鋼纖維混凝土

鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相複合材料。這些亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內部微裂縫的擴展及巨觀裂縫的形成，顯著地改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗衝擊及抗疲勞性能，具有較好的延性。

基本介紹

• 中文名：鋼纖維混凝土
• 成分：混凝土，亂向分布的鋼纖維
• 用途：建築
• 材料類型：多相複合材料

混凝土簡介

普通鋼纖維混凝土的纖維體積率在1%—2%之間，較之普通混凝土，抗拉強度提高40%—80%，抗彎強度提高60%—120%，抗剪強度提高50%一100%，抗壓強度提高幅度較小，一般在0—25%之間，但抗壓韌性卻大幅度提高。

保養

鋼纖維砼表面濕潤不少於7d，時間越長越好，用濕的草袋鋪在表面或用養護材料。鋼纖維轉換梁保養時避免接觸風、太陽、雨水等，應對施工梁體進行擋風、防雨等封閉處理。對於鋼纖維轉換梁，拆模時間應嚴格控制在達到規範規定的混凝土28d強度之後。如果遇冬季施工，可按常規辦法採取防凍措施。

摻量檢驗

(1)鋼纖維的摻量在砼澆注地點取樣檢驗，每一工作班至少檢驗二次，每次取三組樣品，每組樣品為1OL。
(2)通過水洗法檢驗，將鋼纖維從砼中洗出，曬乾後稱量，單個取樣鋼纖維含量偏差不得超過配比摻量的20%，每三個取樣以上鋼纖維含量平均值的偏差不得超過配比摻量的5%。

影響因素

根據纖維增強機理的各種理論，諸如纖維間距理論、複合材料理論和微觀斷裂理論，以及大量的試驗數據的分析，可以確定纖維的增強效果主要取決於基體強度(fm)，纖維的長徑比(鋼纖維長度l與直徑d的比值，即I/d)，纖維的體積率(鋼纖維混凝土中鋼纖維所占體積百分數)，纖維與基體間的粘結強度(τ)，以及纖維在基體中的分布和取向(η)的影響。當鋼纖維混凝土破壞時，大都是纖維被拔出而不是被拉斷，因此改善纖維與基體間的粘結強度是改善纖維增強效果的主要控制因素之一。

改善辦法

1.增加纖維的粘結長度(即增加長徑比);

2.改善基體對鋼纖維的粘結性能;

3.改善纖維的形狀、增加纖維與基體間的摩阻和咬合力。

以上改善方法的理論依據可以結合鋼纖維混凝土抗拉強度、彎拉強度（抗拉強度）設計公式

抗拉強度

鋼纖維混凝土抗拉強度,可通過試驗所得的劈裂抗拉強度乘以強度折減係數0.80確定,劈裂抗拉強度試驗方法按GB J81規定進行

鋼纖維混凝土抗拉強度標準值fftk=ftk(1+αt·ρf·lf/df)

fftk，ftk－－鋼纖維混凝土抗拉強度標準值，設計值；

αt－－鋼纖維對鋼纖維混凝土抗拉強度影響係數，宜通過試驗確定；

ρf－－鋼纖維體積率（即鋼纖維摻量體積率）

lf－－鋼纖維長度

df－－鋼纖維直徑或等效直徑

lf/df－－鋼纖維長徑比

鋼纖維混凝土彎拉強度（抗折強度）

鋼纖維混凝土用於公路路面、機場道面、或其它採用彎拉強度為設計指標的結構時，與鋼纖維混凝土相應的集體混凝土的彎拉強度設計值的分級和使用範圍，可按國家現行有關水泥混凝土路面、機場道面等行業設計規範的規定採用。

鋼纖維混凝土彎拉強度設計值fftm=ftm(1+αtm·ρf·lf/df)

fftm，ftm－－鋼纖維混凝土抗拉強度標準值，設計值；

αtm－－鋼纖維對鋼纖維混凝土抗拉強度影響係數，宜通過試驗確定；

ρf－－鋼纖維體積率（即鋼纖維摻量體積率）

lf－－鋼纖維長度

df－－鋼纖維直徑或等效直徑

lf/df－－鋼纖維長徑比

技術參數

項目名稱	同級普通混凝土	鋼纖維混凝土	增長率
	C30(RC)	C30(SFRC)	（ % ）
抗拉強度	3.5MPa	5.39-7MPa	54-100
抗壓強度	31.2MPa	32.5-40MPa	4.4-28.2
極限抗彎強度	5.5MPa	9.18-13.75MPa	67-520
初裂抗彎強度	4.88MPa	7-8Mpa	43-100
初裂強度	8.85N.m	23-53N.m	160-500
衝擊疲勞強度	5.96/cm2	53.3-91/m2	8-15 倍
抗滲等級	P4	P6~p12	0.5 倍 ~ 2.5 倍

施工工藝

1. 鋼纖維摻量可選擇路面建設30-80kg/m³，橋樑建設50-100kg/m³
   
2. 鋼纖維混凝土攪拌工藝：施工中按常規施工，不需作特別調整。
   

優點

現代施工工藝中，逐漸採用濕噴鋼纖維混凝土，目前使用長20~40mm厚0.5mm的鋼纖維。其優點是：

1）5%~10%的回彈率，比干噴低得多；

2）不產生鋼纖維的回彈，使用40mm的鋼纖維時，也能控制回彈；

3）混凝土質量均一，通常可達到55MPA的強度，特殊作業時，可達到100MPA；

4）環境條件好，粉塵少；

5）作業安全；

6）水灰比小，透水性低；

7）不需要防腐蝕處理，可防止電解和加速腐蝕。