

以不同钢纤维掺入率（0、0.5%、1%、1.5%）、受压区钢纤维混凝土不同厚度为试验变量,设计了7根玄武岩纤维增强塑料筋（BFRP筋）部分增强钢纤维混凝土梁进行受弯性能试验,研究不同钢纤维体积率以及钢纤维在混凝土中的不同厚度对BFRP筋部分增强钢纤维混凝土梁受弯性能的提升效果。试验结果表明：在受压区掺入钢纤维,其极限承载力约可提高8%～35%,开裂荷载约可提高10%～30%,跨中挠度约可减小25%;同一钢纤维体积率下,部分截面掺加钢纤维的混凝土梁的极限承载力与全截面掺加钢纤维的混凝土梁的极限承载力相近。仅在梁受压区掺入钢纤维,可高效利用BFRP筋与钢纤维的增强增韧作用,进而提高梁的受弯性能。基于修正的钢纤维混凝土受压应力-应变模型和结构设计原理,建立了BFRP筋部分增强钢纤维混凝土梁的受弯承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

纤维再生混凝土力学性能试验

本实验研究基于C30混凝土在粗骨料取代率为50%下掺入不同种类的纤维后,再生混凝土的主要力学性能。选择掺入的纤维有钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维。再生粗骨料选择龄期为40年的废弃建筑物混凝土。制作粗骨料取代率为50%再生混凝土标准土立方体试块(150 mm×150 mm×150 mm),标准棱柱体试块(150 mm×150 mm×300 mm),尺寸为150 mm×150 mm×550 mm试块。每种尺寸下制作3组试块。在三种试块的制备过程中分别加入钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维,观察其流动性、塌落度、保水性。入模后按混凝土标准实验的养护方法放置于养护室中养护28 d后测试其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度。对所得结论进行比较分析后得知在相同粗骨料取代率下对于掺入不同纤维的再生混凝土,其表现出了不同的物理力学性能。对于掺入钢纤维的,再生混凝土流动性降低、塌落度增大、保水性变差,但强度及抗折强度有所增加,劈裂抗拉强度无明显变化。对于掺入玻璃纤维的再生混凝土其流动性小幅增强、坍落度小幅减小、保水性基本不变,而抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度均有一定的增强。对于掺入聚丙烯纤维的再生混凝土,其流动性增强,塌落度减小而抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度均有一定的降低。对于上述结论可知,掺入玻璃纤维的再生混凝土相对来说性能更优越,建议选择该种混凝土进行推广。     

混杂钢纤维混凝土力学性能试验研究

进行了3种标号混凝土在不同钢纤维掺入形式下的力学性能试验，对比研究了混杂钢纤维掺入和单一钢纤维掺入对混凝土力学性能的增强作用。给出混杂钢纤维掺入混凝土在工程应用上的使用建议。     

仿钢纤维增强轻骨料混凝土性能研究

在轻骨料混凝土中掺入不同量的仿钢纤维,研究仿钢纤维轻骨料混凝土的表观密度、弹性模量、抗压强度、劈裂强度、抗折强度、韧性等物理力学性能以及对比钢纤维混凝土的力学性能,结果表明,仿钢纤维的掺入能提高轻骨料混凝土力学性能,显著改善轻骨料混凝土的弯曲韧性,在实际工程中应用,仿钢纤维可取代钢纤维作为混凝土的增强增韧材料,并可较大降低成本。     

二级配钢纤维混凝土的试验研究

通过对一、二级配钢纤维混凝土性能的试验研究和分析，阐述了二级配钢纤维混凝土对混凝土抗裂性的有利影响；针对钢纤维的体积分数、品种、外观形状、长度等特征参数对二级配钢纤维混凝土性能的影响进行了试验．结果表明：在相同条件下，掺入体积分数为1．5％，弓形60mm钢纤维的二级配钢纤维混凝土效果最好；提出了在钢纤维体积分数较大的条件下判定钢纤维混凝土工作性以采用施加外部机械力作用的维勃稠度法较为合理的观点。     

掺纳米SiO2/粉煤灰/硅灰的钢纤维混凝土力学性能及界面的研究

将纳米SiO_2、硅灰、粉煤灰掺入钢纤维混凝土中,研究二元及三元复合胶凝体系纤维混凝土的抗压抗折强度和界面黏结强度,进行XRD和SEM的微观结构分析。结果表明:掺入纳米SiO_2可以改善钢纤维混凝土早期力学性能,尤其对水泥-粉煤灰体系的增强效果更为明显;1%纳米SiO_2对钢纤维混凝土最优28 d抗压强度改善率为10.9%,抗折强度改善率为5.4%;此外,同时掺入纳米SiO_2和硅灰可以大幅度优化钢纤维混凝土的结构致密性,使界面黏结强度达到4.5 MPa、拔出能达到165.7 N·mm。     

钢纤维活性粉末混凝土抗冻性能试验研究

通过试验以钢纤维0%,0.5%,1%,2%,3%五种不同掺量掺入活性粉末混凝土中,研究了钢纤维对混凝土抗冻性能的影响规律,试验冻融循环次数和钢纤维体积率对钢纤维混凝土冻融后相对动弹性模量变化、质量损失和劈裂强度损失的影响,分析了冻融环境下钢纤维对混凝土的增强机理。结果表明,活性粉末混凝土在冻融循环作用下,掺入钢纤维可以改善活性粉末混凝土的抗冻性能。钢纤维以2%的掺量与粉煤灰、硅灰复合掺入混凝土中,可以配制高抗冻性能的活性粉末混凝土。     

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。     

钢纤维增强混凝土建筑地坪试验研究

在混凝土地坪中适量掺入钢纤维 ,可以有效控制混凝土裂缝 ,提高混凝土地坪的防裂和抗裂性能。通过对钢纤维混凝土地基板的系列试验 ,研究在混凝土地基板中掺入不同数量以及不同类型的钢纤维 ,可使混凝土地坪的防裂和抗裂性能得到提高。并从地坪吸收能量的观点 ,分析了钢纤维混凝土地坪的极限承载力     

钢纤维高强混凝土的力学性能研究

通过掺入体积含量０ ．６ ％ ～１．８ ％ 的短切钢纤维,与Ｃ６０ ～Ｃ８０ 高强混凝土复合,制作钢纤维高强混凝土。研究了钢纤维高强混凝土的抗压、劈拉和抗弯强度以及抗弯韧性指数等参数的规律。探讨了钢纤维高强混凝土的强度复合机理和力学特性。     

钢纤维再生骨料混凝土单轴受压疲劳性能研究

向再生骨料混凝土中掺入体积掺量为1%的钢纤维,开展钢纤维再生骨料混凝土单轴受压疲劳试验,研究其疲劳寿命和疲劳方程,以用于工程应用。结果表明：50%保证率、0.75应力水平下,钢纤维再生骨料混凝土的疲劳寿命比未掺入钢纤维的再生骨料混凝土减少83.59%。掺入体积掺量为1%的钢纤维,对再生骨料混凝土的轴压疲劳性能产生了消极影响。     

动载作用下级配钢纤维RPC中钢纤维的协同效应

采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)对直径70 mm的圆柱体试件的动态拉伸性能进行了研究,得到了不同应变率下的混凝土劈裂拉伸强度和拉伸应力-时间曲线。发现钢纤维种类对钢纤维RPC的动态拉伸强度和韧性有很大的影响,将不同尺寸的钢纤维级配掺入基体混凝土中可以使基体混凝土在高强的同时还具有较好的韧性,钢纤维具有协同效应。     

钢纤维对高性能混凝土抗压强度及抗渗性能的影响北大核心

在研究钢纤维高性能混凝土抗压强度的基础上,利用水压力渗透法,研究了钢纤维掺量对高性能混凝土抗渗性能的影响及其变化规律。结果表明,钢纤维的掺入可以提高高性能混凝土抗渗性能,且小掺量钢纤维的掺入对混凝土渗水的抑制作用更为明显。     

钢纤维混凝土中的钢纤维

<正> 钢纤维混凝土是指把直径为0.3～0.6毫米、长为20～40毫米的短钢纤维按随机方向均匀地掺入到混凝土中的一种新的复合混凝土。钢纤维的使用量一般为混凝土体积的1～2%(其重量约为80～150公斤/米~3)。一、钢纤维的制造     

钢纤维对高性能混凝土抗压强度及抗渗性能的影响

在研究钢纤维高性能混凝土抗压强度的基础上,利用水压力渗透法,研究了钢纤维掺量对高性能混凝土抗渗性能的影响及其变化规律。结果表明,钢纤维的掺入可以提高高性能混凝土抗渗性能,且小掺量钢纤维的掺入对混凝土渗水的抑制作用更为明显。     

钢纤维改性再生橡胶高强混凝土性能试验研究

以钢纤维作为改性材料掺入到再生橡胶高强混凝土中,通过试验研究了钢纤维橡胶高强混凝土的力学性能,包括抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度.试验结果表明:钢纤维的掺入,可有效地提高橡胶高强混凝土的力学性能和延性,改善高强混凝土由于橡胶粉掺入所导致的强度降低的影响.