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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。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。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。
改善办法:⒈改善基体对钢纤维的粘结性能;即改善混凝土基体,如采用更高强度混凝土⒉增加纤维的粘结长度;即增加长径比,公式中lf/df⒊改善纤维的形状、增加纤维与基体间的摩阻和咬合力;即提高钢纤维影响系数α 钢纤维的类型。
铣削钢纤维混凝土的早期坍落度损失较大,30分钟损失32%,2小时损失42%。钢纤维混凝土的实际工作性优于相同的坍落度的普通混凝土。钢纤维混凝土具有良好的材料性能,与普通混凝土相比,其抗压强度提高2~20%;弯拉强度提高20~50%;劈裂抗拉强度提高20~40%;耐磨性能提高40%左右,其物理力理性能完全可以满足城市道路工程及检查井盖等配套构件需求技术指标。
钢纤维粗糙而洁净的表面,能与混凝土中的水泥浆体牢固的结合,这是铣削钢纤维提高混凝土各种性能的根本原因。此外,高强钢钎维混凝土在铁道轨枕预制、高速公路伸缩缝、水泥砼道面等预制、现浇、生产施工等方面均已得到大量应用,其优良性能完全可以取得良好的技术经济和社会环境效益。
使用聚丙烯纤维注意事项: 聚丙烯纤维只作为混凝土的“次要加强筋”,而非结构受力钢筋,所以聚丙烯纤维的掺入不能改变原设计中的配筋率。
聚丙烯纤维不能取代结构性的加强材料,不能单独用于沉降和受强大外力冲击抗裂的场合,不可因为使用聚丙烯纤维而减少主结构的尺寸,使用聚丙烯纤维的施工和养护仍要严格按照国家有关规定及惯例进行。聚丙烯纤维的存放防止阳光长时间直接照射。
钢纤维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30~100。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。
为使钢纤维较均匀地分散于砂浆或混凝土中,并增大纤维的长径比,可使用由水溶性胶粘结在一起成集束状的钢纤维。钢纤维可用冷拔钢丝切断、薄钢板剪切、钢块或钢锭铣削以及熔钢抽纱等方法制造。配制常温下应用的钢纤维混凝土,可使用低碳钢纤维;而配制耐火的钢纤维混凝土,则必须使用不锈钢纤维。砂浆或混凝土中掺加适量的钢纤维,可提高其抗拉、抗弯强度,并大幅度地提高其韧性和抗冲击强度。
种类划分钢纤维问世的时间不长,但应用领域越来越广泛,与此相应,钢纤维的品种也再不断增多。⒈按外形划分有:平直形(a)、压棱形(b)、波形(c)、弯钩型(d\e)、大头型(f)、双尖形(g)、集束型(h)等等。2.按截面形状划分有:圆形(a)、矩形(b)、槽型(c)、不规则性(d)3.按生产工艺划分有:切断钢纤维(用细钢丝切断)。
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