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钢纤维混凝土

多相复合材料

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。

混凝土简介
普通钢纤维混凝土的纤维体积率在1%—2%之间，较之普通混凝土，抗拉强度提高40%—80%，抗弯强度提高60%—120%，抗剪强度提高50%一100%，抗压强度提高幅度较小，一般在0—25%之间，但抗压韧性却大幅度提高。
保养
钢纤维砼表面湿润不少于7d，时间越长越好，用湿的草袋铺在表面或用养护材料。钢纤维转换梁保养时避免接触风、太阳、雨水等，应对施工梁体进行挡风、防雨等封闭处理。对于钢纤维转换梁，拆模时间应严格控制在达到规范规定的混凝土28d强度之后。如果遇冬季施工，可按常规办法采取防冻措施。
掺量检验
(1)钢纤维的掺量在砼浇注地点取样检验，每一工作班至少检验二次，每次取三组样品，每组样品为1OL。
(2)通过水洗法检验，将钢纤维从砼中洗出，晒干后称量，单个取样钢纤维含量偏差不得超过配比掺量的20%，每三个取样以上钢纤维含量平均值的偏差不得超过配比掺量的5%。
影响因素
根据纤维增强机理的各种理论，诸如纤维间距理论、复合材料理论和微观断裂理论，以及大量的试验数据的分析，可以确定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。
改善办法
1.增加纤维的粘结长度（即增加长径比）；
2.改善基体对钢纤维的粘结性能；
3.改善纤维的形状、增加纤维与基体间的摩阻和咬合力。
以上改善方法的理论依据可以结合钢纤维混凝土抗拉强度、弯拉强度（抗拉强度）设计公式
抗拉强度
钢纤维混凝土抗拉强度，可通过试验所得的劈裂抗拉强度乘以强度折减系数0.80确定，劈裂抗拉强度试验方法按GB J81规定进行
钢纤维混凝土抗拉强度标准值fftk=ftk(1+αt·ρf·lf/df)
fftk，ftk－－钢纤维混凝土抗拉强度标准值，设计值；
αt－－钢纤维对钢纤维混凝土抗拉强度影响系数，宜通过试验确定；
ρf－－钢纤维体积率（即钢纤维掺量体积率）
lf－－钢纤维长度
df－－钢纤维直径或等效直径
lf/df－－钢纤维长径比
钢纤维混凝土弯拉强度（抗折强度）
钢纤维混凝土用于公路路面、机场道面、或其它采用弯拉强度为设计指标的结构时，与钢纤维混凝土相应的集体混凝土的弯拉强度设计值的分级和使用范围，可按国家现行有关水泥混凝土路面、机场道面等行业设计规范的规定采用。
钢纤维混凝土弯拉强度设计值fftm=ftm(1+αtm·ρf·lf/df)
fftm，ftm－－钢纤维混凝土抗拉强度标准值，设计值；
αtm－－钢纤维对钢纤维混凝土弯拉强度影响系数，宜通过试验确定；
ρf－－钢纤维体积率（即钢纤维掺量体积率）
lf－－钢纤维长度
df－－钢纤维直径或等效直径
lf/df－－钢纤维长径比
技术参数
施工工艺
优点
现代施工工艺中，逐渐采用湿喷钢纤维混凝土，使用长20~40mm厚0.5mm的钢纤维。其优点是：
（1）5%~10%的回弹率，比干喷低得多；
（2）不产生钢纤维的回弹，使用40mm的钢纤维时，也能控制回弹；
（3）混凝土质量均一，通常可达到55MPA的强度，特殊作业时，可达到100MPA；
（4）环境条件好，粉尘少；
（5）作业安全；
（6）水灰比小，透水性低；
（7）不需要防腐蚀处理，可防止电解和加速腐蚀。
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