纤维混凝土的性能及比较

纤维混凝土的性能及比较

一、引言

近年来的研究表明，发展纤维商品混凝土是提高高性能商品混凝土质量的重要途径。纤维商品混凝土通常是以水泥净浆、砂浆或者商品混凝土为基材，以非连续的短纤维或者连续的长纤维作增强材料所组成的水泥基复合材料，主要作用是通过桥接作用来限制围观裂缝的发展，从而改善商品混凝土的性能。纤维加入水泥基体中的作用：

1.阻裂。阻止水泥基体中原有缺陷（微裂缝）的扩展并有效延缓新裂缝的出现；

2.防渗。通过阻裂提高水泥基体的密实性，防止外界水分侵入；

3.耐久。改善水泥基体抗冻、抗疲劳等性能，提高其耐久性；

4.抗冲击。提高水泥基体的耐受变形的能力，从而改善其韧性和抗冲击性；

5.抗拉。在使用高弹性模量纤维前提下，可以起到提高基体的抗拉强度的作用；

6.美观。改善水泥构造物的表观性态，使其更加致密、细润、平整、美观。

现在主要使用的纤维混凝的种类及优缺点

1.钢纤维商品混凝土其技术特点是能提高商品混凝土的韧性和抗拉强度，但是钢纤维搅拌时易结团，商品混凝土和易性差，泵送困难、难以施工且易锈蚀，钢纤维商品混凝土的自重大、在制造方面使用大量的钢材，加大了对钢材的消耗，增加成本较多。钢纤维在使用过程中破坏形态主要是被拔出，而不会被拉断，这说明钢纤维的与商品混凝土的粘附性不足，这会影响提高商品混凝土抗拉强度的效果，它增韧增强的原理是当裂缝产生后由于钢材的高模量和单根的高抗拉强度，

玄武岩纤维混凝土的特性及应用

Ana lysis on Ulti m a te Bear i n g Capac ity of Rock Founda ti on HOU Da 2wei (Chongqing Survey I nstitute,Chongqing 400020,China ) Abstract:Many high 2risie buildings are based on r ock foundati on in mountainous city,s o how to evaluate the bearing capacity of r ock foundation is the core for r ock foundation engineering . In view of the influence of central major stress and lithology and rock structure characteristics on rock foundati on bearing capacity,this paper equates j ointing r ock with discontinuous mediu m characteristics to continuous medium,and then seeks for s olution with instant fricti on angle and slip 2line field theory . It establishes analysis model for ulti m ate bearing capacity of r ock foundation and verifies feasibility of the model through calculati on .Key words:r ock foundation;ulti m ate analysis;slip 2line field theory;bearing capacity 收稿日期:2009-02-23 作者简介:武　迪(1984-),男,山东泰安人。硕士研究生,主 要从事钢筋混凝土结构方面的研究。E 2mail:wudi610@ https://www.docsj.com/doc/28274620.html, 。 玄武岩纤维混凝土的特性及应用 武　迪,邵式亮 (空军工程大学工程学院,西安　710038) 摘　要:介绍玄武岩纤维的发展及特点,归纳、总结了玄武岩纤维混凝土(BFRC )的主要特征。 对近年来玄武岩纤维在混凝土结构的抗冲击、加固补强、耐腐蚀性和动态能量耗散等方面的研究进行了阐述,有助于玄武岩纤维混凝土在实际工程中的推广应用。 关键词:玄武岩纤维混凝土;增强增韧;加固补强;动态能量耗散中图分类号:T U5281572 文献标志码:A 文章编号:1003-8825(2010)02-0037-03 0　引言 玄武岩纤维是一种由火山喷发形成的玄武岩矿石经高温熔融、拉丝而成的无机纤维材料,其外观为深褐色,色泽与碳纤维相似。作为国内最近几年刚刚研发出的一种新型纤维材料,玄武岩纤维具有独特的力学性能、良好的稳定性以及较高的性价比,这使其成为一种良好的混凝土增强材料,在建筑领域有着广阔的应用前景。 1　玄武岩纤维111　发展概况 玄武岩纤维于1953～1954年由前苏联莫斯科玻璃和塑料研究院开发。1985年,第一台工业化生产炉于乌克兰纤维实验室(TZI )建成投产,采用200 孔漏板、组合炉拉丝工艺。在2002年前,前苏联诸国每年大约有500t 连续玄武岩纤维产品,主要用于军工行业。现今玄武岩纤维生产池窑已发展到年产 700t 规模,使用400孔漏板拉丝技术 [1] 。俄罗斯与 乌克兰在玄武岩纤维研究、生产及制品的开发上,代表了世界的最高水平,其生产的玄武岩纤维产品性能稳定,且已开发出了上百个品种。美国对玄武岩纤维的研究虽然起步较晚,但其生产池窖现已发展到 1000～1500t 规模,使用800孔漏板拉丝技术。近 几年来,德国、日本等国也相继展开了这方面的研究工作,并取得了一系列新的应用研究成果。目前,我国玄武岩纤维的研究开发、制备和应用尚处于较为初级的阶段,但部分技术已经达到了国际先进水平,且其应用领域也在不断拓展。 112　主要特点 玄武岩纤维与碳纤维、芳纶纤维等其它高科技纤维相比,具有很多独特的优点。它具有很好的耐温性能,可在-269～700℃范围内连续工作;有优良的化 ? 73?武　迪,等;玄武岩纤维混凝土的特性及应用

纤维混凝土

纤维混凝土 1.技术原理 纤维混凝土是指掺加短钢纤维或合成纤维作为增强材料的混凝土，钢纤维的掺入能显著提高混凝土的抗拉强度、抗弯强度、抗疲劳特性及耐久性；合成纤维的掺入可提高混凝土的韧性，特别是可以阻断混凝土内部毛细管通道，因而减少混凝土暴露面的水分蒸发，大大减少混凝土塑性裂缝和干缩裂缝。 2.施工工艺和方法 (1)原材料 1）水泥：钢纤维混凝土应采用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥；合成纤维混凝土优先采用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥，根据工程需要，选择其他品种水泥； 2）骨料：钢纤维混凝土不得使用海砂，粗骨料最大粒径不宜大于钢纤维长度的2/3；喷射钢纤维混凝土的骨料最大粒径不宜大于10mm； 3）纤维：纤维的长度、长径比、表面性状、截面性能和力学性能等应符合国家有关标准的规定，并根据工程特点和制备混凝土的性能选择不同的纤维。 （2）配合比 纤维混凝土的配合比设计应注意以下几点： 1）钢纤维混凝土中的纤维体积率不宜小于0.35%，当采用抗拉强度不低于1000MPa的高强异形钢纤维时，钢纤维体积率不宜小于0.25%；各类工程钢纤维混凝土的钢纤维体积率选择范围应参照国家与有关标准。控制混凝土早期收缩裂缝的合成纤维体积率宜为0.06%～0.12%。 2）纤维混凝土的最大胶凝材料用量不宜超过550kg/m3；喷射钢纤维混凝土的胶凝材料用量不宜小于380kg/m3。 (3)混凝土制备 纤维混凝土的搅拌应采用强制式搅拌机；宜先将纤维与水泥、矿物掺合料和粗细骨料投入搅拌机干拌60s～90s，而后再加水和外加剂搅拌120～180s，纤维体积率较高或强度等级不低于C50的纤维混凝土宜取搅拌时间范围上限。当混凝土中钢纤维体积率超过1.5%或合成纤维体积率超过0.2%时，宜延长搅拌时间。 3.质量保证措施 (1)纤维要选择合适的掺量，合成纤维会使混凝土强度降低，在同时满足抗裂性能和力学性能的前提下确定掺量，一般积率不超过0.12%。 (2)钢纤维或合成纤维掺量过多时，都会使坍落度损失增加，选择合适的掺量和调整配合比，使纤维的掺入对混凝土工作性不产生负面的影响； (3)纤维混凝土的轴心抗压强度、受压和受拉弹性模量、剪变模量、泊松比、

玄武岩纤维和玻璃纤维的比较

玄武岩纤维和玻璃纤维的比较 在全球的大部分国家中都可以找到坚硬而致密的火山岩。玄武岩作为一种火成岩，它是从熔融状态下演变而成。玄武岩通过浇铸工艺制成瓦及板用于建筑市场已有多年历史。此外，在工业用途方面浇铸的玄武岩钢管内衬也有很高的耐磨性。玄武岩在粉碎状态下还可以用作混凝土的集料。 后来，采用天然耐火玄武岩挤出的连续纤维，在几乎所有的用途方面都可以用来替代石棉纤维。近十年，玄武岩纤维已成为增强复合材料的竞争性材料。这一姗姗来迟的产品的支持者声称他们产品的性能与S-2玻璃相似，其价格则介于S-2玻璃和E玻璃之间，甚至有可能成为碳纤维的较为便宜的替代品。 法国的Paul Dhe是第一个有从玄武岩挤出纤维的想法的人。他在1923年申请了一项美国专利。大约在1960年，美国和前苏联都开始研究玄武岩的用途，尤其是在军事硬件如火箭上的用途。 在美国西北部，集中了大量的玄武岩层。华盛顿州立大学的R.V.Subramanian对玄武岩的代学成份、挤出条件和玄武岩纤维的理化特性进行了研究。欧文斯科宁(OC)公司和其他几家玻璃公司都进行了一些独立研究项目,并取得了一些美国专利。大约在1970年前后,美国玻璃公司放弃了玄武岩纤维的研究,将战略重心定于其核心产品,研发出了包括OC公司的S-2玻纤在内的许多更好的玻璃纤维。与此同时,东欧方面的研究工作仍在继续,自上世纪50年代在莫斯科、布拉格和其他地区从事这方面研究工作的独立机构被前苏联国防部收归国有,集中于前苏联乌克兰的基辅附近的研究院和工厂进行研制。1991年苏联解体后，苏联的研究成果被解密，开始用于民用产品。 今天，玄武岩纤维的研究、生产和大部分市场化的努力都是基于那些曾与苏维埃集团结盟的国家的研究成果。目前生产和销售玄武岩的公司有：Kamenny Vek 公司（俄罗斯）、Technobasalt公司（乌克兰）、横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司（简称GBF）和玻璃钢及纤维研究院（乌克兰）。 Basaltex公司是比利时Masureel Holding公司的子公司，它和美国Sudaglass Fiber Technology公司分别向欧洲和北美市场提供织造和非织造玄武岩纤维增强材料。 玄武岩纤维是采用在许多方面类似于玻纤拉丝的连续方法制造而成。首先需要将开采出的玄武岩进行粉碎处理和洗涤，然后装入与投料机相连的料仓内，由投料机将原料投入到用天然气加热的窑炉的熔化部。实际上这一过程比生产玻璃纤维要简单，因为玄武岩的成份更不复杂。一般玻璃成份中除50% SiO2外，其他成份还包括氧化硼、氧化铝和/或其他几种材料。这些材料在进入窑炉之前必须分别投入称量系统。不同于玻璃，玄武岩纤维不含第二种原料。生产过程只需要一条单独的投料线将粉碎的玄武岩送入熔窑。换言之，玄武岩纤维制造商对玄武岩原料的纯度和稳定性的直接控制工作更少。虽然玄武岩和玻璃都是硅酸盐，但熔融玻璃冷却后形成非晶状固体，而玄武岩具有晶体结构。玄武岩含有三种硅酸盐矿物质：斜长石、辉石和橄榄石。斜长石为一些由硅酸钠和硅酸钙组成的三晶长石。辉石为含有镁、铁、钙三种金属氧化物中任意两种氧化物的晶体硅酸盐。橄榄石是含有硅酸镁和硅酸铁的硅酸盐。这种成份变异意味着构成玄武岩的矿物水平和化学组成可以因地域关系存在很大差别。甚至于岩浆在接近地表时的冷却速率也会影响到晶体结构。Basaltex公司负责研发的人士指出，尽管能够从世

钢纤维混凝土配合比

C50钢纤维混凝土配合比 1,设计依据及参考文献 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2000(J64-2000) 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041－2000 《国内公路招标文件范本》之第二卷技术规范(1) 《混凝土配合比设计计算手册》——刘长俊主编，辽宁科学技术出版社 2,确定钢纤维掺量： 选定纤维掺入率P=1.5%, T0=(78.67*P)kg=78.67*1.5=118kg; 3,确定水灰比 取W/C=0.45 (水灰比一般控制在0.40-0.53); 4,确定用水量: 取W=215kg(用水量一般控制在180-220kg),施工中采用掺用UNF-2A型高效减水剂,掺量为水泥用量的1%，减水率达10%，但考虑钢纤维混凝土的和易性较差，且施工中容易结团，故在试配中不考虑其减水效果，在试拌过程中观察其坍落度及施工性能。 5,计算水泥用量: C O=W O/(W/C)=215/0.45=478kg; 6,确定砂率: 取S P=65%(从强度和稠度方面考虑,砂率在60%-70%之间); 7,计算砂石用量: 设a=2 V S+G=1000L-[(W O/ρw+C O/ρc+T O/ρt+10L*a)] =1000L-[(215/(1/L)+478/(3.1/L)+118/(7.85/L)+10L*2)] =1000L-404L=596Lkg; S O = V S+G * S P * ρs=596 * 0.65 * 2.67 = 1034kg; G O = V S+G * (1-S P)*ρs = 596*0.35*2.67kg/L=557kg;

8,初步配合比: C O:S O:G O:T O:W O:W外= 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78 kg/m3 = 1: 2.16 : 1.17 : 0.25: 0.45 : 1% 9、混凝土配合比的试配、调整与确定: 试拌材料用量为: 水泥:砂:碎石:钢纤维:水:减水剂 = 11: 23.76: 12.87:2.75:4.95:0.11 kg; 拌和后，坍落度为10mm,能符合设计要求。观察拌和物施工性能： 棍度：中；保水性：少量；含砂：多； 拌和物在拌和过程中比普通砼困难，较难搅拌，但经机械振捣易密实。 6、经强度检测（数据见试表），28天抗压符合试配强度要求，故确定该配合比为基准配合比，即： 水泥: 砂: 碎石: 钢纤维: 水: 减水剂 = 11 : 23.76 : 12.87 : 2.75 : 4.95 : 0.11 kg = 1 : 2.16 : 1.17 : 0.25 : 0.45 : 1% = 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78kg/m3

钢纤维及钢纤维混凝土的技术及规定

钢纤维及钢纤维混凝土知识 混凝土用纤维的分类: 所用纤维按其材料性质可分为：①金属纤维。如钢纤维(钢纤维混凝土)、不锈钢纤维(适用于耐热混凝土)。②无机纤维。主要有天然矿物纤维（温石棉、青石棉、铁石棉等）和人造矿物纤维（抗碱玻璃纤维及抗碱矿棉等碳纤维）。③有机纤维。主要有合成纤维（聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、尼龙、芳族聚酰亚胺等）和植物纤维（西沙尔麻、龙舌兰等），合成纤维混凝土不宜使用于高于60℃的热环境中。 钢纤维的性能和规格: 钢纤维是以切断细钢丝法、冷轧带钢剪切、钢锭铣削或钢水快速冷凝法制成长径比(纤维长度与其直径的比值,当纤维截面为非圆形时,采用换算等效截面圆面积的直径)为40～80的纤维。 因制取方法的不同钢纤维的性能有很大不同，如冷拔钢丝拉伸强度为800-2000MPa、冷轧带钢剪切法拉伸强度为600-900MPa、钢锭铣削法为700MPa；钢水冷凝法虽为380MPa，但是适合生产耐热纤维。 为增强砂浆或混凝土而加入的、长度和直径在一定范围内的细钢丝。常用截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10～60毫米，直径为0.2～0.6毫米，长径比为50～100。为增加纤维和砂浆或混凝土的界面粘结,可选用各种异形的钢纤维,其截面有矩形、锯齿形、弯月形的;截面尺寸沿长度而交替变化的；波形的;圆圈状的;端部放大的或带弯钩的等。 钢纤维的规格:

钢纤维是当今世界各国普遍采用的混凝土增强材料。钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。 纤维混凝土的作用: 制造纤维混凝土主要使用具有一定长径比（即纤维的长度与直径的比值）的短纤维。但有时也使用长纤维（如玻璃纤维无捻粗纱、聚丙烯纤化薄膜）或纤维制品（如玻璃纤维网格布、玻璃纤维毡）。其抗拉极限强度可提高30～50％。 纤维在纤维混凝土中的主要作用，在于限制在外力作用下水泥基料中裂缝的扩展。在受荷（拉、弯）初期，当配料合适并掺有适宜的高效减水剂时，水泥基料与纤维共同承受外力，而前者是外力的主要承受者；当基料发生开裂后，横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。 若纤维的体积掺量大于某一临界值，整个复合材料可继续承受较高的荷载并产生较大的变形，直到纤维被拉断或纤维从基料中被拨出，以致复合材料破坏。与普通混凝土相比，纤维混凝土具有较高的抗拉与抗弯极限强度，尤以韧性提高的幅度为大。 钢纤维主要用于制造钢纤维混凝土，任何方法生产的钢纤维都能起到强化混凝土的作用。 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之一。 钢纤维混凝土的力学性能： 加入钢纤维的混凝土其抗压强度、拉伸强度、抗弯强度、冲击强度、韧性、冲击韧性等性能均得到较大提高。 1、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，其抗压强度提高10%~80%（C50以上混凝土提高幅度显著），抗拉强度提高50%~100%，抗弯强度提高50%~80%，抗剪强度提高50%~100%。试验表明，长度为5~15mm，长径比为10~30的超短钢纤维抗压强度提高幅度较短纤维大得多，但抗拉强度、抗折强度较短纤维低得多。 2、具有卓越的抗冲击性能 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。 3、收缩性能明显改善 在通常的纤维掺量下，钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低

玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册

玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 1、短切玄武岩纤维 玄武岩纤维是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经1450～1500℃高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。短切玄武岩纤维是由相应的连续玄武岩纤维基材为原料短切而成的长度小于50mm，能均匀分散在水泥混凝土中的无机矿物纤维。 2、短切玄武岩纤维的特性 （1）原材料的天然性。由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。 （2）性能的综合性。玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。

（3）成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维等，和合成纤维相当。 （4）天然的相容性。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。 除了它具有强度高、防渗抗裂、耐高温、耐酸碱腐蚀能力强、抗冲击性好等一系列优点外，它还在我国分布较广，价格便宜，造价低，还兼有绿色、环保、节约资源等优势，产品符合国家相关产业政策。且大量试验证明玄武岩纤维对混凝土性能有很好的改善作用，与钢纤维和合成纤维相比，玄武岩纤维的结合性更好，玄武岩纤维抗腐蚀耐锈蚀性均好于其它纤维。因此，玄武岩纤维用于水泥混凝土中有其自身的优势和特点，相比钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、合成纤维混凝土和碳纤维混凝土较有明显的性能、价格等综合优势 3、玄武岩纤维的技术指标 随着国家863计划“玄武岩纤维及其复合材料”等课题的研发完成，《水泥混凝土和砂浆用玄武岩纤维》（GB/T 23265-2009）国家标准及《公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分：玄武岩短切纤维》 （JT/T 776.1-2010）交通部标准的实施，玄武岩纤维在水泥混凝土中的得到了全面的应用。短切玄武岩纤维的指标应满足上述标准的要求，具体见下表： 表2.3.1 短切玄武岩纤维的性能指标

钢纤维混凝土力学性能报告

钢纤维混凝土力学性能报告 作者：波尔派丝吴

前言 现如今在建筑行业中使用最为广泛的材料就是混凝土，它是由骨料、水泥和水组成的，在实际应用当中能够表现出具有良好的抗压效果。在构件受力时利用自身的抗压性能抵抗荷载消除形变。根据混凝土的抗压强度可划分混凝土的等级，混凝土强度是结构设计和施工的重要依据。 但由于普通混凝土力学性能上的缺陷，抗弯拉强度小、弯曲韧度低、易开裂，导致其在工程作业中的应用受到很大限制。我们通常的解决办法是配筋，随着施工技术的革新，钢纤维问世，现今钢纤维改变混凝土性能已成为混凝土改性的重要途经之一。 钢纤维混凝土是指将规定尺寸、不连续的金属短纤维（即钢纤维）均匀、乱向地分散于混凝土中，形成一种可浇筑、可喷射的新型复合材料。因其在实际应用中表现出的抗拉、抗弯、抗剪、耐冲击性能优异，所以在建筑、公路、水工等领域中得到广泛应用。同时钢纤维混凝土相比于配筋混凝土具有更好等效弯曲强度与施工流水节拍。

I.钢纤维混凝土的基本组成 钢纤维混凝土是由粗骨料（石子）、细骨料（砂）、水泥、水、钢纤维以及适用工程状况的外加剂（无特定情况可不加）组成的一种非均质集合体复合材料。按设计配合比配制，经过立模、浇筑、振捣、整平、养护、拆模，形成具有设计强度的钢纤维混凝土构件。 II.钢纤维混凝土的基本力学性能 为了对钢纤维混凝土的力学性能分析，我们选用C30混凝土、SF80/50BP钢纤维（长径比80、长度50mm的冷拉端钩钢纤维）分别制作了6组样块，每组分别做6个样块，为了保证钢纤维的分散率采用成排钢纤维（在不使用外界设备干扰时成排钢纤维分散效果会优于散纤维），掺量分别为0kg/m3、5kg/m3、10kg/m3、15kg/m3、20kg/m3、25kg/m3，在恒温箱养护 28d后拆模进行试验。 A.抗压强度 龄期28d钢纤维混凝土试块与同等养护条件下龄期28d的普通混凝土试块相比较，在弹性形变阶段弹性模量与泊松比可视为基本相同； 实验数据表明，钢纤维对基体的抗压强度增强效果并不明显。在基体中加入钢纤维后，当钢纤维体积率的增加时基体的抗压强度略有提升，但增量很小，提升在0%~10%（前期工作者的大量实验也印证了此观点）。同时为了保障钢纤维在混凝土基体中的方向效能系数与粘接强度，钢纤维的长度需满足混凝土最大粒径的1.5~2.0倍，否则容易造成钢纤维的局部结团，相当于构成了薄弱截面，此时加入钢纤维反而会产生不利影响，造成钢纤维与混凝土界面粘结性状变差，其抗压强度甚至会比同配比的普通混凝土有所下降。

钢纤维混凝土与普通混凝土的力学性能对比分析研究

钢纤维混凝土与普通混凝土的力学性能对比分析研究 xxx 摘要：混凝土作为建筑材料现如今得到了充分广泛的应用，但普通混凝土的力学性能却存在着些许的不足。本文主要介绍纤维增强混凝土的发展及种类，重点就钢纤维混凝土与普通混凝土的力学性能做对比分析研究。 关键词：纤维增强混凝土；钢纤维混凝土；普通混凝土；力学性能 引言 随着混凝土强度的提高，对混凝土结构的安全性要求也更加突出了，然而，就混凝土结构而言，一直受物理性与化学性两大病害困扰，这两大病害是造成混凝土结构工程灾害的主要原因。而裂缝则是混凝土工程所有病害中最主要的因素，它大约占了70%的比例。此外，由于普通混凝土的抗拉强度一般都很低，拉应变与弯曲应变也很小，因此，普通混凝土结构中脆性破坏经常发生。为了改善普通混凝土的物理力学性能，人们一直在寻找各种方法和技术，钢纤维混凝土（SFRC）因此应运而生。 1 纤维增强混凝土的发展 自1824年英国工匠约瑟夫·阿斯普丁发明波特兰水泥后，水泥混凝土得到迅速发展，经过近190多年的研究和应用，混凝土已成为当今主要的一种优良建筑材料。但是，水泥混凝土仍然存在着一个突出的缺陷，即：它的抗压强度虽然比较高，但其抗拉强度、抗弯强度、抗裂强度、抗冲击韧性、抗爆等性能却比较差。纤维混凝土就是人们考虑如何改善混凝土的脆性，提高其抗拉、抗弯、抗冲击和抗爆等力学性能的基础上发展起来的，它具有普通混凝土所没有的许多优良性能。 纤维混凝土的发展始于20世纪初，其中以钢纤维混凝土研究的时间最早、应用得最广泛。早在1910年，美国的H.F.Porter就发表了关于短钢纤维增强混凝土的第一篇论文。纤维混凝土真正进入应用于工程的研究，是在20世纪60年代初期。1963年，美国的J.P.Romualdi等发表了钢纤维约束混凝土裂缝发展机理的研究报告，首次提出了纤维的阻裂机理，才使这种复合材料的发展有实质性的突破，尤其钢纤维混凝土的研究和应用受到高度重视。20世纪70年代后，不仅钢纤维混凝土的研究发展很快，而且碳、玻璃、石棉等高弹纤维混凝土，尼龙、聚丙烯、植物等低弹性 收稿日期：2015-03-07 作者简介：xxx，（学号）xxxxxxxxx 纤维混凝土的研制也引起了各国的关注。增强理论的广度和深度以及研究应用都取得了令人鼓舞的成果。 目前，对于混凝土中均匀而任意分布的短纤维对混凝土的增强机理存在着两种不同的理论解释。其一，为美国的J.P.Romualdi提出的“纤维间距机理”；其二，为英国的Swamy Mamgat等提出的“复合材料机理”。 纤维增强混凝土（FRC: Fiber Reinforced Concrete）是以水泥浆、砂浆或混凝土为基体，以非连续的短纤维或连续的长纤维作增强材所组成的水泥基复合材料的总称，通常简称为“纤维混凝土”。研究表明，在混凝土中掺入纤维能够提高混凝土的抗拉强度，抑制混凝土的早期塑性开裂，有效控制裂缝的扩展，对混凝土的抗渗，防水及抗冻等耐久性也有很好的促进作用。 同时，纤维的掺入也是改善混凝土中的薄弱相，降低其脆性，提高混凝土韧性的有效途径。 2 纤维增强混凝土的分类 现今，应于纤混凝土或纤维砂浆的纤维有很多种，按其来源或生产方法可分成三大类： (1)天然纤维：植物类（如：棉花、剑麻），矿物 类（如：石棉、矿棉）。 玄武岩纤维（Basalt Fiber简称BF）是一种新型无机纤维材料，是用火山爆发形成的一种玻璃态的玄武岩矿石，经高温熔融后快速拉制而成的纤维，与普通混凝土相比，其受拉强度高0.5倍～1倍，延伸率高3倍～5倍，与有机聚丙烯纤维相比，玄武岩纤维的化学稳定性、热稳定性、弹性模量和抗拉强度都具有明显的优点。 碳纤维（Carbon Fiber简称CF）在水泥浆的强碱性环境中稳定性好，无毒无害，无石棉纤维的致癌结构，性能优于玻璃纤维、钢纤维，而且比其他纤维对水的湿润性大，与混凝土的粘结紧密，因而增强效果最好。近年的研究还表明，碳纤维的掺入不仅可显著提高混凝土的强度和韧性，而且其电学性能也有了明显改善，具备本征自感应、自调节功能，它可以作为传感器并以电信号输出的形式，反映自身受力状况和 1

钢纤维增强混凝土力学性能研究.

第33巷第30期 200 7年l 0月 山 西 建筑SHANXI ARaml硎RE vd.33No 30Oct.2007 ?185? 空章编号:1009-6825(200730-0185-02 钢纤维增强混凝土力学性能研究 申淑荣徐锡权 摘要:通过对钢纤维增强混凝土力学性能的试验研究,分析了钢纤维混凝土的力学性能与钢纤维体积率、层厚的变化关系.为合理确定钢纤维混凝土中钢纤维曲掺量提供科学的依据。关键词:钢纤维增强混凝土.体积率,层厚,韧性j 中图分类号:TU528.572 . 文献标识码:A 随着社会的进步,科学技术的发展及社会对工程建筑要求的不断变化,社会对大跨度结构和高层建筑的需求量日益增加,对混凝土的性能要求越来越高。基于此,借

鉴民间早有的在土坯里掺人稻草、麻绳等经验,提出用纤维来改善混凝土性能的方法。20世纪初,国际混凝土界为提高混凝土的承载力,提出了钢纤维增强混凝土概念,即在水泥混凝土中掭加钢纤维。事实证明。钢纤维对混凝土强度的提高有显著作用,钢纤维增强混凝土也因此在工程中被广泛应用。该研究在分析现有钢纤维混凝土基本理论的基础上提出钢纤维棍凝土的配合比并依此配合比浇筑构件,检验不同掺量钢纤维混凝土的弯拉性能,研究钢纤维混凝土的强度与韧性同钢纤维掺量、层厚的关系。为现场施工提供指导。. 1试件制备与试验方法.,,、。 1.1原材料 1水泥:采用山东青岛柳园公司生产的强度等级为42.5号的普通硅酸盐水泥。2石子:普通碎石,最大直径20ⅡIm 3砂子;普通中砂,细度模数^t=2.77。4钢纤维:异形钢纤维,长45mill,长径比为58。 . 。 1.2试件尺寸规格、配合比及代号, ’‘ 1试件尺寸规格:100tuna×100 I蛐×400 rra'n。- ,2配合比:水灰比为0.6,水泥用量为300kg艋.砂率为 40%,基体混凝土等级为C30。。。-

钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用

钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用 发表时间：2016-11-15T16:53:32.417Z 来源：《低碳地产》2016年8月第16期作者：常春燕[导读] 钢纤维混凝土是一种将钢纤维掺入普通水泥混凝土中的新型复合材料。 身份证号：13070519740217XXXX 河北省张家口市宣化区 075100 【摘要】钢纤维混凝土是一种将钢纤维掺入普通水泥混凝土中的新型复合材料。普通混凝土路面具有抗冲击性能力差、易产生裂缝并不断发展等缺陷。钢纤维混凝土是在混凝土中掺入钢纤维以改善混凝土性能，有效提高了混凝土的耐久性、抗拉强度、抗弯强度以及抗裂性能等。鉴于此，文章结合钢纤维混凝土的基本力学性能分析，主要针对钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用要点进行了分析，以供 参考。 【关键词】钢纤维混凝土；道路面层施工；应用要点 1 导言 近年来，伴随着经济的快速发展，人们的生活水平有了很大的提高，汽车作为一种便利的交通工具，开始进入普通百姓的生活，也使得公路所要承担的交通压力越来越大，人们对于路面的施工质量和使用寿命提出了更加严格的要求。考虑到传统路面采用的是水泥混凝土或者沥青混凝土，使用年限相对较短，甚至实际使用寿命可能仅仅达到设计寿命的一半，影响了公路行业的可持续发展。在这种情况下，钢纤维混凝土路面施工技术得到了普及和应用，在提升路面整体性能方面发挥着积极的作用，得到了公路施工企业的重视。 2 钢纤维混凝土的基本力学性能 2.1抗压强度 在抗压强度方面，钢纤维并不能很好的增加混凝土基体的抗压强度。钢纤维的加入只是略微提高了混凝土的抗压强度，提高幅度并不是很大，在10%左右。石料的最大粒径对钢纤维的长度在一定程度上起着决定性的作用，石料粒径过大或者钢纤维较短会造成钢纤维在混凝土中分布不均，使钢纤维在混凝土中局部结团，间接形成薄弱截面，影响了钢纤维与混凝土基体的粘结性能，反而使钢纤维混凝土的抗压强度有所下降。 2.2耐腐蚀性强 混合杂乱分布在钢纤维混凝土内部的钢纤维只要不让其与空气接触，一般不会发生锈蚀。实验表明，钢纤维在空气、污水、海水中都不容易被锈蚀。当把钢纤维放在海水和污水中5年后，其表面锈蚀程度小于5mm，在钢纤维混凝土表面或者是裂缝处的钢纤维受腐蚀的可能性较大。所以，建筑物会因钢纤维混凝土的耐腐蚀性而延长使用寿命，从而节省资源、能源。钢纤维的耐冻融性、耐热性和抗气蚀性都比较好，物理性能也得到了很大的提高。当在混凝土中掺入1.5%的钢纤维时，即使是对其进行高达150次的冻融操作，抗折和抗压强度也才下降20%。掺有钢纤维的耐火混凝土的抗热性也是极佳的，在极度高温下不会太过膨胀而断裂。所以，钢纤维混凝土的耐腐蚀性要比普通混凝土的抗腐蚀性更为优越。 2.3抗拉强度 在抗拉强度方面，钢纤维的加入对混凝土劈拉强度还是有很明显的加强的。试验表明，钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度比普通混凝土要高，且钢纤维掺量提高，劈拉强度也会相应提高，当混凝土中钢纤维掺量在1%～2%时，相应混凝土的28d劈拉强度增加40%～80%，但混凝土的早期劈拉强度与是否加入钢纤维的关系并不大。 2.4抗冲击性能 钢纤维的加入在很大程度上提高了混凝土的抗冲击性能，且在一定掺量范围内，抗冲击性能和钢纤维掺量是成正相关的。钢纤维混凝土具有良好的塑性变形能力，大大改善了普通混凝土性脆的缺陷，即使在冲击裂缝形成以后，钢纤维也能够延缓裂缝的延伸和扩大。在动荷载作用下，抗松散破碎的能力使钢纤维混凝土的耐久性大幅提升，这种情况下的混凝土虽然开裂，但不会立即破碎，基于这种能力钢纤维混凝土特别适用于一些铺面工程中，如:公路路面、桥面铺装、机场跑道等。 3 钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用要点 3.1混凝土和钢纤维配合比的科学选择 在钢纤维和混凝土配合比方面，主要的参考依据是路面的厚度、抗弯强度的设计以及钢纤维混凝土的抗折强度设计，在实践使用中主要采用以下公式进行计算：钢纤维和混凝土的配合比=素混凝土的抗折强度值×（1+钢纤维的强度系数×钢纤维的体积率×钢纤维的长度比）。从上述公式可以看出，钢纤维混凝土配合比和素混凝土的水灰配合比以及钢纤维的使用率、相关的浇筑范围以及钢纤维的强度紧密相连，其比例应该通过相关的强度和性能进行确定。 3.2模板的选择 模板应具有一定的强度、稳定性和刚度，允许振动梁在其上面行走振动而不发生变形、倾覆现象。我们选取了钢模板，外侧支护采用圆钢三脚架，模板隔离层采用聚乙烯薄膜，这样既可以方便拆模，又防止混凝土混合料从纵向传力杆孔洞处流出。 3.3钢纤维的投放和搅拌环节 在钢纤维的投放和生产过程中，采用先湿后干的分散式投放方式，防止出现搅拌过程中出现结团现象。在投放过程中，钢纤维应该采用细骨料定量的方式进行搅拌工作，通过分散式振捣的方式将钢纤维混入到混凝土之中。在钢纤维混凝土搅拌的过程中，一般按照先投放砂石再投放钢纤维，在搅拌均匀之后，再进行碎石和水泥的投放工作，通过这样的分级投放工作实现每一个环节的均匀搅拌，防止出现搅拌不均匀的情况。此外，对于搅拌机的选择也具有一定的要求，为了实现最佳的搅拌效果，需要采用双锥反转的方式进行搅拌，以确保最终的搅拌效果。 3.4路面铺筑 钢纤维混凝土路面的铺筑，应符合设计图纸的要求，满足JTGD40－2011《公路水泥混凝土路面设计规范》的要求。对拌和钢纤维混凝土路面进行摊铺时，不仅需要满足相关设备在普通混凝土路面施工中的各类规范，还必须充分考虑一些其他因素:在施工中，使用的机械布料以及摊铺方式必须能够确保钢纤维的均匀分布，保证结构的连续性，在对一块面板进行浇筑与摊铺时，应该避免出现中断的情况；应该通过试铺对布料松铺高度进行确定，而当拌和物的塌落度相同时，相比于普通混凝土路面，松铺高度应该高出10mm左右；拌和物与摊铺方式应该相适应，同时其工作性可以满足相应摊铺工艺下的振捣要求。

玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究

龙源期刊网 https://www.docsj.com/doc/28274620.html, 玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究 作者：刘泮森魏书华李秉千 来源：《河北工业科技》2016年第02期 摘要：为提高混凝土的抗弯拉性、抗冲击性和耐磨性，在混凝土中添加玄武岩纤维，制成玄武岩纤维混凝土。对不同水灰比、不同玄武岩纤维含量的10种常用配合比混凝土，开展了水泥混凝土立方体抗压强度试验、抗弯拉强度试验、断裂能试验和耐磨性试验，研究了玄武岩纤维含量对混凝土抗压强度、抗弯强度、断裂能和耐磨性的影响。结果表明：添加2～4 kg/m3的玄武岩纤维，混凝土的抗弯强度增加4%～13%，断裂能增加23%～138%，磨耗值降低2%～18%，混凝土抗压强度下降4%～18%。 关键词：建筑材料其他学科；玄武岩纤维；耐磨性；强度；断裂能；孔隙率 中图分类号：TU528文献标志码：Adoi： 10.7535/hbgykj.2016yx02006 在混凝土中增加石棉、纤维素、钢铁、聚丙烯等纤维制品，可以改善混凝土的力学特性，提高混凝土拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和韧性，控制开裂和破坏的模式，提高耐久性[1-3]。 纤维的使用可大大增加水泥基材料的韧性和能量吸收能力[4-10]。加入钢纤维和聚丙烯纤维之后混凝土由脆性材料转变为可弯曲韧性塑性材料[11-13]。然而它们的抗压和抗弯强度并没有显著提高。钢纤维的不同长度和纵横比对混凝土的韧性产生影响，对于给定的长宽比，弯曲韧性随着纤维体积百分率的增加而增加。对于给定的体积百分率，随着纵横比的增加混凝土的弯曲韧性也增加[8-9]。 玄武岩是火成岩，在强度、耐温、耐久性方面表现良好。玄武岩纤维是玄武岩岩石熔化过程中得到的，比无碱玻璃纤维有更大的抗拉强度，比碳纤维有更大的破坏应变，对化学腐蚀、冲击载荷有良好的抵抗能力，耐火性良好，且较为环保[10]，可替代钢纤维、玻璃纤维和碳纤维[4-5]。但目前对于玄武岩纤维混凝土力学特性的研究尚不够深入。 本文对10种水灰比不同、玄武岩纤维含量不同常用配合比的混凝土开展了抗压强度、抗弯强度、断裂能和耐磨性试验，旨在评价掺入含量（2 kg/m3，4 kg/m3）和长度（12，24 mm）的玄武岩纤维后，水灰比分别为0.60和0.45的混凝土新拌和硬化后的性能。通过耐磨性、抗压强度、抗弯强度和断裂能等各项试验来评价玄武岩纤维对混凝土的影响。 1试验研究 1.1原材料和混凝土配方

聚丙烯纤维混凝土

聚丙烯纤维混凝土/砂浆施工指导规程 一、一般规定 1.1 聚丙烯纤维混凝土/砂浆结构除应符合本指南外，尚应符合现行国家标准中有关混凝土/砂浆结构工程及验收规范。 1.2 聚丙烯纤维混凝土/砂浆的配合比的设计可参照普通水泥砂浆、普通混凝土配合比的设计的有关标准。在按此标准的配制混凝土/砂浆基础上掺加适量聚丙烯纤维即可。在满足现行《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55要求的基础上考虑加入聚丙烯纤维的影响，外加剂用量应通过试验确定。 二、原材料 2.1水泥 配制聚丙烯纤维混凝土/砂浆所用的原料应符合水泥砂浆、普通混凝土所用的原料的有关规定。所用水泥应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175）《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》（GB1344）中有关混凝土和钢筋混凝土所用原料的规定。 2.2掺和料 采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制聚丙烯纤维混凝土/砂浆时，可掺入粉煤灰、矿渣微粉、硅粉等矿物掺合料。掺合料的性能应符合现行《高强高性能混凝土矿物外加剂》GB/T18736及相关应用技术规范的规定，其掺量应通过试验确定。 2.3骨料 配制聚丙烯纤维混凝土/砂浆时，砂的性能指标应符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52）的规定。粗骨料的性能指标应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53）的规定。 2.4化学外加剂 聚丙烯纤维可与化学外加剂同时使用，化学外加剂的性能指标应符合《混凝土外加剂》GB8076或《混凝土外加剂应用技术规程》GB50119等国标的有关规定。 2.5水 聚丙烯纤维混凝土/砂浆拌合用水必须符合国家《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）的规定，不宜采用海水拌制。 2.6聚丙烯纤维的技术要求

玄武岩纤维混凝土性能试验研究

玄武岩纤维混凝土性能试验研究 摘要：玄武岩纤维增强混凝土可以在房屋、桥梁、高速公路、高速铁路、城市高架道路、飞机跑道、海港码头、地铁隧道等等建筑领域起到加固补强、防渗抗裂、延长使用寿命等作用。通过对玄武岩纤维与其他纤维性能指标对比，对参入不同纤维的混凝土的性能进行了对比试验研究，并取得了良好的效果。对混凝土的抗冲击、抗冻性、抗渗透性、抗干缩性能都有较明显的提高，具有很好的应用前景。 关键词：玄武岩；连续纤维；水泥混凝土；性能. Abstract：Continuous Basalt fiber reinforced concrete can be used in architecture field of housing, bridges, highways, high-speed rail , urban elevated road, airstrip, port terminals, subway tunnels etc and have functions of reinforcement, impermeable crack and prolong service life. Compared the performance of basalt fiber with other fibers,with experimental research compared the performance of concrete parameters into different fibers, and achieved good results. And have significantly improved the concrete impact resistance, frost resistance, impermeability, anti-shrinkage performance, with good prospect of application . Keywords: basalt; continuous fiber ; cement concrete; performance. 1 引言 纤维混凝土是国际上近年来发展很快的新型水泥混凝土复合材料，以其优良的抗拉抗弯强度、阻裂限缩能力、耐冲击及优良的抗渗、抗冻性能而成功地应用于军事、水利、建筑、机场、公路等领域，目前他已成为研究较多、应用较广的水泥基复合材料之一。 连续玄武岩纤维（ContinuousBasaltFibre 简称CBF或BF）是一种无机纤维材料。它用纯天然火山喷出岩为原料，经1450—1500℃的高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色。玄武岩纤维具有耐高温、耐烧蚀、耐酸碱性能好、耐化学性能好和热稳定性优越等优点。作为基础工业的增强复合材料有很好的发展前景，特别是玄武岩纤维在建筑工程中，与碳纤维有同样的优势。 因此有必要针对玄武岩纤维掺入后对混凝土性能的影响进行系统的研究，；并对比聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维掺入混凝土后性能的改善测试的情况进行对比分析，得出玄武岩纤维对混凝土影响的优劣。 2 连续玄武岩纤维简单介绍

纤维混凝土在弯曲下的微观力学上的耐久性研究

纤维混凝土在弯曲下的微观力学上的耐久性研究 摘要 基于细观力学耐久性模型来预测薄层水泥基复合材料的弯曲性能增强的成品和未精制的纤维素纤维的复合材料进行了测试，在干，湿，和加速老化（碳化）。该模型是基于断裂力学的直接链接的材料结构的变化导致的环境恶化工艺复合材料弯曲力学性能。该模型被用来作为一种工具来定量评价纤维素纤维基体界面的微观参数，很难测量的实验。合理的协议被发现在复合材料弯曲力学性能和纤维失效模式模型的预测与实验确定的趋势（拔出或断裂）作为一个功能的环境。这支持了所提出的细观力学模型参数的有效性。?1999 Elsevier科学有限公司保留权利。 关键词：微观力学；耐久性；复合材料；弯曲强度；建模

石棉纤维的纤维水泥广泛应用 业为薄水泥复合加固直到 研究表明，暴露于石棉引起的肺癌，石棉，和人类间皮瘤[ 1 ]。使用石棉 停止，引发了广泛的替代研究 光纤系统。对替代纤维的要求 高性能，高加工性，和 在富碱胶凝材料的环境耐久性。纤维素纤维实现了第一个要求。 纤维素纤维本质上是强大的，和细化（或 机械打浆）的纤维素纤维，大大提高了 其加工的必要，如果复合材料是使用Hatschek生产方法研制成功 [ 2，4 ]–。然而，当纤维素纤维增强水泥 复合材料暴露于户外环境中，复合材料的性能和力学性能变化，这意味着耐久性差[ 5 ]。微观结构研究的复合材料用扫描电子显微镜观察发现， 在纤维素纤维结构和纤维母体接触面积 通过改变环境[ 6 ]影响–8。 本文重点研究确定在物质的变化 干精制和未精制的纤维素纤维复合材料暴露于水后加速年龄结构（碳 信息）环境和连接这些变化对复合材料 机械性能通过细观力学耐久性模型。复合材料结构的划分 为三个方面：纤维，基体和纤维基体界面， 过渡区。细观力学参数是用来描述材料的结构强度的光纤参数， 刚度，长度和直径，刚度，韧性矩阵参数，和初始裂纹尺寸和fibermatrix界面摩擦和相互作用参数 化学键与吸收系数。一条弯曲的细观力学模型，使用这些输入参数来预测复合材料的力学性能[ 9 ]。量化