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尽管掺入混凝土基体中的高模量钢纤维主要起增强、增韧作用,然而钢纤维对基体的增强理论至今未能满意地解决,仍以复合理论和纤维间距理论并存。复合理论是研究脆性纤维增强延性基体材料的增强理论时提出的,将复合材料基体的性能视为与复合前完全一样,此时按混合法则计算是可行的钢纤维混凝土克服了普通混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、脆性等缺点,具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能,通过在桥面铺装中的应用,总结了钢纤维混凝土施工方法,技术要求及有关注意事项,为钢纤维混凝土的推广应用提供了经验。钢纤维配合比设计质量控制钢纤维混凝土是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基体,以金属纤维增强材料组成的水泥基复合材料。它是将短而细的,具有高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性等良好性能的金属纤维均匀分散在混凝土基体中形成的一种新型建筑材料。




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。
用与钢纤维混凝土的钢纤维主要有四种制造方法(请参考上图2-3),以下是详细资料:
1.钢丝切断法
这种加工方法比较简单(图2-4),一般利用小直径0.4-0.8mm的冷拔钢丝为原料,’按照规定的长度把钢丝切成短纤维。用这种方法生产钢纤维的抗拉强度,远高于其它方法加工成的钢纤维,可达1000-2000MPa.
加工手段可以用切刀、冲床。为了提率,常用旋转刀具切断。由于冷拔钢丝价格昂贵,这种方法生产的钢纤维成本较高。此法生产钢纤维的另一缺点是表面较光滑,与混凝土等基体的粘结强度较小。为了增加钢纤维与混凝土等基体的粘结强度,常常采用改变钢纤维的外形,即通过生产异形钢纤维的办法加以解决,常见的方法有三种:⑴压棱法:在切断钢丝前,用进给钢丝的夹送辊在钢丝上
压出棱形凹坑(如图2-1,b)。




一、粘结性

由于钢纤维与混凝土基体的界面粘结主要是物理性的,即以摩擦剪力的传递为主,因此对钢纤维本身来说,应该从纤维表面和纤维形状两个方面来改善其粘结性能。具体的方法有下列四种。

1.使钢纤维表面粗糙化、截面呈不规则形。采用熔抽法生产就能达到这个目的。因为钢纤维在遇空气急剧冷却时,表面收缩不均匀而变得粗糙,同时截面也收缩成月牙形,增加与基体的接触面积。铣削型钢纤维一个表面光滑,另一个表面粗糙,也增加了与混凝土的接触面积。

2.沿钢纤维轴线方向按一定间距对纤维进行塑性加工。例如日本神户制钢公司的“柯”钢纤维雷邦公司的“XOREX"钢纤维(图2-1,c)以及庆安钢铁厂的“S-2”和“S--3"号钢纤维。由于表面压成棱形,或压成波形,增加了机械粘结力。

3.使钢纤维的两端异形化。如钢锭铣削型钢纤维两端带有锚固台;贝克尔公甸的"DRAMⅨ"钢纤维(图2-1,e)和庆安钢铁厂的“S-4和as-so型钢纤维,.都是在两端制成弯钩;还有熔抽法抽取的大头形钢纤维。由于两端的锚固作用,提高了抗拨力。




纺黏无纺布,亦称长丝无纺布,是聚丙烯原料熔融后经挤压纺丝、拉伸、铺网、粘合成形制成。它具有流程短、成本低、生产率高、产品性能优良、用途广泛等特点。聚丙烯无纺布广泛应用于生产、生活的各个领域(如一次性卫生用品、一次防污服、农业用布、家具用布、制鞋业的衬里等)。熔喷无纺布技术生产的纤维很细(可至0.25μm),熔喷布具有较大的比表面积、孔隙小而孔隙率大,故其过滤性和吸油性等应用特性是用其他单独工艺生产的无纺布难以具备的。熔喷无纺布广泛用于卫生、保暖材料、过滤材料等领域。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。 纤维的增强其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其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

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