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速凝钢纤维混凝土

速凝钢纤维混凝土

    发布时间:2022-08-15

    内容简介:钢纤维混凝土是一种新型的复合建筑材料,其物理和机械性能优于一般混凝土,在工程建筑领域具有很大的实用价值。1我国对SFRC对普通混凝土的力学性能进行了比较试验,当钢纤维的含量为15-20%,水灰比为时,其抗压强度增加50-70%,抗拉强度增加120-180%,抗冲击强度增加10-20倍,抗冲击疲劳极限增加15-20倍,抗弯韧性增加14-20倍,抗磨性能也明显提高。...

本文关键词:混凝土、现状、动态、研究、发展
本文介绍了钢纤维混凝土的研究现状和发展动态摘要:钢纤维混凝土是一种新型的复合建筑材料,其物理力学性能优于一般混凝土,在工程建筑领域具有很大的实用价值,由于其结构模式大致分为四类,概述了各种研究现状和发展动态。随着1824年波兰水泥的诞生,混凝土出现在1830年左右,
本文内容:
钢纤维混凝土的研究现状和发展
摘要:
钢纤维混凝土是一种新型的复合建筑材料,其物理和机械性能优于一般混凝土,在工程建筑领域具有很大的实用价值。鉴于其不同的结构,大致分为四类,总结了各种研究现状和发展动态。
随着1824年波特兰水泥的诞生,1830年前后出现了混凝土。作为当时的一种新型建筑材料,它被广泛应用于土木工程和水利工程中。特别是19世纪中叶以后,随着钢铁的发展,钢筋混凝土的诞生(Reinforced
Concrete)这种新型复合建筑材料大大提高了结构的抗裂性、刚度、承载能力和耐久性,使建筑行业经历了一场改革。虽然混凝土的原有特点是抗拉强度高,但也有其原有的缺点——如构件自重大、易塑性干收缩开裂、抗疲劳能力低、韧性差、抗压强度低(一般只有抗拉强度的7%-14%)、易开裂、抗冲击性差等。,限制了工程中的应用范围。随着混凝土强度的提高,这些缺点尤为突出。因此,许多专家学者不断探索各种方法和方法来提高混凝土的性能(主要是提高抗拉性能和耐久性)。因此,以传统素混凝土为基础的新型复合材料纤维混凝土。
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纤维混凝土的发展和现状
纤维混凝土(Fiber
Reinforced
Concrete,简称FRC),它是纤维增强混凝土的简称,一般以水泥浆、砂浆或混凝土为基材,由金属纤维、无机纤维或有机纤维增强材料组成的水泥基复合材料。它是一种新型的建筑材料,在混凝土基材中均匀分散,具有高抗压强度、高极限伸长率、高耐碱等优良性能的纤维。纤维在混凝土中限制了混凝土初始裂缝的产生,并在外力作用下进一步扩大裂缝。在纤维混凝土应力的早期阶段,纤维和混凝土应力,混凝土是外力的主要承载者,随着外力的增加或一定时间的外力,当裂缝扩大到一定程度时,混凝土退出工作,纤维成为外力的主要承载者,跨间隙纤维大大限制了混凝土间隙的进一步扩展。可以看出,纤维有效地克服了混凝土抗压强度低、抗疲劳性差等原有缺陷。
与普通混凝土相比,FRC它具有很高的抗拉、抗弯、抗冲击、抗裂、抗爆、韧性和延展性,同时对混凝土的抗渗性、防潮性、抗寒性和抗筋性也有很大的贡献。
鉴于FRC纤维混凝土,尤其是钢纤维混凝土,具有素混凝土所不具备的优点,在实际工程中越来越受到学术界和工程界的重视。苏联专家1907年前B.П.HekpocaB开始用金属纤维改善混凝土;1910年,美国发布了一份关于改善短纤维混凝土的调查报告,建议在混凝土中均匀分散短钢纤维,以加强基材;1911年,美国Graham钢纤维与普通混凝土的混合可以提高混凝土的强度和稳定性;到20世纪40年代,美国、英国、法国、德国、日本等国家对钢纤维提高混凝土耐磨性和抗裂性、钢纤维混凝土制造工艺、改善钢纤维形状、提高纤维与混凝土基材的粘结强度进行了大量研究;1963年,发表了一篇关于钢纤维管束混凝土缝隙开发原理的论文,给出了钢纤维混凝土开裂强度是由钢纤维平均间隔(纤维间隔理论)决定的结果,对拉伸应力起到有效作用,从而开始了这种新型复合材料的易用开发阶段。到目前为止,随着钢纤维混凝土的应用和推广,由于混凝土中纤维的分布不同,主要有四种类型:钢纤维混凝土、混合纤维混凝土、层布钢纤维混凝土和层布混合纤维混凝土。
钢纤维混凝土
钢纤维混凝土(Steel
Fiber
Reinforced
Concrete
简称SFRC)它是在普通混凝土中加入少量低碳钢、不锈钢和玻璃钢纤维后形成的一种对称的多向钢筋混凝土。钢纤维的混合量一般为l-2%,每立方米混凝土米混凝土70-1000Kg钢纤维的长度应为25-60mm,直径为-,长度与直径之比为50-700。
与普通混凝土相比,不仅可以提高抗拉、抗弯、抗弯、抗磨、抗裂性能,还可以大大提高混凝土的断裂韧性和抗冲击性,显著提高结构的疲劳性能和耐久性。特别是,韧性可以增加l0-20倍,美国钢纤维混凝土与普通混凝土力学性能比较的实验结果如下:
物理力学特征指标
一般混凝土
SFRC
抗弯拉强度极限
2-
5-26
MPa
极限抗拉强度
21-35
MPa
35-56
MPa
抗拉强度
MPa
MPa
弹性模具
2?104-?104
MPa
?104-?104
MPa
热膨胀系数
-·k

m/m·k
抗撞击力
480N·m
1380
N·m
抗磨指数
1
2
抗疲劳限值


抗裂指标比
1
7
韧性
1
10—20
抗冻融破坏指标数
1
我国对SFRC对普通混凝土的力学性能进行了比较试验,当钢纤维的含量为15-20%,水灰比为时,其抗压强度增加50-70%,抗拉强度增加120-180%,抗冲击强度增加10-20倍,抗冲击疲劳极限增加15-20倍,抗弯韧性增加14-20倍,抗磨性能也明显提高。
可以看出:与素混凝土相比,SFRC具有较好的物理和机械性能:(1)较高的弹性模具和较高的抗拉、抗压、抗弯、抗拉强度;(2)优异的抗冲击性能;(3)优异的抗裂性和抗疲劳性;(4)能显著提高变形性能;(5)韧性好;(6)耐磨性和抗冻融性的变化;(7)强度和重量比增加,施工简单,材料性价比高,应用前景和经济性优越。
混合纤维混凝土
鉴于钢纤维混凝土有许多优点,我们应该不如普通混凝土,因此它在工程界非常受欢迎。然而,相关研究数据表明,钢纤维对混凝土的抗拉强度没有明显的促进作用,甚至降低;与普通混凝土相比,对于钢纤维混凝土的抗渗性、耐磨性、耐磨性、抗磨性以及避免混凝土的初始塑性收缩,存在积极和消极的观点(增加和减少)。SFRC消耗量大,价格高,存在腐蚀问题,对于火灾引起的爆裂几乎无效等,这些问题在不同程度上影响了其应用。
目前,虽然单一纤维混凝土有其自身的优势,但由于模量低、变形大、混凝土混合松散,提高混凝土的抗压、抗拉、抗弯、抗弯强度不明显,这些缺陷限制了低模量纤维生产行业。近年来,一些国内外学者开始关注混合纤维混凝土(Hybrid
Fiber
Reinforced
Concrete
简称HFRC),尝试将具有不同性能和优点的纤维混合在一起,在不同的层次和受荷阶段发挥作用“正掺杂效用”加强混凝土,以适应不同工程的需要。但是关于它的各种力学性能,特别是HFRC疲劳变形和疲劳损伤,在静态、动态载荷及其等振幅或提升循环载荷作用下的变形发展规律和损伤特征、纤维的最佳混合量、混合比例、复合材料各组分的关联、增强效果和改进原理、抗疲劳性能、破坏原理、施工工艺、配合比设计等方面的研究有待进一步研究。
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