C50钢纤维混凝土配合比 1,设计依据及参考文献 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2000(J64-2000) 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041－2000 《国内公路招标文件范本》之第二卷技术规范(1) 《混凝土配合比设计计算手册》——刘长俊主编，辽宁科学技术出版社 2,确定钢纤维掺量： 选定纤维掺入率P=1.5%, T0=(78.67*P)kg=78.67*1.5=118kg; 3,确定水灰比 取W/C=0.45 (水灰比一般控制在0.40-0.53); 4,确定用水量: 取W=215kg(用水量一般控制在180-220kg),施工中采用掺用UNF-2A型高效减水剂,掺量为水泥用量的1%，减水率达10%，但考虑钢纤维混凝土的和易性较差，且施工中容易结团，故在试配中不考虑其减水效果，在试拌过程中观察其坍落度及施工性能。 5,计算水泥用量: C O=W O/(W/C)=215/0.45=478kg; 6,确定砂率: 取S P=65%(从强度和稠度方面考虑,砂率在60%-70%之间); 7,计算砂石用量: 设a=2 V S+G=1000L-[(W O/ρw+C O/ρc+T O/ρt+10L*a)] =1000L-[(215/(1/L)+478/(3.1/L)+118/(7.85/L)+10L*2)] =1000L-404L=596Lkg; S O = V S+G * S P * ρs=596 * 0.65 * 2.67 = 1034kg; G O = V S+G * (1-S P)*ρs = 596*0.35*2.67kg/L=557kg;
8,初步配合比: C O:S O:G O:T O:W O:W外= 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78 kg/m3 = 1: 2.16 : 1.17 : 0.25: 0.45 : 1% 9、混凝土配合比的试配、调整与确定: 试拌材料用量为: 水泥:砂:碎石:钢纤维:水:减水剂 = 11: 23.76: 12.87:2.75:4.95:0.11 kg; 拌和后，坍落度为10mm,能符合设计要求。观察拌和物施工性能： 棍度：中；保水性：少量；含砂：多； 拌和物在拌和过程中比普通砼困难，较难搅拌，但经机械振捣易密实。 6、经强度检测（数据见试表），28天抗压符合试配强度要求，故确定该配合比为基准配合比，即： 水泥: 砂: 碎石: 钢纤维: 水: 减水剂 = 11 : 23.76 : 12.87 : 2.75 : 4.95 : 0.11 kg = 1 : 2.16 : 1.17 : 0.25 : 0.45 : 1% = 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78kg/m3
聚合物基复合材料 摘要：聚合物基复合材料以其特有的性能近年来越来越受到人们的青睐。本文简单的介绍了聚合物基复合材料，描述了其作为一种新材料的性能特点，并详细描述了其发展历史及应用。 关键词：聚合物、复合材料、应用、历史 1、聚合物基复合材料 复合材料是指：两个或两个以上独立的物理相，包括粘接材料（基体）和粒料纤维或片状材料所组成的一种固体物。 (1) 复合材料的组分材料虽然保持其相对独立性，但复合材料的性能却不是各组分材料性能的简单加和，而是有着重要的改进。（2）复合材料中通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。（3）分散相是以独立的形态分布在整个连续相中，两相之间存在着界面。分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料。 聚合物基复合材料（PMC）是以有机聚合物（主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶）为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。纤维和基体之间的良好的结合，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求，充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。 实用PMC通常按两种方式分类。一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。如：玻璃纤维增强热固性塑料(俗称玻璃钢)、短切玻璃纤维增强热塑性塑料、碳纤维增强塑料、芳香族聚酰胺纤维增强塑料、碳化硅纤维增强塑料、矿物纤维增强塑料、石墨纤维增强塑料、木质纤维增强塑料等。这些聚合物基复合材料具有上述共同的特点，同时还有其本身的特殊性能。通常意义上的聚合物基复合材料一般就是指纤维增强塑料。 而聚合物基复合材料一般都具有以下特性： 1. 比强度、比模量大。比强度和比模量是度量材料承载能力的一个指标，比强度越高，同一零件的自重越小；比模量越高，零件的刚性越大。复合材料的比强度和比模量都比较大，例如碳纤维和环氧树脂组成的复合材料，其比强度是钢的
浅析聚合物基增强材料 关键字：聚合物基增强材料纤维 摘要：增强材料，是聚合物基复合材料的骨架。它是决定复合材料强度和刚度的主要因素。就象树木中的纤维，混凝土中的钢筋一样，它的存在必不可少。相应的，复合材料的性能在很大程度上取决于增强材料的性能，含量及使用状态。 1、概念 在聚合物基复合材料中，填充材料和增强材料都是必不可少的组成，一般，我们习惯上将仅对聚合物基体起到增量及降低成本作用的固体粉粒状物质称为该聚合物复合组成成分中的填充材料，而把可对树脂基体起到增强作用的长纤维或短纤维状物质称为该聚合物复合组成中的增强材料。而现在，随着表面处理技术的提高以及填充材料种类的扩展，大多数粉粒体填充材料也起到一定的增强作用。 1.1基本特征 作为聚合物基复合材料中的增强材料，应具有以下基本特征： 1.能明显提高基体某种所需的性能，如比强度、比模量、耐热性、耐磨性或 低膨胀性等； 2.良好的化学稳定性； 3.与树脂有良好的浸润性和适当的界面反映； 4.价格低廉。 1.2分类 从不同的物理状态出发，我们可将聚合物基增强材料分为纤维增强材料，片状增强材料颗粒状增强材料等。其中，纤维状增强材料是作用最明显，应用最广泛的一类增强材料。例如玻璃纤维，碳纤维等。这是由纤维状材料的拉伸强度和拉伸弹性模量比同一块状材料要大几个数量级，用纤维材料可对基体材料进行增强可得到高强度、高模量的复合材料。下面，介绍几种常见的纤维增强材料。 2.纤维增强材料 2.1玻璃纤维glassfiber 玻璃纤维，由熔融的玻璃液以极快的速度拉成细丝而成。它的质地柔软，具有弹性，可并股、加捻、纺织成各种玻璃布，玻璃带等织物。也基于其成本低、性能好等种种优点，玻璃纤维是目前使用量最大的一种增强纤维。 图1-1以SiO2为基本骨架玻璃纤维的一次结构 从物理性质来看，玻璃纤维外观呈现表面光滑的圆柱体，横截面几乎都是完整的原型，这样有利于提高玻璃纤维的堆密度。，从而增强玻璃钢制品中的玻璃含量。而在化学性质方面，
聚合物基复合材料中的增强材料—玻璃纤维 20世纪40年代,因航空工业的需求,发展了玻璃纤维增强材料(俗称玻璃钢),从此产生了复合材料这一名词.复合材料是指将两种或两种以上不同材料,用适当的方法复合而成的一种新材料,其性能比单一材料性能优越.它的使用历史可以追溯到古代,从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均使用两种材料复合而成. 复合材料与传统材料(如金属,木材,水泥等)相比,具有诸多优点.(1)轻质高强.普通碳钢的密度为7.8g/cm3,玻璃纤维增强树脂基复合材料的密度为1.5~2.0g/cm3,只有普通碳钢的1/5~1/4,而机械强度却能超过普通碳钢的水平.(2)可设计性好.复合材料可以根据不同的用途要求,灵活的进行产品设计,具有很好的可设计性.(3)电性能好.复合材料具有良好的电性能,通过选择不同的树脂基体增,增强材料和辅助材料,可以将其制成绝缘材料或导电材料,例如玻璃纤维增强树脂基复合材料具有优良的电绝缘性能,并且在高频下仍能保持良好的介电性能.(4)耐腐蚀性好.聚合物基复合材料具有优异的耐酸性,耐海水性,也能耐碱盐和有机溶剂.(5)热性能良好.玻璃纤维增强的聚合物基复合材料具有较小的导热系数,一般在室温下为0.3~0.4kcal/(m··h·k),只有金属的1/1000~1/100,是一种优良的绝热材料.(6)工艺性能好.纤维增强的聚合物基复合材料具有优良的工艺性能,可以通过缠绕成型,接触成型等复合材料特有的工艺方法制成制品. 在工业发展的大环境下,传统材料的物化性能和生产应用无法满足发展要求的问题日益凸显,而复合材料因其许多优良的性能,并且其成本
混凝土及其增强材料的发展和应用-----------------------作者：
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摘要：对混凝土（高性能混凝土、活性微粉混凝土、低强混凝土、轻质混凝土、钢纤维混凝土、自密实混凝土、智能混凝土等）以及混凝土增强材料(非金属配筋、新型预应力钢棒等)近年的应用与发展，作了简要的论述. 关键词：结构材料混凝土 混凝土是现代工程结构的主要材料，我国每年混凝土用量约10亿m3，钢筋用量约2500万t，规模之大，耗资之巨，居世界前列。可以预见，钢筋混凝土仍将是我国在今后相当长时期内的一种重要的工程结构材料，物质是基础，材料的发展，必将对钢筋混凝土结构的设计方法、施工技术、试验技术以至维护管理起着决定性的作用。本文对构成钢筋混凝土的主要材料--混凝土及其增强材料的应用与发展，从工程应用角度作简要介绍。 1 混凝土 组成钢筋混凝土主要材料之一的混凝土的发展方向是高强、轻质、耐久（抗磨损、抗冻融、抗渗）、抗灾（地震、风、火〕、抗爆等。 1.1 高性能混凝土（high performance concrete， HPC） HPC是近年来混凝土材料发展的一个重要方向，所谓高性能：是指混凝上具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。从强度而言，抗压强度大于C50的混凝土即属于高强混凝土，提高混凝土的强度是发展高层建筑、高耸结构、大跨度结构的重要措施。采用高强混凝土，可以减小截面尺寸，减轻自重，因而可获得较大的经济效益，而且，高强混凝土一般也具有良好的耐久性。我国己制成C100的混凝土。已有文献报道1)，国外在试验室高温、高压的条件下，水泥石的强度达到662MPa（抗压）及64.7MPa（抗拉）。在实际工程中，美国西雅图双联广场泵送混凝土56 d抗压强度达133.5MPa。 在我国为提高温凝土强度采用的主要措施有[1]：(1)合理利用高效减水剂，采用优质骨料、优质水泥，利用优质掺合料,如优质磨细粉煤灰、硅灰、天然沸石或超细矿渣。采用高效减水剂以降低水灰比是获得高强及高流动性混凝土的主要技术措施；(2)采用525,625,725号的硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥及相应的外加剂，这是中国建筑材料科学研究院制备高性能混凝土的主要技术措施；(3)以矿渣、碱组分及骨料制备碱矿渣高强度混凝土，这是重庆建筑大学在引进前苏联研究成果的基础上提出的研制高强混凝土的技术措施；(4)交通部天津港湾工程研究所采用复合高效减水剂，用525号水泥320kg／m3，水灰比0.43，和425号水泥480kg／m3，水灰比0.32，在试验室中制成了抗压强度分别为68MPa和65MPa的高强混凝土。 文献[2]报告了采用某些金属矿石粗骨料如赤铁矿石、钛铁矿石等，可以比用普通石料作粗骨料获得强度更高、耐久性和延性更好的高性能混凝土。 高强混凝土具有优良的物理力学性能及良好的耐久性，其主要缺点是延性较差。而在高强混凝土中加入适量钢纤维后制成的纤维增强高强混凝土，其抗拉、抗弯、抗剪强度均有提
1.前言 所谓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。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。纤维在混凝土中限制混凝土早期裂缝的产生及在外力作用下裂缝的进一步扩展。在纤维混凝土受力初期，纤维与混凝土共同受力，此时混凝土是外力的主要承担者，随着外力的不断增加或者外力持续一定时间，当裂缝扩展到一定程度之后，混凝土退出工作，纤维成为外力的主要承担者，横跨裂缝的纤维极大的限制了混凝土裂缝的进一步扩展。 2.钢纤维混凝土的基本性能 （1）强度和重量比值增大。这是钢纤维混凝土具有优越经济性的重要标志。（2）具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度。在混凝土中掺入适量钢纤维，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%。 （3）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。 （4）收缩性能明显改善。在通常的纤维掺量下，钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%～9%。 （5）抗疲劳性能显著提高。钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能比普通混凝土都有较大改善。 （6）耐久性能显著提高。钢纤维混凝土除抗渗性能与普通混凝土相比没有明显变化外，由于钢纤维混凝土抗裂性、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。例如，掺量为1%、强度等级为CF35的钢纤维混凝土耐磨损失比普通混凝土降低30%。掺有2%钢纤维高强混凝土抗气蚀能力较其他条件相同的高强混凝土提高1.4倍。钢纤维混凝土在空气、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
北汽广州汽车零部件产业园区项目（一期） 钢 纤 维 混 凝 土 地 坪 施 工 方 案 编制人： 审核人： 编制时间： 一、编制说明 北汽广州汽车零部件产业园区（一期）建设项目（简称“海纳川（广州）项目”）位于广州市增城市石滩镇沙头村木棉仔，该建设项目包括车
间A1（自编号1栋）、车间A2（自编号2栋）、车间A3（自编号3栋）、食堂B1（自编号4栋）、宿舍C1（自编号5栋）共5栋建筑，由海纳川广州汽车部件有限公司投资建设，勘察单位是北京市勘察设计研究院有限公司，设计单位是北京市工业设计研究院，监理单位是北京京龙工程项目管理公司，由湖南天鹰建设有限公司承建。 根据建设单位提供的蓝图及相关文件，针对本次工程所设定的范围，并结合我公司施工同类建筑的经验，拟订了钢纤维混凝土地坪施工方案。 二、工艺流程 施工流程：素土夯实—铺设碎石—使用压路机压实—支模—钢纤维地坪与墙、柱间的处理—浇筑钢纤维混凝土。 碎石的铺设：按照设计要求，碎石的厚度为30cm，底层素土必须夯实，压实系数要求在 0.94 以上，铺设时，先控制好标高，虚铺石子高于标高3cm 左右，然后用振动碾进行压实，确保压实密度，并进行找平； 支模：支模时，必须用水平仪进行标高控制，模板两侧分别用钢筋棍和 60×80cm 的木方子进行固定； 钢纤维地坪与墙、柱间的处理：钢纤维地坪与墙、柱间采用厚度为 10mm 厚的泡沫板隔离，泡沫板必须高出预计地坪约 2cm，地坪完成后去掉高出部分。 钢纤维混凝土的铺设： A．混凝土：使用合格的预拌混凝土，每立方掺加钢纤维 20 公斤，控制搅拌时间 3—5 分钟，保证钢纤维搅拌开并均匀； B.钢纤维的投放和搅拌：钢纤维在搅拌站加入，应注意在料斗里还没
钢纤维混凝土力学性能报告 作者：波尔派丝吴
前言 现如今在建筑行业中使用最为广泛的材料就是混凝土，它是由骨料、水泥和水组成的，在实际应用当中能够表现出具有良好的抗压效果。在构件受力时利用自身的抗压性能抵抗荷载消除形变。根据混凝土的抗压强度可划分混凝土的等级，混凝土强度是结构设计和施工的重要依据。 但由于普通混凝土力学性能上的缺陷，抗弯拉强度小、弯曲韧度低、易开裂，导致其在工程作业中的应用受到很大限制。我们通常的解决办法是配筋，随着施工技术的革新，钢纤维问世，现今钢纤维改变混凝土性能已成为混凝土改性的重要途经之一。 钢纤维混凝土是指将规定尺寸、不连续的金属短纤维（即钢纤维）均匀、乱向地分散于混凝土中，形成一种可浇筑、可喷射的新型复合材料。因其在实际应用中表现出的抗拉、抗弯、抗剪、耐冲击性能优异，所以在建筑、公路、水工等领域中得到广泛应用。同时钢纤维混凝土相比于配筋混凝土具有更好等效弯曲强度与施工流水节拍。
I.钢纤维混凝土的基本组成 钢纤维混凝土是由粗骨料（石子）、细骨料（砂）、水泥、水、钢纤维以及适用工程状况的外加剂（无特定情况可不加）组成的一种非均质集合体复合材料。按设计配合比配制，经过立模、浇筑、振捣、整平、养护、拆模，形成具有设计强度的钢纤维混凝土构件。 II.钢纤维混凝土的基本力学性能 为了对钢纤维混凝土的力学性能分析，我们选用C30混凝土、SF80/50BP钢纤维（长径比80、长度50mm的冷拉端钩钢纤维）分别制作了6组样块，每组分别做6个样块，为了保证钢纤维的分散率采用成排钢纤维（在不使用外界设备干扰时成排钢纤维分散效果会优于散纤维），掺量分别为0kg/m3、5kg/m3、10kg/m3、15kg/m3、20kg/m3、25kg/m3，在恒温箱养护 28d后拆模进行试验。 A.抗压强度 龄期28d钢纤维混凝土试块与同等养护条件下龄期28d的普通混凝土试块相比较，在弹性形变阶段弹性模量与泊松比可视为基本相同； 实验数据表明，钢纤维对基体的抗压强度增强效果并不明显。在基体中加入钢纤维后，当钢纤维体积率的增加时基体的抗压强度略有提升，但增量很小，提升在0%~10%（前期工作者的大量实验也印证了此观点）。同时为了保障钢纤维在混凝土基体中的方向效能系数与粘接强度，钢纤维的长度需满足混凝土最大粒径的1.5~2.0倍，否则容易造成钢纤维的局部结团，相当于构成了薄弱截面，此时加入钢纤维反而会产生不利影响，造成钢纤维与混凝土界面粘结性状变差，其抗压强度甚至会比同配比的普通混凝土有所下降。
综 述 纤维增强聚合物基复合材料的界面研究进展 陈 平 于 祺 路 春 (大连理工大学化工学院,116012) 摘 要 本文较系统的综述了国内外增强树脂用玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维表面处理的方法,对各种改性技术的特点进行了评述,并指出了其进一步的发展趋势。 关键词 玻纤,碳纤,芳纶,表面处理,界面 Advance in the Study of Interface of Fiber Rein forced P olymer Matrix C omposites Chen Ping Y u Qi Lu Chun (C ollege of Chemical Engineering,Dalian University of T echnology,China,116012) ABSTRACT The sur face treating methods of G F,CF and AF used in resin matrix are summarized in this paper.The character2 istics of these methods and their further development are als o discussed. KEY WORDS G lass fiber,Carbon fiber,Aramid fiber,Sur face m odification,Inter face 1 前 言 界面是复合材料极为重要的微观结构,它作为增强体与基体连接的“桥梁”,对复合材料的物理机械性能有至关重要的影响。随着对复合材料界面结构及优化设计研究的不断深入,研究材料的界面力学行为与破坏机理是当代材料科学、力学、物理学的前沿课题之一。复合材料一般是由增强相、基体相和它们的中间相(界面相)组成,各自都有其独特的结构、性能与作用,增强相主要起承载作用,基体相主要起连接增强相和传载作用,界面是增强相和基体相连接的桥梁,同时是应力的传递者。目前对增强相和基体相的研究已取得了许多成果,但对作为复合材料三大微观结构之一的界面问题的研究却不够深入,其原因是测试界面的精细方法运用起来较困难,描述的理论尚不完整,尤其从力学的角度研究界面的性质、作用及其对复合材料力学性能的影响和破坏机理等方面的工作正在开展。界面的性质直接影响着复合材料的各项力学性能,尤其是层间剪切、断裂、抗冲击等性能,因此随着复合材料科学和应用的发展,复合材料界面及其力学行为将越来越受到重视。 热塑性复合材料不仅有优越的力学性能、耐腐蚀、无毒性和低价格指数,还由于具有热固性复合材料所不具备的可重复加工和使用的特点,避免产生三废,有利于环保,因而倍受人们的重视,发展迅速。对于增强热塑性复合材料来说,由于基体本身缺乏可反应的活性官能团,很难与纤维产生良好化学键结合,因而界面结合的问题就显得更为重要。 2 玻璃纤维的表面处理方法 玻璃纤维在复合材料中主要起承载作用。为了充分发挥其作用,减少玻璃纤维和树脂基体差异对复合材料界面的影响,以及减少玻璃纤维表面缺陷所导致的与树脂基体不良的粘合,有必要对玻璃纤维的表面进行处理,使之能够很好地与树脂粘合,形成性能优异的界面层,从而提高复合材料的综合性能。 2.1 玻璃纤维表面的偶联剂处理 Z isman[2]于1963年发表关于粘结的表面化学与表面能,认为要获得完全的表面润湿,粘结剂起初必须是低粘度且其表面张力须低于无机物的临界表面张力,这一结果引发了对采用偶联剂处理玻璃纤维表面的研究。偶联剂是增强用玻璃纤维表面处理的主要处理剂,种类很多,包括硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂等,通过偶联剂能使两种不同性质的材料很好地“偶联”起来,从而使复合材料获得较好的粘结强度。 2.1.1 硅烷偶联剂处理 用偶联剂对玻璃纤维表面处理中研究较多的是 第1期纤维复合材料N o1153 2005年3月FIBER COMPOSITES M ar1,2005
聚丙烯纤维增强混凝土 XXX （辽宁工业大学土木建筑工程学院，锦州） 摘要 纤维增强混凝土可以弥补一般混凝土的脆性缺陷。美、英、苏、日、中等国家先后对其进行了大量研究及应用。聚丙烯纤维作为各种纤维材料中的一种，以其极好的化学稳定性和优良的技术经济性能,在水泥基复合材料中得到日益广泛的应用。本文将介绍用于增强混凝土的各种聚丙烯纤维的特点及主要性能以及对国内外聚丙烯纤维增强混凝土的理论研究进展和应用研究。 关键词:纤维混凝土聚丙烯纤维性能进展 Fiber reinforced concrete can make up for the brittleness of concrete. The United States, Britain, Japan, Su, middle-income countries have conducted a lot of research and application of the. Polypropylene fiber is a kind of all kinds of fiber materials, with its perfect chemical stability and excellent technical and economic performance, is widely used in cement based composite materials. This paper will introduce for enhanced and the main characteristics of polypropylene fiber concrete and polypropylene fiber reinforced on the domestic and foreign research progress and application of theoretical research of concrete. Keywords: progress in polypropylene fiber properties of fiber reinforced concrete 聚丙烯纤维具有耐化学腐蚀、湿强度高、加工性好、质轻、蠕变收缩小、价格低廉和在低掺量下对混凝土的抗裂、增韧效果显著等优良的技术经济性能,因而在建筑工程中得到越来越广泛的应用。 利用纤维来改善混凝土的物理力学性能由来已久，由于聚丙烯纤维的加入，在混凝土硬化收缩和自由水分挥发收缩时,能够阻止微裂缝发展,有效抑制混凝土早期干缩微裂纹及离析裂纹的产生和发展,大大增强混凝土的抗裂抗渗能力;另一方面,聚丙烯纤维增强混凝土中的聚丙烯纤维能与水泥基体共同承受外力,在受荷初期,基体是主要承受外力者,当基体发生开裂后,横跨裂缝的纤维就成为外力的主要承受者,若纤维体积掺量超过某一临界值,即临界体积掺量，则复合材料可继续承受较高的荷载并产生较大的变形,直至最后聚丙烯纤维被拉断或从基体中拔出而破坏。总之,聚丙烯纤维既能在混凝土硬化形成强度时影响其微观结构又能改变混凝土受力时的应力-应变特性。 1 聚丙烯纤维对混凝土的影响 1.1工程上应用较多的几种聚丙烯纤维 1.1.1 经表面改性的束状单丝纤维 未经改性的聚丙烯纤维表面是憎水的,不利于形成良好的纤维一混凝土基体界面。采用硅氧烷、烷基磷酸盐等表面处理剂对传统聚丙烯纤维进行表面改性,可以改善纤维在混凝土基体中的分散性,提高纤维一基体的粘接强度,充分发挥出纤维增强混凝土的各项优势。 1.1.2 网状纤维 使用在高温高压下为聚合物的良溶剂、但在常温常压下为该聚合物贫溶剂的
钢纤维及钢纤维混凝土知识 混凝土用纤维的分类: 所用纤维按其材料性质可分为：①金属纤维。如钢纤维(钢纤维混凝土)、不锈钢纤维(适用于耐热混凝土)。②无机纤维。主要有天然矿物纤维（温石棉、青石棉、铁石棉等）和人造矿物纤维（抗碱玻璃纤维及抗碱矿棉等碳纤维）。③有机纤维。主要有合成纤维（聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、尼龙、芳族聚酰亚胺等）和植物纤维（西沙尔麻、龙舌兰等），合成纤维混凝土不宜使用于高于60℃的热环境中。 钢纤维的性能和规格: 钢纤维是以切断细钢丝法、冷轧带钢剪切、钢锭铣削或钢水快速冷凝法制成长径比(纤维长度与其直径的比值,当纤维截面为非圆形时,采用换算等效截面圆面积的直径)为40～80的纤维。 因制取方法的不同钢纤维的性能有很大不同，如冷拔钢丝拉伸强度为800-2000MPa、冷轧带钢剪切法拉伸强度为600-900MPa、钢锭铣削法为700MPa；钢水冷凝法虽为380MPa，但是适合生产耐热纤维。 为增强砂浆或混凝土而加入的、长度和直径在一定范围内的细钢丝。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50～100。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。 钢纤维的规格:
钢纤维是当今世界各国普遍采用的混凝土增强材料。钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。 纤维混凝土的作用: 制造纤维混凝土主要使用具有一定长径比（即纤维的长度与直径的比值）的短纤维。但有时也使用长纤维（如玻璃纤维无捻粗纱、聚丙烯纤化薄膜）或纤维制品（如玻璃纤维网格布、玻璃纤维毡）。其抗拉极限强度可提高30～50％。 纤维在纤维混凝土中的主要作用，在于限制在外力作用下水泥基料中裂缝的扩展。在受荷（拉、弯）初期，当配料合适并掺有适宜的高效减水剂时，水泥基料与纤维共同承受外力，而前者是外力的主要承受者；当基料发生开裂后，横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。 若纤维的体积掺量大于某一临界值，整个复合材料可继续承受较高的荷载并产生较大的变形，直到纤维被拉断或纤维从基料中被拨出，以致复合材料破坏。与普通混凝土相比，纤维混凝土具有较高的抗拉与抗弯极限强度，尤以韧性提高的幅度为大。 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效果的主要控制因素之一。 钢纤维混凝土的力学性能： 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。 1、具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度 在混凝土中掺入适量钢纤维，其抗压强度提高10%~80%（C50以上混凝土提高幅度显著），抗拉强度提高50%~100%，抗弯强度提高50%~80%，抗剪强度提高50%~100%。试验表明，长度为5~15mm，长径比为10~30的超短钢纤维抗压强度提高幅度较短纤维大得多，但抗拉强度、抗折强度较短纤维低得多。 2、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。 3、收缩性能明显改善 在通常的纤维掺量下，钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低
钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用 发表时间：2016-11-15T16:53:32.417Z 来源：《低碳地产》2016年8月第16期作者：常春燕[导读] 钢纤维混凝土是一种将钢纤维掺入普通水泥混凝土中的新型复合材料。 身份证号：13070519740217XXXX 河北省张家口市宣化区 075100 【摘要】钢纤维混凝土是一种将钢纤维掺入普通水泥混凝土中的新型复合材料。普通混凝土路面具有抗冲击性能力差、易产生裂缝并不断发展等缺陷。钢纤维混凝土是在混凝土中掺入钢纤维以改善混凝土性能，有效提高了混凝土的耐久性、抗拉强度、抗弯强度以及抗裂性能等。鉴于此，文章结合钢纤维混凝土的基本力学性能分析，主要针对钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用要点进行了分析，以供 参考。 【关键词】钢纤维混凝土；道路面层施工；应用要点 1 导言 近年来，伴随着经济的快速发展，人们的生活水平有了很大的提高，汽车作为一种便利的交通工具，开始进入普通百姓的生活，也使得公路所要承担的交通压力越来越大，人们对于路面的施工质量和使用寿命提出了更加严格的要求。考虑到传统路面采用的是水泥混凝土或者沥青混凝土，使用年限相对较短，甚至实际使用寿命可能仅仅达到设计寿命的一半，影响了公路行业的可持续发展。在这种情况下，钢纤维混凝土路面施工技术得到了普及和应用，在提升路面整体性能方面发挥着积极的作用，得到了公路施工企业的重视。 2 钢纤维混凝土的基本力学性能 2.1抗压强度 在抗压强度方面，钢纤维并不能很好的增加混凝土基体的抗压强度。钢纤维的加入只是略微提高了混凝土的抗压强度，提高幅度并不是很大，在10%左右。石料的最大粒径对钢纤维的长度在一定程度上起着决定性的作用，石料粒径过大或者钢纤维较短会造成钢纤维在混凝土中分布不均，使钢纤维在混凝土中局部结团，间接形成薄弱截面，影响了钢纤维与混凝土基体的粘结性能，反而使钢纤维混凝土的抗压强度有所下降。 2.2耐腐蚀性强 混合杂乱分布在钢纤维混凝土内部的钢纤维只要不让其与空气接触，一般不会发生锈蚀。实验表明，钢纤维在空气、污水、海水中都不容易被锈蚀。当把钢纤维放在海水和污水中5年后，其表面锈蚀程度小于5mm，在钢纤维混凝土表面或者是裂缝处的钢纤维受腐蚀的可能性较大。所以，建筑物会因钢纤维混凝土的耐腐蚀性而延长使用寿命，从而节省资源、能源。钢纤维的耐冻融性、耐热性和抗气蚀性都比较好，物理性能也得到了很大的提高。当在混凝土中掺入1.5%的钢纤维时，即使是对其进行高达150次的冻融操作，抗折和抗压强度也才下降20%。掺有钢纤维的耐火混凝土的抗热性也是极佳的，在极度高温下不会太过膨胀而断裂。所以，钢纤维混凝土的耐腐蚀性要比普通混凝土的抗腐蚀性更为优越。 2.3抗拉强度 在抗拉强度方面，钢纤维的加入对混凝土劈拉强度还是有很明显的加强的。试验表明，钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度比普通混凝土要高，且钢纤维掺量提高，劈拉强度也会相应提高，当混凝土中钢纤维掺量在1%～2%时，相应混凝土的28d劈拉强度增加40%～80%，但混凝土的早期劈拉强度与是否加入钢纤维的关系并不大。 2.4抗冲击性能 钢纤维的加入在很大程度上提高了混凝土的抗冲击性能，且在一定掺量范围内，抗冲击性能和钢纤维掺量是成正相关的。钢纤维混凝土具有良好的塑性变形能力，大大改善了普通混凝土性脆的缺陷，即使在冲击裂缝形成以后，钢纤维也能够延缓裂缝的延伸和扩大。在动荷载作用下，抗松散破碎的能力使钢纤维混凝土的耐久性大幅提升，这种情况下的混凝土虽然开裂，但不会立即破碎，基于这种能力钢纤维混凝土特别适用于一些铺面工程中，如:公路路面、桥面铺装、机场跑道等。 3 钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用要点 3.1混凝土和钢纤维配合比的科学选择 在钢纤维和混凝土配合比方面，主要的参考依据是路面的厚度、抗弯强度的设计以及钢纤维混凝土的抗折强度设计，在实践使用中主要采用以下公式进行计算：钢纤维和混凝土的配合比=素混凝土的抗折强度值×（1+钢纤维的强度系数×钢纤维的体积率×钢纤维的长度比）。从上述公式可以看出，钢纤维混凝土配合比和素混凝土的水灰配合比以及钢纤维的使用率、相关的浇筑范围以及钢纤维的强度紧密相连，其比例应该通过相关的强度和性能进行确定。 3.2模板的选择 模板应具有一定的强度、稳定性和刚度，允许振动梁在其上面行走振动而不发生变形、倾覆现象。我们选取了钢模板，外侧支护采用圆钢三脚架，模板隔离层采用聚乙烯薄膜，这样既可以方便拆模，又防止混凝土混合料从纵向传力杆孔洞处流出。 3.3钢纤维的投放和搅拌环节 在钢纤维的投放和生产过程中，采用先湿后干的分散式投放方式，防止出现搅拌过程中出现结团现象。在投放过程中，钢纤维应该采用细骨料定量的方式进行搅拌工作，通过分散式振捣的方式将钢纤维混入到混凝土之中。在钢纤维混凝土搅拌的过程中，一般按照先投放砂石再投放钢纤维，在搅拌均匀之后，再进行碎石和水泥的投放工作，通过这样的分级投放工作实现每一个环节的均匀搅拌，防止出现搅拌不均匀的情况。此外，对于搅拌机的选择也具有一定的要求，为了实现最佳的搅拌效果，需要采用双锥反转的方式进行搅拌，以确保最终的搅拌效果。 3.4路面铺筑 钢纤维混凝土路面的铺筑，应符合设计图纸的要求，满足JTGD40－2011《公路水泥混凝土路面设计规范》的要求。对拌和钢纤维混凝土路面进行摊铺时，不仅需要满足相关设备在普通混凝土路面施工中的各类规范，还必须充分考虑一些其他因素:在施工中，使用的机械布料以及摊铺方式必须能够确保钢纤维的均匀分布，保证结构的连续性，在对一块面板进行浇筑与摊铺时，应该避免出现中断的情况；应该通过试铺对布料松铺高度进行确定，而当拌和物的塌落度相同时，相比于普通混凝土路面，松铺高度应该高出10mm左右；拌和物与摊铺方式应该相适应，同时其工作性可以满足相应摊铺工艺下的振捣要求。
附件1：外文资料翻译译文 钢纤维混凝土的性能综述 摘要钢纤维混凝土（SFRC），作为一种新的土木工程复合材料，近年来已经得到广泛研究。本文对钢纤维混凝土的基本性能作出了简单的介绍，并通过以下几个方面的研究对钢纤维混凝土进行了讨论：钢纤维的含量和尺寸；三轴试验；拉伸和压缩性能；耐疲劳性能；动态力学性能；延性和一些其他性能。本文提出的问题还有待解决，且对高性能钢纤维混凝土的进一步发展前景提出了建议。关键词钢纤维混凝土SFRC 性能 1 引言 作为最常用的建筑材料，混凝土具有悠久的历史。在19世纪中期，由于钢筋混凝土（RC）的广泛使用，形成了新的工程结构形式，推动了设计和计算新理论，此外还有新的建筑技术。 然而，混凝土有一些固有的缺点，如抗拉强度低，延性差和能量吸收少。随着混凝土的强度增加，这些缺点就越显著。因此，很多专家努力改善混凝土的性能。改善普通混凝土性能的有效方法是在骨料和水泥混合时通过加入一小部分的钢筋（在大多数情况下为0.5％-2％）来实现的。钢纤维混凝土的研究起步于20世纪60年代。这些年来经过广泛研究之后，人们普遍认为，加钢纤维的混凝土可以显著提高混凝土的性能。 在钢纤维混凝土中钢筋的作用是限制裂缝的发展。在负载的初期状态，由骨料和钢纤维负荷，前者是主要载体。开裂发生后，靠近裂缝的钢纤维成为主要载体。如果钢纤维的体积分数超过某一临界值时，钢纤维混凝土能够承受较高的载荷和较大的变形，直到钢纤维被破坏或拉出。因此，与传统的普通钢筋混凝土相比，钢纤维混凝土具有较高的抗压强度、抗拉强度以及韧性。 2 钢纤维混凝土的性能
2.1 钢纤维的尺寸和含量 对于几种不同类型的钢纤维，它们具有不同的长度，直径，形状，以及不同的制造工艺。因此，20世纪90年代末对钢纤维混凝土的研究越来越普遍，而对于研究人员设计的实验室测试，他们关注的第一点就是钢纤维的含量和尺寸。 C.X.Qian等人研究了优化的钢纤维尺寸，钢纤维含量等参数。研究结果表明：钢纤维大小不同表现出不同的力学性能，且至少有一个方面的力学性能是不同的。少量纤维的添加对抗压强度有着显著的影响，而对抗拉强度只有轻微的影响。大量纤维则会产生相反的力学效应，这一措施可以优化纵横比。这种钢纤维尺寸的影响是由于不同的测试模式引起不同的裂缝密度所引起的。 在混合纤维系统中，协同效应可以实现与一个具有较高的总纤维含量的单丝系统所实现的效果相类似，这个系统对提供的不同类型和尺寸的纤维进行了适当的分配。 S.J.Pantazopoulou等人在2001年共测试了250个由不同钢纤维和聚丙烯纤维制成的混凝土圆柱体试件。结果表明：超细纤维的添加量＜1%时，可以提高材料的弹性模量和应力-应变刚度峰值，但大量纤维混凝土的浇筑过程对压实度有着不利影响。峰后延展性可以通过加入长纤维来增强。当钢筋是具有轴向刚性的纤维时，纤维的依从性是由于沿纤维锚固长度方向有不可逆的损伤引起的，然而，对于弹性模量低的纤维，是由于它们是交叉裂纹路径可逆伸长的纤维。通过加入纤维影响混凝土的机械性能的变化是类似于被动约束引起的变化，这两者都提供一个对侧向膨胀混凝土的运动学约束，从而降低其发生率和失效率。 2.2 延性和疲劳 W.Yin等人在1995年研究了疲劳强度和普通钢纤维混凝土的性质。72个钢筋混凝土试件，其中有含量为1％（25毫米）的长纤维，在压缩疲劳强度上进行了测试。在0（单轴），0.2，0.5和1.0的应力比下分别得到的SN曲线，从而产生一系列的疲劳应力的纤维混凝土。研究发现，添加纤维不会增加混凝土耐久极限，但是有益于在低周期区域的持久极限。此外，添加纤维的混凝土增加其延展性，改变失效模式的分裂型断层类型。所有这些现象可以通过水泥砂基质的微裂纹发展来观察，并在基体和聚集体之间的粘合面进行说明。 Shanhou Lu 等人在1998年测试了带肋纹钢纤维高性能混凝土的弯曲疲劳强
钢纤维混凝土分析 学院：土木工程与建筑学院专业：结构工程 班级：硕研2014级二班 姓名：王亮 学号：20140420058 邮箱：1322726465@https://www.doczj.com/doc/3e5489241.html,
钢纤维混凝土分析 王亮 混凝土是当代应用最广泛、用量最大的建筑材料，混凝土强度是结构设计和施工的重要依据，普通混凝土因其抗拉强度低、易开裂、脆性大、变形性能差、自重大等因素，在工程中的应用大受限制。采用纤维增强混凝土是混凝土改性的重要途径之一，钢纤维混凝土系指将短的、不连续的钢纤维均匀乱向分散于混凝土中组成的可浇筑、可喷射成型的一种新型复合材料，其优良的抗拉、抗弯、抗剪、耐冲击、耐疲劳、高韧性等性能被广泛应用于建筑、公路、水工等领域。 1 钢纤维混凝土的基本组成 钢纤维混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料、水以及乱向分布的钢纤维组成的一种多相非均质复合材料，加之以必要的外加剂，按一定的比例配制，经凝结、硬化后形成。为简便起见，我们简化为钢纤维、混凝土基体和外加剂组成的三相复合材料。 2 钢纤维混凝土的基本力学性能 2.1 抗压强度 钢纤维对基体混凝土的增强作用并不显著。加入钢纤维后，其抗压强度随钢纤维含量的增加略有提高，但增量不大，一般提高幅度在10%以下。钢纤维长度的选择与最大石子粒径关系密切，较大的石子粒径和较短的钢纤维会影响钢纤维在混凝土中的取向与分布，容易造成钢纤维的局部结团，相当于构成了薄弱截面，此时加入钢纤维反而会产生不利影响，造成钢纤维与混凝土界面粘结性状变差，其抗压强度甚至会比同配比的普通混凝土有所下降。 2.2 抗拉强度 钢纤维对混凝土劈拉强度的增强效果要比对抗压强度的增强效果显著许多。钢纤维混凝土28 d劈拉强度高于基准混凝土，并随着钢纤维体积掺量的增加而增大。但钢纤维的加入并不能有效提高混凝土早期劈拉强度。多项试验研究表明，当钢纤维掺量在1%~2%体积率的范围内时，相应的混凝土抗拉强度提高 40%~80%，并且不同等级的混凝土均呈现类似的规律。 2.3 抗弯强度 钢纤维混凝土的极限抗弯强度比素混凝土高得多，前者的初裂抗弯强度甚至比后者的极限抗弯强度还要高。试件初裂后，受拉区裂缝宽度随着荷载的增大而扩大，达到极限强度后，它不像素混凝土那样突然折断，而是随着裂缝宽度的继续扩大而缓慢卸载。试验表明，影响钢纤维混凝土极限抗弯强度的主要因素有:1)混凝土基体的强度；2)钢纤维体积含量百分比(P)；3)钢纤维长径比(l/d)；4)钢纤维与基体间的粘结应力。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/3e5489241.html, 浅谈纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料 作者：王雨朦顾锋雷汪迪良刘文峰刘金凤余阳洋 来源：《石油研究》2019年第04期 摘要：由于纖维素纳米纤维有着比较特殊的结构以及性能特征，所以在对增强聚合物，制作复合材料方面有着十分广泛的运用。本文主要阐述了纤维素纳米纤维的特点，以及对纤维素纳米纤维进行化学改性分析并简述纤维素纳米纤维增强聚合物的研究进展。 关键词：纤维素纳米纤维;增强;复合材料 一、CNF的表面化学改性 CNF有着一定的纳米尺度，并且含有着数量较多的羟基，所以经常会产生团聚的情况， 而且CNF和非极性聚合物的相容效果并不理想。通过对研究CNF进行化学改性，控制CNF 表面的极性以及自由能，有效地加强了CNF和增强聚合物的相容性，制备了性能非常优秀的复合材料。一般用到的CNF表面化学改性方式主要包括将CNF表面进行衍生化和表面接枝等。 （一）表面衍生化 CNF的表面衍生化改性通常都是针对CNF中的羟基所产生的相关衍生化反应，其中，最常见的便是CNF的表面酯化和醚化改性。和一些低分子醇类材料相同，CNF也能与酸产生反应并产生纳米纤维素酯，而和烷基化剂发生反应产生纳米纤维素醚等。CNF的酯化改性一般 包含乙酰化等，其反应过程可以在多种溶液中进行，产生相关的取代度不一的物质。而醚化改性通常是按照对CNF极性的需求，通过各种醚化剂的使用，使其和CNF中的羟基发生脱水成谜反应，实现减少CNF表面极性的目标。CNF进行衍生化改性之后，表面极性大大降低，表面的羟基变为非极性基团，并且加强了CNF和非极性聚合物的反应效果以及相容性。 （二）表面枝接 CNF的表面枝接改性一般都是利用游离基聚合和加成反应，来把聚合物中体积较大的分 子移接到CNF中，使CNF的直接聚合物既可以拥有CNF原本优秀的特征，还能够具有合成 聚合物的新特性，比如稳定性和吸水性等。把聚己内酯在催化剂的催化下通过开环聚合反应的方式移接到CNF中，加强CNF在非极性有机溶液中的散布能力。移接到CNF中的聚合物分 子不但能为CNF提高性能活性，而且还可以在横向上产生反应，相互结合，也提高了CNF分子的结构密集性。 二、CNF对聚合物复合材料的增强效果 （一）CNF对环氧树脂复合材料的增强