讲解钢纤维混凝土的性能
发布日期：2013-06-21 00:48:46 浏览量：1373
钢纤维钢筋混凝土切割就是在普通钢筋混凝土切割中掺入适量钢纤维而成的一种新型复合材料,近年来在国内外得到迅速发展。它克服了钢筋混凝土切割抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点,具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能,已在建筑、路桥、水工等工程领域得到应用。
一、钢纤维的基本性质
①.钢纤维的主要性能
钢纤维的主要性能包括抗拉强度与黏结强度。试验表明,由于普通钢纤维钢筋混凝土切割主要是因钢纤维拔出而破坏,并不是因钢纤维拉断而破坏,因此钢纤维的抗拉强度一般能满足使用要求,而其与钢筋混凝土切割基体界面的黏结强度是影响钢纤维钢筋混凝土切割性能的主要因素。黏结强度除与基体的性能有关外,就钢纤维本身而言,与钢纤维的外形和截面形状有关。
②.钢纤维的类型及特征参数
钢纤维按材质分,有普通碳钢钢纤维和不锈钢钢纤维,其中以普通钢钢纤维用量居多；按外形分有长直形、压痕形、波浪形、弯钩形、大头形、扭曲形；按截面形状分有圆形、矩形、月牙形及不规则形；按生产工艺分有切断型、剪切型、铣削型及熔抽型；按建筑加固施工用途分有浇筑用钢纤维和喷射用钢纤维。
二、钢纤维钢筋混凝土切割的基本性能
国内外对钢纤维的作用机理和钢纤维钢筋混凝土切割的基本性能做了大量的研究,现归纳如下:
钢纤维钢筋混凝土切割中乱向分布的短纤维主要作用是阻碍钢筋混凝土切割内部微裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展。在受荷(拉、弯)初期,水泥基料与纤维共同承受外力,当钢筋混凝土切割开裂后,横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。因此钢纤维钢筋混凝土切割与普通钢筋混凝土切割相比具有一系列优越的物理和力学性能。
①.强度和重量比值增大，这是钢纤维钢筋混凝土切割具有优越经济性的重要标志。
②.收缩性能明显改善，在通常的纤维掺量下,钢纤维钢筋混凝土切割较普通钢筋混凝土切割的收缩值降低7%～9%。
③.具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度，在钢筋混凝土切割中掺入适量钢纤维,其抗拉强度提高25%～50%,抗弯强度提高40%～80%,抗剪强度提高50%～100%。
④.具有卓越的抗冲击性能，材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能,称为冲击韧性,在通常的纤维掺量下,冲击抗压韧性可提高2～7倍,冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。
⑤.抗疲劳性能显著提高，钢纤维钢筋混凝土切割的抗弯和抗压疲劳性能比普通钢筋混凝土切割都有较大改善。当掺有1.5%钢纤维抗弯疲劳寿命为1×106次时,应力比为0.68,而普通钢筋混凝土切割仅为0.51；当掺有2%钢纤维钢筋混凝土切割抗压疲劳寿命达2×106次时,应力比为0.92,而普通钢筋混凝土切割仅为0.56。
⑥.耐久性能显著提高，钢纤维钢筋混凝土切割除抗渗性能与普通钢筋混凝土切割相比没有明显变化外,由于钢纤维钢筋混凝土切割抗裂性、整体性好,因而耐冻融性、耐热性、耐磨性、抗气蚀性和抗腐蚀性均有显著提高。钢纤维钢筋混凝土切割在空气、污水和海水中都呈现良好的耐腐蚀性,暴露在污水和海水中5年后的试件碳化深度小于5mm,只有表层的钢纤维产生锈斑,内部钢纤维未锈蚀,不像普通钢筋钢筋混凝土切割中钢筋锈蚀后,锈蚀层体积膨胀而将钢筋混凝土切割胀裂。
三、钢纤维钢筋混凝土切割在水利水电工程中的应用
①.处于腐蚀环境中的构件：钢纤维钢筋混凝土切割具有良好的耐腐蚀性能,可用于海水等腐蚀环境中的闸门、输水管道等构件的防蚀层或结构层。
②.高速水流冲刷磨损部位：钢纤维钢筋混凝土切割具有较高的抗冲磨、抗气蚀能力,因此可用于溢洪道、消力池、闸底板等承受高速水流作用的部位。
③.支护工程：钢纤维钢筋混凝土切割由于抗拉、抗弯、抗剪强度高,能承受较大的围岩和土体的变形作用而保持良好的整体性,因此可用于隧洞支护、山体护坡等工程。
④.动力荷载作用部位和抗震结构节点：由于钢纤维钢筋混凝土切割具有较高的抗拉强度、断裂韧性和抗疲劳等性能,因此,可用于承受动力荷载的机墩、抗震结构的框架节点等部位。
⑤.储水、防渗、输水管道工程：钢纤维钢筋混凝土切割由于抗裂性能好、收缩率低,因而防水、防渗性能较好,可用于低压输水管、蓄水池、地下室防渗等工程。而在储水和防渗结构中钢纤维钢筋混凝土切割可作防水层,有时也可兼作结构层代替钢筋钢筋混凝土切割。
⑥.复杂应力部位：钢纤维钢筋混凝土切割中的钢纤维一般呈三维乱向分布,沿每个方向都有增强和增韧作用。钢纤维对钢筋混凝土切割结构复杂应力区增强是非常有利的,而且容易浇筑成型,比钢筋更能适应各种复杂的结构形式。此外,钢纤维限制钢筋混凝土切割裂缝的作用也是钢筋不能相比的。因此,可用于大坝内廊道、泄水孔等孔口复杂应力区和牛腿等受弯构件的抗剪以及板的抗冲切部位等。
四、总结
目前钢纤维钢筋混凝土切割在应用中主要的问题是钢纤维生产成本较高,造成钢纤维钢筋混凝土切割初始造价较高。为了使钢纤维钢筋混凝土切割得到广泛应用,一方面,应努力降低钢纤维生产成本从而降低钢纤维钢筋混凝土切割的造价；另一方面,在应用时,不应只计一次性投资,而应考虑钢纤维钢筋混凝土切割的优越使用性能、较低的维修费和使用寿命延长等综合经济效益。
钢纤维钢筋混凝土切割的优越性能及在水利水电工程中成功的应用表明:钢纤维钢筋混凝土切割不但可以解决钢筋钢筋混凝土切割难以解决的裂缝、耐久性等问题,而且用于输水隧洞等工程可以大幅度降低造价。因此,钢纤维钢筋混凝土切割在水利水电工程中具有广阔应用前景。
文章来源： 永年加固公司 本文链接: http://www.lubanwang.com/a_20130621004904.html 任何关于加固工程的问题和建议，敬请咨询：0591-87868646
一、钢纤维的基本性质
①.钢纤维的主要性能
钢纤维的主要性能包括抗拉强度与黏结强度。试验表明,由于普通钢纤维钢筋混凝土切割主要是因钢纤维拔出而破坏,并不是因钢纤维拉断而破坏,因此钢纤维的抗拉强度一般能满足使用要求,而其与钢筋混凝土切割基体界面的黏结强度是影响钢纤维钢筋混凝土切割性能的主要因素。黏结强度除与基体的性能有关外,就钢纤维本身而言,与钢纤维的外形和截面形状有关。
②.钢纤维的类型及特征参数
钢纤维按材质分,有普通碳钢钢纤维和不锈钢钢纤维,其中以普通钢钢纤维用量居多；按外形分有长直形、压痕形、波浪形、弯钩形、大头形、扭曲形；按截面形状分有圆形、矩形、月牙形及不规则形；按生产工艺分有切断型、剪切型、铣削型及熔抽型；按建筑加固施工用途分有浇筑用钢纤维和喷射用钢纤维。
二、钢纤维钢筋混凝土切割的基本性能
国内外对钢纤维的作用机理和钢纤维钢筋混凝土切割的基本性能做了大量的研究,现归纳如下:
钢纤维钢筋混凝土切割中乱向分布的短纤维主要作用是阻碍钢筋混凝土切割内部微裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展。在受荷(拉、弯)初期,水泥基料与纤维共同承受外力,当钢筋混凝土切割开裂后,横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。因此钢纤维钢筋混凝土切割与普通钢筋混凝土切割相比具有一系列优越的物理和力学性能。
①.强度和重量比值增大，这是钢纤维钢筋混凝土切割具有优越经济性的重要标志。
②.收缩性能明显改善，在通常的纤维掺量下,钢纤维钢筋混凝土切割较普通钢筋混凝土切割的收缩值降低7%～9%。
③.具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度，在钢筋混凝土切割中掺入适量钢纤维,其抗拉强度提高25%～50%,抗弯强度提高40%～80%,抗剪强度提高50%～100%。
④.具有卓越的抗冲击性能，材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能,称为冲击韧性,在通常的纤维掺量下,冲击抗压韧性可提高2～7倍,冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。
⑤.抗疲劳性能显著提高，钢纤维钢筋混凝土切割的抗弯和抗压疲劳性能比普通钢筋混凝土切割都有较大改善。当掺有1.5%钢纤维抗弯疲劳寿命为1×106次时,应力比为0.68,而普通钢筋混凝土切割仅为0.51；当掺有2%钢纤维钢筋混凝土切割抗压疲劳寿命达2×106次时,应力比为0.92,而普通钢筋混凝土切割仅为0.56。
⑥.耐久性能显著提高，钢纤维钢筋混凝土切割除抗渗性能与普通钢筋混凝土切割相比没有明显变化外,由于钢纤维钢筋混凝土切割抗裂性、整体性好,因而耐冻融性、耐热性、耐磨性、抗气蚀性和抗腐蚀性均有显著提高。钢纤维钢筋混凝土切割在空气、污水和海水中都呈现良好的耐腐蚀性,暴露在污水和海水中5年后的试件碳化深度小于5mm,只有表层的钢纤维产生锈斑,内部钢纤维未锈蚀,不像普通钢筋钢筋混凝土切割中钢筋锈蚀后,锈蚀层体积膨胀而将钢筋混凝土切割胀裂。
三、钢纤维钢筋混凝土切割在水利水电工程中的应用
①.处于腐蚀环境中的构件：钢纤维钢筋混凝土切割具有良好的耐腐蚀性能,可用于海水等腐蚀环境中的闸门、输水管道等构件的防蚀层或结构层。
②.高速水流冲刷磨损部位：钢纤维钢筋混凝土切割具有较高的抗冲磨、抗气蚀能力,因此可用于溢洪道、消力池、闸底板等承受高速水流作用的部位。
③.支护工程：钢纤维钢筋混凝土切割由于抗拉、抗弯、抗剪强度高,能承受较大的围岩和土体的变形作用而保持良好的整体性,因此可用于隧洞支护、山体护坡等工程。
④.动力荷载作用部位和抗震结构节点：由于钢纤维钢筋混凝土切割具有较高的抗拉强度、断裂韧性和抗疲劳等性能,因此,可用于承受动力荷载的机墩、抗震结构的框架节点等部位。
⑤.储水、防渗、输水管道工程：钢纤维钢筋混凝土切割由于抗裂性能好、收缩率低,因而防水、防渗性能较好,可用于低压输水管、蓄水池、地下室防渗等工程。而在储水和防渗结构中钢纤维钢筋混凝土切割可作防水层,有时也可兼作结构层代替钢筋钢筋混凝土切割。
⑥.复杂应力部位：钢纤维钢筋混凝土切割中的钢纤维一般呈三维乱向分布,沿每个方向都有增强和增韧作用。钢纤维对钢筋混凝土切割结构复杂应力区增强是非常有利的,而且容易浇筑成型,比钢筋更能适应各种复杂的结构形式。此外,钢纤维限制钢筋混凝土切割裂缝的作用也是钢筋不能相比的。因此,可用于大坝内廊道、泄水孔等孔口复杂应力区和牛腿等受弯构件的抗剪以及板的抗冲切部位等。
四、总结
目前钢纤维钢筋混凝土切割在应用中主要的问题是钢纤维生产成本较高,造成钢纤维钢筋混凝土切割初始造价较高。为了使钢纤维钢筋混凝土切割得到广泛应用,一方面,应努力降低钢纤维生产成本从而降低钢纤维钢筋混凝土切割的造价；另一方面,在应用时,不应只计一次性投资,而应考虑钢纤维钢筋混凝土切割的优越使用性能、较低的维修费和使用寿命延长等综合经济效益。
钢纤维钢筋混凝土切割的优越性能及在水利水电工程中成功的应用表明:钢纤维钢筋混凝土切割不但可以解决钢筋钢筋混凝土切割难以解决的裂缝、耐久性等问题,而且用于输水隧洞等工程可以大幅度降低造价。因此,钢纤维钢筋混凝土切割在水利水电工程中具有广阔应用前景。
文章来源： 永年加固公司 本文链接: http://www.lubanwang.com/a_20130621004904.html 任何关于加固工程的问题和建议，敬请咨询：0591-87868646
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