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                  纤维混凝土在工程中的作用

                  来源:未知
                   

                     纤维增强混凝土,统称纤维混凝土。它是将特制的各种纤维掺合到混凝土中形成的建筑材料。作为基质材料,可以使用各种水泥基混凝土。在公路工程中最常用的是小石子重型砼,这是因为大骨料会制约纤维混凝土工作的有效性,无法使纤维分散的更均匀。
                    作为增强材料可以采用各种各样的纤维。按材质分有钢纤维玻璃纤维、玄武岩纤维、聚丙烯纤维等;按生产方法分有板坯铣削法、熔液挤拉法、薄板切削法.细丝裁剪法:按几何形状分不同的长度直径,不同截面形状;按纤维在混凝土中的锚固形式分纤维形状 带弯钩 表面糙化等。纤维混凝土通常不单独使用,常和配置受力粗筋结合使用。
                    纤维混凝土的优点
                    与普通混凝土相比, 纤维混凝土有以下优点:①在轴心受拉和弯曲受拉时 抗拉强度显着提高;②实践证明,在循环荷载作用下,可以改善抗冲击、抗磨耗性能;③提高了抗水浸、抗冻抗火灾、抗锈蚀稳定性; ④ 从”应力到应变” 可以看出,钢纤维砼的极限拉应变大大提高 素砼的极限应变为0.00015.而钢纤维砼为O.01.提高了66倍。这些优点得到了充分地数据支持和国内外专家认可。
                    纤维混凝土的应用
                    在以下情况下,使用纤维混凝土更有效。①当结构处于轴向压力和偏心压力情况下;②在严寒天气条件下工作的结构;③在交变的循环荷载作用下的构件。纤维混凝土已在很多领域广泛采用:公路 铁路 桥梁 隧道、机场路、扶壁墙.基础、水库、仓库以及一些公民建筑。目前,在桥梁结构中采用钢纤维混凝土已非常普遍,积累了很多经验。它可以用作桥梁的行车道材料,尤其是防水混凝土铺装层。可以用作新建桥梁和旧桥加固补强材料。有防裂防渗要求的结构部位,更经常采用钢纤维混凝土。
                    钢纤维混凝土
                    纤维混凝土中 最常用的是钢纤维混凝土,它具有以下优点:
                    钢纤维混凝土具有很好的力学性能,可用于承重结构;o钢纤维混凝土结构整个体积内均匀分布着钢纤维,可以有效地分散混凝土中的应力;0在结构混凝土中.掺加钢纤维可以减轻受力主筋的负担.甚至可以通过计算取而代之。钢纤维混凝土用作桥面铺装防水层,可以大大缩短常规防水层的安装时间.并提高了质量和耐久性;钢纤维混凝土用作公路路面时.可以大大提高路面使用寿命,降低路面全寿命内运营总成本;在隧道工程建设中.采用纤维混凝土可以减少或取消受力主钢筋.还可以取消喷射砼时的钢筋网片,此时可节省基建费用30%。
                    纤维在结构构件中.由于不能承受较大的拉应力.因而最适合用于拉应力不大的部位.如用于偏心受压构件中.所用钢纤维最好是采用板坯铣刨制造的。
                    纤维的力学性能
                    一项优秀的设计,不但要复合规范要求,而且要赶上世界潮流,领先该领域的世界科技水平。在工程实践中,纤维混凝土的使用和普通混凝土一样.然而它具有独特的力学性能,需要进行试验研究。它的力学性能,不但和采用哪种材料有关 还与该加筋材料的尺寸、形状和用量有关。另外.还和它所有组分自身的强度、变形性有关。实践证明,随意地把纤维抛入混凝土中,往往造成掺加量过剩,不能充分发挥它们的潜能。国外在确定纤维混凝土的物理一力学性能时,主要是通过实验的方法。利用表象学观点.并考虑各种组分的类型、纤维数量和混凝土类型。对 纤维增强水泥基”材料制定出了一系列试验规程和标准试件。国外纤维混凝土规范可分为两个方面①规定出关于纤维混凝土的试验方法 用以确定出它的物理一力学性能;②为纤维混凝土结构的设计提供参数,制定出相应的施工方法。
                    使用中存在的问题
                    在我国尽管也不乏有钢纤维混凝土的工程实例.也积累了一定的施工经验 在规范中也提及了它的使用。但从设计到施工,仍存在着诸多问题:
                    纤维混凝土在应用到不同环境,不同工况时,应相应地选用最有效的纤维类型;目前仍缺少对纤维混凝土结构符合实际的计算方法,不能准确地考虑到它在结构的受力表现;在生产过程中.难以非常均匀地将纤维分散开。尚没有对成品进行无破损的检验方法和检测仪器;对它的力学性能研究尚不充分。对普通混凝土,不考虑它在结构中承受拉力。而纤维混凝土的应力一应变图形可分为受压和受拉两个分支.其变形性能与普通砼有明显地差别。
                    不同形状钢纤维的使用效果
                    为比较不同形状钢纤维的使用效果,制作了一批15×15 X 60cm含有不同形状纤维的混凝土试件,并制作了不含纤维的素混凝土试件, 以资比较。
                    不同形状的钢纤维这里把钢纤维分为四种类型:1型钢纤维一由冷拉低碳钢丝裁剪而成.两端带钩;2型钢纤维-在冷拉钢丝的表面压痕.并在末端弯折:3型钢纤维一两端无弯钩,全身呈波浪状:4型钢纤维一从扁钢坯上刨削而成,两端带钩。
                    试验结果
                    对不同类型的钢纤维制成的试件进行抗弯试验,绘制成各自的“荷载一挠度”曲线。这里定义.该曲线以下覆盖的面积,表示试件在开裂(或破坏)时所消耗的能量。结果表明,1型钢纤维混凝土的工作性能最好,耗能最大。
                    它可以有效地控制裂缝出现和带裂缝工作。其他三种类型纤维的优劣顺序依次下降。
                    钢纤维混凝土的质量控制
                    用肉眼观察并调整混合料的拌合过程:
                    制成标准尺寸的立方试件,然后冲洗掉部分结合料和砂、石材料,观察和评价纤维分布的均匀性;
                    在纤维混凝土成品中取出岩芯,表面刮净,露出纤维.观察和评价纤维分布的均匀性:
                    也就是说,到目前为止,国内外尚没有一种专用设备进行无破损检查 以判定纤维分布的均匀性和产品的匀质性。
                    纤维混凝土的研究方向
                    研制开发一种聚合纤维与聚合物筋棒相结合的纤维混凝土,设计成永不锈蚀的耐久性结构。
                    ·将纤维加入自密混凝土中。
                    ·研究在长期荷载作用下带裂缝工作的纤维混凝土结构的徐变性能(尤其是聚合物纤维混凝土)。
                    ·研究钢纤维混凝土结构.带裂缝工作时的锈腐稳定性。
                    ·对在不同环境 不同工况下的纤维混凝土结构,选用最合适的纤维类型。
                    ·研究最有效地确定纤维混凝土物理一力学性能的方法。
                    ·研究一种方法和仪器 能在纤维混凝土生产过程中控制它的质量,保证纤维分布均匀,并可以对成品混凝土进行无破损检验。 

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