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第42卷第7期2023年7月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.7July,2023钢纤维增强大掺量再生骨料混凝土力学与断裂性能丁亚红,邹成路,郭㊀猛,张美香,吕秀文(河南理工大学土木工程学院,焦作㊀454003)摘要:通过立方体抗压试验㊁劈裂抗拉试验与三点弯曲试验,探讨再生粗㊁细骨料较高取代率和钢纤维掺量对再生混凝土力学性能与断裂性能的影响㊂测试了试件28d 的立方体抗压强度㊁劈裂抗拉强度与双K 断裂韧度,分析了再生混凝土基本力学性能与断裂性能之间的相关性,提出了钢纤维增强大掺量再生骨料混凝土起裂断裂韧度及失稳断裂韧度与劈裂抗拉强度的计算关系㊂结果表明:再生粗㊁细骨料以50%质量取代率分别替换天然碎石与河砂,钢纤维体积掺量为1.0%时,抗压强度与劈裂抗拉强度达到最高,分别达到天然混凝土的77.12%与93.97%㊂掺加1.0%的钢纤维后,试块的失稳断裂韧度明显增加,并且在再生细骨料掺量为50%时均超过了天然混凝土㊂关键词:再生混凝土;三点弯曲试验;劈裂抗拉强度;立方体抗压强度;起裂断裂韧度;失稳断裂韧度中图分类号:TU528㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)07-2532-09Mechanical and Fracture Properties of Steel Fiber Reinforced Concrete with Large Amount of Recycled AggregateDING Yahong ,ZOU Chenglu ,GUO Meng ,ZHANG Meixiang ,LYU Xiuwen (School of Civil Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454003,China)Abstract :Through cube compression test,splitting tensile test,and three point bending test,the effects of high replacement ratio of recycled coarse and fine aggregate,and steel fiber content on the mechanical and fracture properties of recycled concrete were investigated.The cube compressive strength,splitting tensile strength,and double K fracture toughness of the sample for 28d were tested,and the correlation between the basic mechanical properties and fracture properties of recycled aggregate concrete was analyzed.The computational relationships between the initiation fracture toughness,unstable fracture toughness,and splitting tensile strength of steel fiber reinforced concrete with large amounts of recycled aggregate were proposed.The results show that,the compressive strength and splitting tensile strength of recycled coarse and fine aggregate with a mass substitution ratio of 50%replace natural crushed stone and river sand and 1.0%volume fraction of steel fiber reach the highest,reaching 77.12%and 93.97%of those of natural concrete,respectively.After adding 1.0%volume fraction of steel fiber,the unstable fracture toughness of the test block significantly increases,and unstable fracture toughness exceedes that of natural concrete when the recycled fine aggregate content is 50%.Key words :recycled aggregate concrete;three-point bending beam test;splitting tensile strength;cube compressive strength;initiation fracture toughness;unstable fracture toughness 收稿日期:2023-02-20;修订日期:2023-04-20基金项目:国家自然科学基金(U1904188)作者简介:丁亚红(1973 ),女,博士,教授㊂主要从事再生混凝土材料相关方面的研究㊂E-mail:dingyahong@ 0㊀引㊀言将废弃混凝土破碎㊁筛分制成再生骨料,将其按照一定比例或全部替代天然砂石材料制成再生混凝土(recycle aggregates concrete,RAC)㊂由于再生骨料性能劣于天然骨料[1-2],再生混凝土相较于天然混凝土往第7期丁亚红等:钢纤维增强大掺量再生骨料混凝土力学与断裂性能2533㊀往表现出强度低㊁耐久性差等缺陷[3-5]㊂丁进炜[6]对再生混凝土的力学性能进行研究㊂结果表明试块的立方体抗压强度随着再生细骨料掺量的增加而减少㊂肖建庄等[7]通过改变再生细骨料掺量得出抗压强度的正态分布概率密度曲线,并指出再生细骨料的取代率不宜大于30%(质量分数)㊂为解决RAC的各种缺陷,国内外学者采用不同种类的纤维对RAC进行加强[8-11],纤维的桥接作用能够有效地限制其内部空隙与微裂缝的产生与扩展,能够明显改善RAC的韧性㊁延性与抗裂能力[12-15]㊂我国学者徐世烺与Reinhardt[16]提出的双K断裂模型,有效诠释了混凝土断裂行为机理㊂在国内工程实践中,再生骨料运用于混凝土中的掺量普遍较低,通常只有30%左右,不利于 绿色建筑绿色生产 的开展,因此本文采取再生粗㊁细骨料配制大掺量再生骨料混凝土进行力学性能与断裂性能试验,研究再生粗㊁细骨料取代率对再生混凝土的影响,同时采用钢纤维对其进行加强,为钢纤维增强大掺量再生骨料混凝土工程实践中的推广应用提供数据和理论支持㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料试验用的P㊃O42.5级水泥来自河南省焦作市千业水泥厂,天然细骨料是细度模数为2.9的河砂,天然粗骨料选用连续级配的天然碎石,再生粗骨料取自河南理工大学废弃混凝土,经过破碎筛分制成,试验用水为焦作市自来水,骨料与钢纤维性能见表1㊁表2㊂减水剂为复合型高效聚羧酸减水剂,以上试验材料均来自同一批次㊂表1㊀骨料性能Table1㊀Aggregate propertiesAggregate type Aggregate size/mm Apparent density/(kg㊃m-3)Water absorption/%Crushing value/% Natural coarse aggregate 4.75~202673.1 1.3215.75 Recycled coarse aggregate 4.75~202540.08.9122.89 Natural fine aggregate0.15~4.752630.1 1.1011.25 Recycled fine aggregate0.15~4.752594.68.5027.36表2㊀钢纤维性能Table2㊀Performance of steel fiberSteel fiber type Average length/mm Length-diameter ratio Density/(kg㊃m-3)Tensile strength/MPa Corrugated milled steel fiber384278.5ˑ103>6001.2㊀试验方案以及配合比设计本文主要探讨大掺量再生粗㊁细骨料质量取代率及钢纤维掺量对再生混凝土基本力学性能与断裂性能影响的规律㊂试验中再生细骨料采用50%㊁70%㊁100%三个质量取代率取代天然碎石,再生粗骨料采用50%㊁70%㊁100%三个质量取代率取代河砂,钢纤维体积掺量为0%和1.0%㊂设计19组试验组包括立方体抗压试块每组三个,劈裂抗拉试块每组三个,三点弯曲试块每组三个,试验分组见表3㊂表3㊀试验分组Table3㊀Test groupsSample No.Replacement rate of recycledcoarse aggregate/%Replacement rate of recycledfine aggregate/%Steel fiber content/%NC000 R50-5050500 R50-7050700 R50-100501000 R70-5070500 R70-7070700 R70-1007010002534㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷续表Sample No.Replacement rate of recycled coarse aggregate /%Replacement rate of recycled fine aggregate /%Steel fiber content /%R100-50100500R100-70100700R100-1001001000SFR50-5050501SFR50-7050701SFR50-100501001SFR70-5070501SFR70-7070701SFR70-100701001SFR100-50100501SFR100-70100701SFR100-1001001001㊀㊀注:R100-100表示再生粗骨料质量取代率为100%,再生细骨料质量取代率为100%;SFR100-100表示再生粗骨料质量取代率为100%,再生细骨料质量取代率为100%,钢纤维体积掺量为1.0%㊂再生粗骨料与再生细骨料分别判定为Ⅱ类再生粗骨料㊁Ⅱ类再生细骨料,根据陕西省工程建设标准中的‘再生混凝土结构技术规程“(DBJ61/T 88 2014)中规定,Ⅱ类再生粗骨料宜配制强度等级为C40及以下强度等级的再生混凝土㊂混凝土的配合比按照‘普通混凝土配合比设计规程“(JGJ 55 2011)设计计算,设计强度等级为C30,水胶比为0.50,砂率为34.5%,所有试块坍落度控制在30~180mm,基础配合比见表4㊂表4㊀混凝土配合比设计Table 4㊀Mix proportion design of concreteComposition Water Cement Coarse aggregate Fine aggregate Water-reducing agent Mix proportion /(kg㊃m -3)20039811776200.861.3㊀试块制作与养护图1㊀三点弯曲梁试验Fig.1㊀Three-point bending beam test 考虑再生骨料吸水率较高,用清水预浸泡24h,再处理为饱和面干状态后再进行浇筑,在试块浇筑过程中采用统一的投料顺序以及搅拌时间,在模具内部涂抹疏水材料,保证脱模时试块的完整㊂试块浇筑完成后,静置24h,然后脱模并书写编号以作记录㊂养护时间为28d㊂1.4㊀试验装置及试验方法试块在最高3000kN 电液伺服万能材料试验机进行试验㊂立方体抗压试验与劈裂抗拉试验参照‘普通混凝土力学性能试验方法标准“(GB /T 50081 2019)进行㊂断裂试验采取三点弯曲试验,通过预埋钢片的方式预制裂缝㊂试验全程采用速率为0.1mm /min 的位移控制模式,裂缝口张开位移采用夹式引伸计测量,跨中挠度采用千分表测量,试验装置示意图如图1所示,D 为试件高度,l 为试件长度,S 为支座跨度,a 0为初始裂缝长度,P 为外荷载㊂2㊀双K 断裂参数的确定起裂断裂韧度按式(1)~(2)计算㊂K ini Ⅰc =3P ini ㊃S 2D 2㊃B a 0f 1(α)(1)第7期丁亚红等:钢纤维增强大掺量再生骨料混凝土力学与断裂性能2535㊀f 1(α)=1.99-a 0D 1-a 0D ()2.15-3.93a 0D +2.7a 0D ()2[]1+2a 0D ()1-a 0D ()3/2(2)式中:K ini Ⅰc 为起裂断裂韧度,MPa㊃m 1/2;P ini 为起裂荷载,kN;a 0为初始裂缝长度,mm;D 为试件高度,mm;B 为试件厚度,mm;S 为支座跨度,mm㊂失稳断裂韧度按式(3)~(7)计算㊂K un Ⅰc =3P max ㊃S 2D 2㊃B a c f 2(α)(3)f 2(α)=1.99-a c D 1-a c D ()2.15-3.93a c D +2.7a c D ()2[]1+2a c D ()1-a c D ()3/2(4)a c =2π(D +H 0)arctan B ㊃E 32.6P max CMOD c -0.1135-H 0(5)CMOD i =24P i ㊃a 0B ㊃D ㊃E f 3(α)(6)f 3(α)=0.76-2.28a 0D +3.87a 0D ()2-2.04a 0D ()3+0.661-a 0D ()2(7)式中:P max 为峰值荷载,kN;CMOD c 为峰值荷载对应的裂缝张口位移,μm;a c 为临界等效裂缝长度,mm;P i 与CMOD i 为试验P -CMOD 曲线上线性上升段任找三点的对应值(P 1,CMOD 1),(P 2,CMOD 2),(P 3,CMOD 3);H 0为试件高度加上刀口厚度;E 为弹性模量㊂3㊀结果与讨论3.1㊀试验过程与破坏形态立方体抗压试验中,未掺纤维试件最终的破坏形态往往呈沙漏状㊂掺入钢纤维的试件由于钢纤维的桥接作用,无大块剥落的现象,整体形状接近柱状,呈现出裂而不碎的形态,破坏形态如图2㊁图3所示㊂图2㊀再生混凝土受压破坏形态Fig.2㊀Compression failure mode of recycled aggregate concrete 图3㊀钢纤维再生混凝土受压破坏形态Fig.3㊀Compression failure mode of steel fiber recycled aggregate concrete 再生混凝土劈裂抗拉试验过程中,未掺加纤维的试件表面形成一条垂直于受力面且贯穿试件的裂缝,试件迅速失去承载力㊂掺入钢纤维的试块的破坏面能够观察到跨越裂缝的钢纤维,且钢纤维的波纹形状出现了不同程度的拉直情况,破坏形态如图4㊁图5所示㊂三点弯曲试验过程中,在预制裂缝正上方施加荷载,随着荷载的增加,试块表面形成明显的宏观裂缝,承载力快速下降㊂未掺钢纤维试块承载力瞬间下降,裂缝快速扩大,夹式引伸计脱落㊂掺加钢纤维的试块表现2536㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷出一定的韧度,多根钢纤维跨越裂缝面,破坏形态如图6㊁图7所示㊂图4㊀再生混凝土劈裂受拉破坏形态Fig.4㊀Splitting tension failure mode of recycledaggregateconcrete图5㊀钢纤维再生混凝土劈裂受拉破坏形态Fig.5㊀Splitting tensile failure mode of steel fiber reinforced recycled aggregateconcrete图6㊀再生混凝土三点弯曲破坏形态Fig.6㊀Three-point bending failure mode ofrecycled aggregateconcrete图7㊀钢纤维再生混凝土三点弯曲破坏形态Fig.7㊀Three-point bending failure mode of steel fiberreinforced recycled aggregate concrete3.2㊀立方体抗压强度的影响因素图8㊁图9分别为再生混凝土㊁钢纤维再生混凝土抗压强度,可以看出,再生粗骨料的加入为试块的立方体抗压强度带来了明显的负面影响,再生粗骨料(RCA)质量取代率为50%,再生细骨料(RFA)质量取代率为50%,掺加体积掺量1.0%钢纤维的试样抗压强度最高,达到了天然混凝土的77.17%㊂掺入钢纤维后,强度虽有所提高但依然随再生粗骨料的增多而降低,出现这种情况的原因主要是钢纤维自身性能较好,在混凝土内部能够提供一定的抗压能力;再生粗骨料表面附着老旧砂浆,随着再生粗骨料的增加,混凝土基体中的负面因素不断累积,混凝土基体更容易发生破坏,试件失去承载力㊂再生细骨料对试块的抗压强度有明显的抑制表现,再生细骨料相较于天然河砂具有均质性差㊁吸水率高㊁压碎值大等诸多缺陷,混凝土基体更容易产生微小裂缝,受到应力集中的影响,裂缝迅速扩大从而被破坏㊂图8㊀再生混凝土抗压强度Fig.8㊀Compressive strength of recycledaggregateconcrete图9㊀钢纤维再生混凝土抗压强度Fig.9㊀Compressive strength of steel fiber reinforcedrecycled aggregate concrete第7期丁亚红等:钢纤维增强大掺量再生骨料混凝土力学与断裂性能2537㊀3.3㊀劈裂抗拉强度的影响因素图10为再生混凝土劈裂抗拉强度,可以看出,随着再生粗骨料的增多,试件劈裂抗拉强度逐渐下降㊂再生粗骨料自身缺陷导致试件强度下降,更容易发生破坏㊂当再生粗骨料质量掺量为70%时,劈裂抗拉强度受再生细骨料影响最为明显,当再生粗骨料完全取代碎石材料时,劈裂抗拉强度受变化幅度最小㊂再生粗骨料质量取代率越高,劈裂抗拉强度受再生细骨料质量取代率的影响越明显㊂在纤维混凝土材料中,砂浆与钢纤维的黏结占据了主导地位㊂再生细骨料大大减弱了砂浆的强度进而导致钢纤维在混凝土基体内的黏结程度降低[17],试块在受力过程中更容易发生钢纤维的拔出破坏,从而失去承载力㊂钢纤维再生混凝土劈裂抗拉强度试验结果如图11所示㊂图10㊀再生混凝土劈裂抗拉强度Fig.10㊀Splitting tensile strength of recycled aggregateconcrete 图11㊀钢纤维再生混凝土劈裂抗拉强度Fig.11㊀Splitting tensile strength of steel fiber reinforced recycled aggregate concrete 3.4㊀荷载-裂缝开口位移曲线图12㊁图13分别为再生混凝土和钢纤维再生混凝土的P -CMOD 曲线,可以非常明显地看出三点弯曲下的试块中,试块的峰值荷载因再生粗㊁细骨料的增加而逐渐下降,再生粗㊁细骨料分别50%质量替换碎石与河砂,掺加体积掺量1.0%钢纤维,再生混凝土峰值荷载达到最高,峰值荷载达到天然混凝土的84.40%㊂相较于素再生混凝土P -CMOD 曲线,钢纤维再生混凝土具有更高的峰值荷载,下降段的残余强度更高,有效提高了再生混凝土的韧性㊂图12㊀再生混凝土P -CMOD 曲线Fig.12㊀P -CMOD curves of recycled aggregate concrete㊀图13㊀钢纤维再生混凝土P -CMOD 线Fig.13㊀P -CMOD curves of steel fiber reinforced recycled aggregate concrete 3.5㊀起裂断裂韧度与失稳断裂韧度再生混凝土与钢纤维再生混凝土断裂韧度如图14所示,试块的起裂断裂韧度随着再生粗㊁细骨料增加呈负增长的趋势,再生粗㊁细骨料分别50%质量替换碎石与河砂材料,钢纤维体积掺量为1.0%时,起裂断裂韧度达到最高,为0.645MPa㊃m 1/2㊂2538㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图14㊀素再生混凝土与钢纤维再生混凝土断裂韧度Fig.14㊀Fracture toughness of plain recycled aggregate concrete and steel fiber reinforced recycled aggregate concrete 在三点弯曲试验中,试块预制裂缝端口处在应力集中的情况下更早出现宏观裂缝,直接导致起裂断裂韧度明显下降㊂掺入钢纤维后,钢纤维能够增强再生混凝土的整体性,减少再生混凝土基体在水化过程中因收缩形成的微小裂缝与有害空隙,在荷载不断增加的试验过程中延缓宏观裂缝产生的时间点,提高再生混凝土的起裂断裂韧度㊂当再生粗㊁细骨料分别70%质量取代天然砂石时,钢纤维对起裂断裂韧度的优化作用最高,提升了24.73%㊂钢纤维体积掺量为0%,再生粗骨料质量取代率为50%,再生细骨料质量取代率为50%㊁70%㊁100%时,失稳断裂韧度分别为天然混凝土的99.29%㊁91.80%㊁75.92%;掺入钢纤维后,失稳断裂韧度大幅提高,甚至超过天然混凝土,分别达到天然混凝土的124.41%㊁116.33%㊁101.29%㊂钢纤维体积掺量为0%,再生粗骨料质量取代率为70%,再生细骨料质量取代率为50%㊁70%㊁100%时,失稳断裂韧度分别为天然混凝土的95.34%㊁87.91%㊁67.51%;加入钢纤维后,失稳断裂韧度分别达到天然混凝土的106.17%㊁102.17%㊁95.66%㊂钢纤维体积掺量为0%,再生粗骨料完全取代天然骨料后,失稳断裂韧度水平较低,分别只达到天然混凝土的76.99%㊁75.78%㊁71.13%;掺加钢纤维后,失稳断裂韧度达到天然混凝土的100.02%㊁93.3%㊁83.39%㊂根据图14中的数据,试块的失稳断裂韧度受再生粗㊁细骨料增加而产生负面影响,再生粗㊁细骨料分别50%质量取代天然砂石,钢纤维体积掺量为1.0%时,失稳断裂韧度达到最高,为1.096MPa㊃m 1/2㊂试件预制裂缝端口处在应力集中作用下发生开裂后,荷载达到峰值后,试块的承载能力快速下降,在极短时间内失去承载能力㊂掺加1.0%的钢纤维后,试块的失稳断裂韧度明显增加,并且在再生细骨料质量掺量为50%时均超过了天然混凝土,这是因为钢纤维在混凝土基体中的 桥接作用 ,将裂缝两侧受到的拉力转化为沿钢纤维分布的拉力以及异形钢纤维与新砂浆的黏结力与机械咬合,阻碍了宏观裂缝的进一步延伸扩展㊂当再生粗骨料质量取代率为70%,再生细骨料全部取代天然河砂时,钢纤维对起裂断裂韧度的优化作用最高,较未掺钢纤维试件提升了41.70%㊂3.6㊀断裂韧度与劈裂抗拉强度的换算关系裂缝延伸过程中在裂缝最前端形成微裂区,并以此为先导开始扩展㊂在此区域内产生黏聚力㊂K Ⅰσ为黏聚力作用产生的应力强度因子,失稳断裂韧度与起裂断裂韧度的差值由黏聚力提供,即为:K ini Ⅰc +K Ⅰσ=K un Ⅰc ㊂诸多学者提出直线型㊁折线型㊁曲线型的混凝土软化本构曲线[18-22],给出了黏聚力的不同表达式,如表5所示㊂表5㊀文献中混凝土软化本构模型[18-22]Table 5㊀Softening constitutive model of concrete in literature [18-22]Type Model Literature Straight type σ(ω)=f t 1-ωω0()[18]Folded line type σ(ω)=f t -(f t -σs )ωω0,0ɤωɤωs σs (ω0-ω)(ω0-ωs ),ωs <ω<ω00,ω0<ωìîíïïïï[19]σ(ω)=f t ,ωɤω1f t -0.7f t (ω-ω1)(ω2-ω1),ω1<ω<ω20.3f t (ω0-ω)(ω0-ω2),ω2<ωɤω0ìîíïïïï[20]第7期丁亚红等:钢纤维增强大掺量再生骨料混凝土力学与断裂性能2539㊀续表TypeModel Literature Curve type σ(ω)=f t exp(AωB )[21]σ(ω)=f t 1-ωω0()η[][22]因此认为,混凝土的起裂断裂韧度㊁失稳断裂韧度与其劈裂抗拉性能有密切关系㊂则将混凝土的起裂断裂韧度㊁失稳断裂韧度与劈裂抗拉强度进行拟合(见图15㊁图16),计算关系如式(8)~(9)所示㊂K ini Ⅰc =0.22541f t -0.19271(8)K un Ⅰc =0.29072f t -0.10137(9)拟合结果可以看出,试件的起裂断裂韧度㊁失稳断裂韧度均与劈裂抗拉强度呈正相关,这与上述预测模型趋势类似,也进一步印证本文的分析结果㊂图15㊀起裂断裂韧度与劈裂抗拉强度的拟合曲线Fig.15㊀Fitting curve of initiation fracture toughness and splitting tensilestrength 图16㊀失稳断裂韧度与劈裂抗拉强度的拟合曲线Fig.16㊀Fitting curve of unstable fracture toughness and splitting tensile strength 4㊀结㊀论1)再生粗㊁细骨料大掺量取代天然砂石材料导致试件基本力学性能有较为明显的下降,并且随着掺量的增加下降幅度也增加㊂再生粗㊁细骨料均完全取代天然砂石,未掺加钢纤维时,劣化幅度最大分别达到了52.17%㊁32.33%㊂2)钢纤维自身强度较高,加入钢纤维后,再生混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度均有明显改善,增幅最高分别达29.95%㊁25.23%㊂再生粗㊁细骨料质量取代率均为50%,钢纤维体积掺量为1%时,抗压强度与劈裂抗拉强度达到最高,分别达到天然混凝土的77.12%与93.97%㊂3)再生粗㊁细骨料对再生混凝土的起裂断裂韧度与失稳断裂韧度起到负面作用,再生粗㊁细骨料质量取代率均为50%,钢纤维掺量为1.0%时,起裂断裂韧度与失稳断裂韧度达到最高,分别为0.645㊁1.096MPa㊃m 1/2㊂4)钢纤维的掺加能够有效提升再生混凝土断裂性能,当再生粗㊁细骨料均为70%质量取代天然碎石与河砂材料时,钢纤维对起裂断裂韧度的优化作用最高,提升了24.73%;当再生粗骨料质量取代率为70%,再生细骨料质量取代率为100%时,钢纤维对失稳断裂韧度的优化作用最高,提升了41.70%㊂参考文献[1]㊀肖建庄,林壮斌,朱㊀军.再生骨料级配对混凝土抗压强度的影响[J].四川大学学报(工程科学版),2014,46(4):154-160.XIAO J Z,LIN Z B,ZHU J.Effects of recycled aggregates gradation on compressive strength of concrete[J].Journal of 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混凝土与纤维结合设计应用案例一、引言混凝土和纤维结合设计是现代建筑和工程中的一项重要技术。
混凝土和纤维的结合可以提高混凝土的强度和韧性，使其更具有抗震、抗裂、抗渗等性能，从而保证建筑和工程的安全和稳定。
本文将介绍混凝土和纤维结合设计的应用案例，并探讨其设计原理和优点。
二、混凝土和纤维结合设计的概念混凝土和纤维结合设计是指在混凝土中添加一定比例的纤维材料，如钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等，使混凝土具有更好的强度和韧性，从而提高其抗震、抗裂、抗渗等性能。
三、混凝土和纤维结合设计的优点1、提高混凝土的强度和韧性。
添加纤维可以增加混凝土的韧性和拉伸强度，使其更具有抵抗外力和震动的能力，从而提高其整体强度。
2、增强混凝土的抗裂性能。
混凝土中通常存在着微裂缝，而添加纤维可以有效地防止这些微裂缝的扩展，从而增强混凝土的抗裂性能。
3、提高混凝土的抗渗性能。
添加纤维可以填充混凝土中的微孔，防止水分和气体渗透，从而提高混凝土的抗渗性能。
4、减少施工难度和成本。
与传统的钢筋混凝土相比，混凝土和纤维结合设计可以减少施工难度和人工成本，从而降低建筑和工程的成本。
四、混凝土和纤维结合设计的应用案例1、钢纤维混凝土在地下工程中的应用钢纤维混凝土是一种常用的混凝土和纤维结合设计材料，其应用范围广泛，特别是在地下工程中的应用较为常见。
以某高层住宅小区地下室工程为例，由于地下水位较高，为了防止地下室渗水和裂缝，采用了钢纤维混凝土。
经过实践证明，钢纤维混凝土不仅可以提高混凝土的强度和韧性，还可以有效地防止混凝土的开裂和渗水，从而保证地下室的安全和稳定。
2、碳纤维混凝土在桥梁工程中的应用碳纤维混凝土是一种新型的混凝土和纤维结合设计材料，具有高强度、轻质、抗腐蚀等优点。
以某高速公路桥梁工程为例，采用了碳纤维混凝土作为桥梁的主要结构材料。
经过实践证明，碳纤维混凝土可以有效地提高桥梁的承载能力和抗震性能，同时还可以减少施工难度和人工成本，从而降低了工程的成本。
钢纤维混凝土在混凝土拌合物中，掺入适量的钢纤维，可配成一种既可浇筑又可喷射的特种混凝土，这就是钢纤维混凝土。
与普通混凝土相比，钢纤维混凝土抗拉、抗弯强度及耐磨、耐冲击、耐疲劳、韧性和抗裂、抗爆等性能都可得到提高。
因为大量很细的钢纤维均匀地分散在混凝土中，与混凝土接触的面积很大，因而，在所有的方向，都使混凝土的强度得到提高，大大改善了混凝土的各项性能。
1．钢纤维的基本要求（1）钢纤维的强度钢纤维混凝土破坏时，发现往往是钢纤维被拉断，这不是因为钢纤维抗拉强度不足，而是因为其韧性不足造成的。
因此，要提高其韧性。
如果材料通过淬火或其他急冷硬化方法获得，尽管其抗拉强度较高，但质地较脆，在搅拌过程中易被折断，反而会降低强化效果。
因此，只要不是易脆断的钢材，通常强度较高的纤维可满足要求。
一般钢纤维的抗拉强度不得低于380MPa。
当工程有特殊要求时，钢纤维抗拉强度可由需方根据技术与经济条件提出。
（2）钢纤维的尺寸和形状钢纤维的尺寸，主要由强化特性和施工难易性决定。
钢纤维如太粗或太短，其强化特性差，如过细或过长，则在搅拌时容易结团。
为了增强钢纤维同混凝土之间的粘结强度，常采用增大表面积或将纤维表面加工成凹凸形状，按外形可为平直形、波浪形、压痕形、扭曲形、端钩形、大头形等，见图1。
按横截面可为圆形、矩形、月牙形及不规则形等。
图1 钢纤维的外形钢纤维的标称长度指钢纤维两端点之间的直线长度，其尺寸可为15~60mm。
钢纤维截面的直径或等效直径宜在0.3~1.2mm。
钢纤维长径比或标称长径比宜在30~100。
钢纤维混凝土结构对钢纤维几何尺寸参数的要求宜符合表1的规定。
钢纤维几何参数采用范围表1注：钢纤维的等效直径是指非圆形截面换算成圆形截面的直径。
2．钢纤维的种类和特征钢纤维的种类、制造方法及特征见表2。
钢纤维的抗拉强度见表3。
从各类钢纤维对混凝土的增强效果来看，则以切断纤维、冷轧钢板剪切纤维和加工硬度较大的铣削纤维比较好。
UHPC中钢纤维的应用研究进展共3篇UHPC中钢纤维的应用研究进展1自上世纪80年代起，超高性能混凝土（UHPC）已逐渐发展成为建筑工程中的重要材料。
UHPC以其出色的物理性能和机械性能广泛应用于桥梁、隧道、修建、建筑物和高层建筑等领域中。
同时，在UHPC的研究中，钢纤维作为一种常见的加强材料被广泛应用，旨在提高UHPC的整体性能和使用效果。
本文旨在探讨UHPC中钢纤维的应用研究进展。
1.钢纤维的特殊性质钢纤维是一种轻质而高强的细纤维，它的机械性能比传统的混凝土加强材料如钢筋更为出色。
钢纤维可以在混凝土中增强拉伸强度和抗弯强度，使混凝土更加韧性、耐磨、耐腐蚀和冲击性更强。
此外，底盘可通过选择不同形状和大小的钢纤维来适应各种混凝土甚至是复杂的结构形式。
这些特殊的性质使得钢纤维成为了UHPC研究中广泛应用的一种材料。
2.钢纤维增强UHPC的性能通过将钢纤维添加到UHPC中，可以增强其性能，使其在各种工程应用中都能得到很好的应用。
具体来说，钢纤维可以增强UHPC的抗拉、抗压和抗弯等力学性能，并提高其耐久性和抗裂性能。
此外，钢纤维的添加还可以使UHPC更加耐腐蚀和防火，提高了UHPC的长期性能和应用效果。
在UHPC中，钢纤维的使用不仅可以提高UHPC的力学性能，而且还可以解决传统混凝土在弯曲和抗震性能等方面的限制，同时可以防止混凝土结构中的冷缝和损坏。
3.钢纤维在UHPC中的应用和研究在UHPC的研究中，钢纤维作为重要的加强材料被广泛应用。
以往的研究表明，在UHPC中添加钢纤维可以提高UHPC的抗拉强度、抗压强度和抗弯强度等力学性能。
此外，钢纤维的使用可以提高UHPC的耐久性。
与传统混凝土相比，UHPC中添加钢纤维的试验结果显示，钢纤维的使用可以使UHPC的力学性能大大提高，同时还提高了防火和耐腐蚀性，保护结构长期不受损坏。
作为一种新型材料，UHPC的研究将对未来的建筑工程产生重要的影响。
同时，钢纤维作为UHPC中的重要材料将促进UHPC的进一步研究和开发，使其在建筑领域中发挥更广泛和有效的作用。
混凝土结构中纤维增强复合材料的应用技术研究一、引言混凝土是建筑中普遍使用的材料，因其具有良好的压缩性能和耐久性而得到广泛应用。
但是，混凝土的受拉性能较差，易于开裂，降低了其使用寿命和安全性。
为了改善混凝土的受拉性能，纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，FRP）被引入到混凝土结构中。
近年来，纤维增强混凝土（Fiber Reinforced Concrete，FRC）已经成为一种重要的新型复合材料，其具有高强度、高韧性、耐久性好等优点。
本文将详细介绍混凝土结构中纤维增强复合材料的应用技术研究。
二、FRC的分类FRC是一种由纤维和混凝土组成的复合材料。
根据纤维种类的不同，FRC可以分为以下几类：1. 钢纤维混凝土：钢纤维混凝土是将钢纤维掺入混凝土中，以提高混凝土的韧性和抗裂性能。
钢纤维可以是钢丝、钢棒、钢纱等形式，其直径一般为0.2~1.0mm，长度为25~60mm。
2. 碳纤维混凝土：碳纤维混凝土是将碳纤维掺入混凝土中，以提高混凝土的强度和刚度。
碳纤维具有高强度、高模量、低密度等优点，但其价格较高。
3. 玻璃纤维混凝土：玻璃纤维混凝土是将玻璃纤维掺入混凝土中，以提高混凝土的韧性和抗裂性能。
玻璃纤维具有良好的耐碱性和耐腐蚀性，但其强度较低。
4. 天然纤维混凝土：天然纤维混凝土是将天然纤维掺入混凝土中，以提高混凝土的韧性和抗裂性能。
常用的天然纤维有木材纤维、竹子纤维、麻类纤维等。
三、FRC的性能FRC的性能主要取决于所使用的纤维种类、纤维含量、纤维长度和混凝土配合比等因素。
下面介绍FRC的一些基本性能：1. 强度：FRC的强度主要取决于所使用的纤维种类和纤维含量。
一般来说，钢纤维混凝土的强度较高，碳纤维混凝土次之，玻璃纤维混凝土最低。
2. 韧性：FRC的韧性主要取决于纤维的长度和含量。
纤维长度越长，韧性越好。
纤维含量越高，韧性越好。
3. 耐久性：FRC的耐久性主要取决于纤维的耐久性和混凝土配合比。
超高性能混凝土中钢纤维的作用机理研究超高性能混凝土（UHPC）是一种新型的高性能混凝土，具有高强度、高耐久性、高密实度等优异性能，并且广泛应用于桥梁、隧道、高层建筑等工程领域。
而钢纤维是UHPC中常用的增强材料之一，它能够有效提高UHPC的抗拉强度、耐冲击性、抗裂性等性能。
本文将从以下三个方面探讨钢纤维在UHPC中的作用机理：增强效应、界面效应、断裂韧性。
一、增强效应UHPC中的钢纤维可以有效地增强混凝土的力学性能，特别是抗拉强度和冲击强度。
钢纤维在混凝土中的作用主要有以下两个方面：1.1 增强混凝土的抗拉强度混凝土的抗拉强度是其相对较弱的力学性能之一，而钢纤维的加入可以有效提高混凝土的抗拉强度。
这是因为钢纤维的强度远高于混凝土的强度，而且钢纤维与混凝土之间的粘结力较强，可以有效地阻止混凝土的开裂和破坏。
此外，钢纤维的加入还可以提高混凝土的延性和变形能力，从而增加混凝土的抗震性能。
1.2 增强混凝土的冲击强度UHPC在受到冲击载荷时，容易发生局部破坏和裂缝扩展，而钢纤维的加入可以有效地防止混凝土的破坏和裂缝扩展，从而提高混凝土的冲击强度。
此外，钢纤维的加入还可以增加混凝土的能量吸收能力，从而提高混凝土的耐久性和抗震性能。
二、界面效应UHPC中的钢纤维与水泥基质之间存在界面，界面的性质和质量对UHPC的力学性能有着重要的影响。
具体而言，界面效应主要有以下两个方面：2.1 提高混凝土的完整性钢纤维与水泥基质之间的界面可以提高混凝土的完整性，防止混凝土内部的裂缝逐渐扩大，从而保持混凝土的力学性能。
此外，界面效应还可以增加UHPC的弹性模量和刚度，提高其耐久性和抗震性能。
2.2 影响钢纤维的分散性和分布UHPC中的钢纤维分散性和分布均对混凝土的力学性能有着重要的影响。
如果钢纤维分散不均匀，会导致混凝土的强度和延性不均，从而影响混凝土的力学性能。
此外，钢纤维的分布不均匀还会导致混凝土的开裂和破坏，从而影响混凝土的耐久性和抗震性能。
混凝土结构中超高性能纤维增强混凝土的应用一、前言混凝土是建筑工程中常用的材料，但在实际应用中，混凝土结构存在一些问题，如强度低、抗裂性差、易龟裂、易开裂等。
为了解决这些问题，超高性能纤维增强混凝土（Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete，UHPFRC）应运而生。
UHPFRC是一种具有高强度、高韧性、高抗裂性、高耐久性等优良性能的新型混凝土材料。
它的应用可以提高混凝土结构的抗震性能、延长使用寿命，同时还可以降低工程成本和节约能源。
本文将详细介绍UHPFRC的性能特点、制备方法及应用实例，并探讨UHPFRC在混凝土结构中的应用前景。
二、UHPFRC的性能特点1.高强度UHPFRC的强度远远高于传统混凝土，其抗压强度可达到150MPa以上，抗拉强度可达到10MPa以上。
这种高强度可以有效提高混凝土结构的承载能力，减少结构的自重，从而降低工程成本。
2.高韧性UHPFRC具有高韧性，可以在受到外力作用时发生塑性变形，从而吸收能量。
这种韧性可以增强混凝土结构的抗震性能，减少结构在地震中的损伤。
3.高抗裂性UHPFRC中添加了大量的钢纤维和其他纤维，这些纤维可以有效防止混凝土结构出现裂缝，提高混凝土的抗裂性能。
4.高耐久性UHPFRC具有优异的耐久性，可以在恶劣的环境中长期使用。
它可以有效防止混凝土结构受到自然环境、化学腐蚀、冻融循环等因素的损害。
三、UHPFRC的制备方法UHPFRC的制备方法主要包括原材料的选择、配合比的确定、混合、浇筑、养护等步骤。
1.原材料的选择UHPFRC的原材料包括水泥、细骨料、粗骨料、纤维等。
其中，水泥的品种和强度等级应根据工程要求进行选择；细骨料应选用高品质的细度系数，以保证混凝土的均质性和流动性；粗骨料应选用优质的骨料，以确保混凝土的强度和耐久性；纤维可以选择钢纤维、碳纤维、玻璃纤维等。
2.配合比的确定UHPFRC的配合比应根据工程要求、原材料性能和加工工艺等因素进行确定。
混凝土中添加纤维对抗压性能的影响一、研究背景混凝土作为一种重要的建筑材料，其力学性能一直是研究的热点。
传统的混凝土在受到外力作用时，容易出现裂缝的情况，这不仅会影响建筑的美观性，还会对其使用寿命产生负面影响。
因此，寻找一种能够提高混凝土抗压性能的方法成为了目前研究的重点之一。
其中，添加纤维成为了一种有效的方法。
二、纤维种类常见的混凝土添加纤维包括：钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维等。
三、纤维的影响1. 抗裂性能添加纤维可以有效地提高混凝土的抗裂性能。
钢纤维的拉伸强度和模量较高，可以有效地抵抗混凝土的拉伸裂缝，使混凝土在受到外力作用时能够保持稳定。
聚丙烯纤维的柔韧性好，能够在混凝土的微裂缝中形成纤维桥梁，增强混凝土的抗拉强度。
2. 抗压性能添加纤维还可以提高混凝土的抗压性能。
纤维的添加可以有效地增加混凝土的韧性，减少裂缝的扩展，从而提高混凝土的抗压强度。
在一些研究中，添加纤维可以提高混凝土的抗压强度约20%-30%。
3. 断裂韧度断裂韧度是评价混凝土抗拉性能的重要指标之一。
添加纤维可以显著提高混凝土的断裂韧度。
在一些研究中，添加纤维可以将混凝土的断裂韧度提高2倍以上。
4. 抗冻融性能混凝土在受到冻融循环的影响时容易出现开裂的情况。
添加纤维可以有效地提高混凝土的抗冻融性能。
在一些研究中，添加纤维可以将混凝土的抗冻融性能提高30%-50%。
四、纤维掺量纤维掺量是影响混凝土性能的重要因素之一。
在一些研究中，掺量为0.5%-2%的纤维可以有效地提高混凝土的性能。
但是，纤维掺量过高也会对混凝土的性能产生负面影响。
因此，选择合适的纤维掺量对于混凝土的性能提高至关重要。
五、结论添加纤维是一种有效的提高混凝土性能的方法。
纤维的种类、掺量对于混凝土性能的影响是显著的。
钢纤维、聚丙烯纤维等纤维的添加可以有效地提高混凝土的抗裂性能、抗压性能、断裂韧度和抗冻融性能。
在选择纤维掺量时，需要平衡性能提高和经济成本之间的关系，选择合适的纤维掺量才能最大化地提高混凝土性能。
钢纤维类型和掺量对高强混凝土力学性能的影响摘要钢纤维加入混凝土能够有效地阻碍混凝土内部裂纹的扩展及宏观裂缝的形成，显著地提高混凝土的力学性能、增加冲击韧性、冲击强度和疲劳强度、减少开裂风险，增大混凝土的致密性和延性。
钢钎维混凝土已在基础设施建设、特种混凝土制备与应用等行业得到大量应用，取得了良好的技术经济和社会效益。
有关钢纤维的掺量、钢纤维与其他纤维的组合形式以及钢纤维的分布方式对混凝土力学性能和耐久性能的影响得到了大量的研究，但钢纤维类型、表面状态及掺量等参数对混凝土力学性能的影响尚未有明确阐述，为此，本文研究不同直径、长度和表面状态的钢纤维及其掺量对抗压、抗折和劈拉强度的影响规律，以期最大限度地发挥钢纤维的使用效能。
关键词钢纤维类型；掺量；高强混凝土；力学性能1 试验材料及方法1.1 原材料水泥采用P·52.5RⅡ水泥，矿物掺和料为硅灰。
粗骨料由两种粒径范围5～10mm和10～16mm的玄武岩石子以3：7的质量比混合使用，其表观密度为3030kg/m3，压碎指标为3.1%。
细骨料采用机制砂，表观密度为2600kg/m3。
附着橡胶颗粒的再生钢纤维（Recycledsteelfiberwhichrubberparticleisattachedto，RSFR），是指通过一定技术将废旧轮胎中的钢纤维取出，并切割成不同长度的钢纤维。
而将钢纤维RSFR经过高温处理后可以得到未附着橡胶颗粒的再生钢纤维（Recycledsteelfiberwithoutrubberparticles，RSF），其表面附着被煅烧的橡胶颗粒留下的炭黑。
减水剂采用固含量为50%的聚羧酸型减水剂[1]。
1.2 混凝土的制备本试验共制备6种类型的含粗骨料超高性能混凝土，其中一种为未掺入任何钢纤维的空白组超高性能混凝土，另外5种为分别掺入不同类型钢纤维的超高性能混凝土，混凝土的水胶比（Watertobinderratio，W/B）均为0.18，其配合比及其边长为100mm立方体试件的抗压强度和劈裂抗拉强度见表2。
混凝土中添加钢纤维的方法一、引言混凝土是一种最常见的建筑材料，它具有强度高、耐久性好等优点，但在某些情况下，它的强度和耐久性仍然无法满足要求。
为了提高混凝土的性能，人们开始将钢纤维添加到混凝土中，以增加混凝土的韧性和断裂韧性。
本文将详细介绍混凝土中添加钢纤维的方法。
二、钢纤维的种类和性能1.钢纤维的种类钢纤维的种类很多，常用的有盘条形、平板形、弯曲形、钢丝绳形等。
其中，盘条形钢纤维是目前应用最广泛的一种，它的截面形状为六边形，通常长度为30mm-60mm，直径为0.3mm-1.0mm，它的表面通常会涂有防锈剂。
2.钢纤维的性能钢纤维的添加可以提高混凝土的韧性和断裂韧性，从而增强混凝土的抗拉强度和抗冲击性能。
此外，钢纤维还可以提高混凝土的耐久性，减少混凝土的开裂和脱落。
但是，添加过多的钢纤维会导致混凝土的流动性变差，影响混凝土的工作性能。
三、混凝土中添加钢纤维的方法1.混凝土配合比的设计混凝土配合比的设计是混凝土中添加钢纤维的第一步，配合比的设计应该根据钢纤维的种类和性能进行。
一般来说，钢纤维的掺量应该在0.5%-2.0%之间。
2.钢纤维的加入钢纤维的加入应该在混凝土的搅拌过程中进行。
在混凝土搅拌机中加入水、水泥和骨料后，再加入钢纤维，继续搅拌即可。
为了保证钢纤维的均匀分布，应该在混凝土的不同层次中加入钢纤维。
3.混凝土的浇筑和养护混凝土的浇筑和养护是混凝土中添加钢纤维的最后一步。
在浇筑混凝土时，应该尽量避免混凝土的振动，以免钢纤维集中在一起。
在混凝土养护期间，应该注意保持混凝土的湿度和温度，以利于钢纤维的固定。
四、混凝土中添加钢纤维的注意事项1.钢纤维的掺量应该适量，过多的掺量会影响混凝土的工作性能。
2.混凝土中的钢纤维应该均匀分布，避免在混凝土中集中。
3.混凝土的养护期间应该注意保持混凝土的湿度和温度，以利于钢纤维的固定。
4.混凝土中添加钢纤维的成本较高，应该根据具体情况进行选择。
五、结论混凝土中添加钢纤维是一种提高混凝土性能的有效方法。
钢纤维混凝土力学性能和抗侵彻机理研究共3篇钢纤维混凝土力学性能和抗侵彻机理研究1钢纤维混凝土（Steel Fiber Reinforced Concrete，SFRC）是一种新型的纤维材料混凝土，是将纤维加入到混凝土中来改善其力学性能和增强其抗冲击、抗侵彻、抗裂、抗拉、抗疲劳等方面的性能。
本文将介绍钢纤维混凝土的力学性能和抗侵彻机理的研究成果。
一、钢纤维混凝土的力学性能研究1. 力学性能的变化规律首先，对比了无纤维混凝土和钢纤维混凝土的力学性能，其中包括强度、刚度、韧性和疲劳等方面的性能，并且分析了加入钢纤维后其力学性能的变化规律。
研究发现，在同一水胶比条件下，随着钢纤维的加入量的增加，SFRC的抗压强度呈现增加的趋势，而抗拉强度则呈现先增加后减小的趋势，最大抗拉强度在钢纤维约占混凝土体积的1%时出现。
此时，由于钢纤维的作用，有助于增强了混凝土的韧性和疲劳性能，施工时出现的裂缝是比较细小的，而且加入钢纤维后的混凝土表现出更好的变形能力和降低了收缩效应。
此外，研究也显示了加入钢纤维可显著提高混凝土的抗冲击、抗侵彻和抗火性能，使得混凝土的总体性能得到了明显提升。
2. 钢纤维类型对力学性能的影响在SFRC制备的过程中，钢纤维的类型也对混凝土性能的影响是不可忽视的。
一般来说，钢纤维可分为宏观钢纤维和微观（细钢纤维）钢纤维。
前者通常为成捆条形纤维，其长度和直径较大，用于增强混凝土的抗拉强度和韧性；后者相对较短而细，其作用主要在于增强混凝土的抗裂性和耐久性。
研究发现，无论是宏观钢纤维还是微观钢纤维或两者结合使用都有助于改善混凝土的力学性能，但不同类型的钢纤维在性能方面的选择不同。
一般来说，宏观钢纤维最适合用于高性能混凝土中，微观钢纤维则适合用于加固病害混凝土结构。
而若将两者结合使用，既能够增强混凝土的韧性和抗裂性，又有助于提高其抗拉和抗冲击性能，从而全面提升混凝土的力学性能。
二、钢纤维混凝土的抗侵彻机理研究随着钢纤维混凝土的研究深入，其抗侵彻性能的研究也逐渐成为了当前研究的热点。
d o i :10.3963/j.i s s n .1674-6066.2023.04.006钢纤维对混凝土性能的影响研究曹水清,丁振跃(北京城建亚东混凝土有限责任公司,北京100101)摘 要: 经过试验研究,在一定钢纤维体积率下,钢纤维混凝土抗压强度㊁劈裂抗拉强度和抗折强度随着水胶比的降低而增大;钢纤维体积率在0~1.5%范围内,混凝土的劈裂抗拉强度㊁抗折强度随钢纤维体积率的增加而增大,成一定线性关系;当胶凝材料总量为480k g/m 3时,混凝土抗压强度随钢纤维体积率(0~1.5%)的增加略有提高,但幅度不大㊂关键词: 钢纤维混凝土; 抗压强度; 劈裂抗拉强度; 抗折强度R e s e a r c ho f S t e e l F i b e r o nP e r f o r m a n c e o fC o n c r e t eC A OS h u i -q i n g ,D I N GZ h e n -yu e (B e i j i n g U r b a nC o n s t r u c t i o nY a d o n g C o n c r e t eC o ,L t d ,B e i j i n g 100101,C h i n a )A b s t r a c t : E x p e r i m e n t a l r e s e a r c hs h o w s ,u n d e r c e r t a i nv o l u m e f r a c t i o no f s t e e l f i b e r s ,t h ec o m p r e s s i v es t r e n g t h ,s p l i t t i n gt e n s i l e s t r e n g t h ,a n d f l e x u r a l s t r e n gt ho f s t e e l f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e i n c r e a s e dw i t h t h e d e c r e a s e o fw a t e r c e m e n t r a t i o .T h e s p l i t t i n g t e n s i l e s t r e n g t h a n d f l e x u r a l s t r e n g t h o f c o n c r e t e i n c r e a s e l i n e a r l y w i t h t h e i n c r e a s e o f s t e e l f i b e r v o l u m e f r a c t i o nw i t h i n t h e r a n g e o f 0~1.5%.W h e n t h e t o t a l a m o u n t o f c e m e n t i t i o u sm a t e r i a l s i s 480k g /m 3,t h e c o m p r e s s i v e s t r e n gt ho f c o n c r e t e s l i g h t l y i n c r e a s e sw i t h t h e i n c r e a s e o f s t e e l f i b e r v o l u m e f r a c t i o n (0~1.5%),b u t t h e a m p l i t u d e i s n o t s i gn i f i c a n t .K e y wo r d s : s t e e l f i b e r c o n c r e t e ; c o m p r e s s i v e s t r e n g t h ; s p l i t t i n g t e n s i o n s t r e n g t h ; f l e x u r a l s t r e n g t h 收稿日期:2023-05-15.作者简介:曹水清(1982-),高级工程师.E -m a i l :59050645@q q.c o m 钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入一定量的短钢纤维所形成的多相复合材料㊂与普通混凝土相比,钢纤维混凝土具有抗拉㊁抗弯㊁抗剪强度高的优点,并能显著改善混凝土抗裂㊁抗冲击及耐久性能[1]㊂目前,钢纤维混凝土多用于桥梁伸缩缝等结构部位以提高工程的整体质量,但因为造价和施工方面原因,一般建筑工程使用较少㊂为充分了解和利用钢纤维混凝土技术特点,课题组对不同品种和不同掺量的钢纤维混凝土有关性能进行了试验研究,并成功应用于国家速滑馆工程㊂1 原材料水泥为北京金隅北水环保科技有限公司生产的P O 42.5水泥;细骨料为河北滦平的天然河砂,细度模数2.8,含泥量2.5%;石G 1为河北滦平的5~16mm 连续级配碎石,含泥量0.4%;石G 2为北京密云威克冶金的5~25mm 连续级配碎石,含泥量0.3%;粉煤灰为河北三河电厂生产的F 类Ⅱ级粉煤灰;矿渣粉为河北三河天龙生产的S 95级磨细矿渣粉㊂钢纤维选用目前国内常见的几种钢纤维,钢纤维技术指标见表1㊂表1 钢纤维技术指标序号种类形状长度/mm 长径比钢纤维抗拉强度等级X 1冷拉钢丝切断型端钩形30551000级X 2冷拉钢丝切断型端钩形60801000级X 3薄板剪切型波形3835380级X 4钢锭铣削型波形3835600级X 5钢锭铣削型压痕形3235600级注:钢纤维X 5一面粗糙,另一面光滑㊂建材世界 2023年 第44卷 第4期2 试验方案钢纤维混凝土的弯拉强度与基体混凝土强度等级㊁钢纤维品种㊁形状㊁等效长度㊁长径比㊁钢纤维体积率等相关[2,3]㊂试验主要对比水胶比㊁钢纤维体积率和钢纤维品种对钢纤维混凝土的抗压强度㊁抗拉强度㊁弯拉强度的性能影响,为工程应用中如何选择钢纤维品种和确定适宜的钢纤维体积率提供参考依据㊂钢纤维混凝土的立方体抗压强度和抗拉强度等试验按G B /T50081 2002‘普通混凝土力学性能试验方法标准“的规定执行,弯拉强度试验按G B /T50081 2002的抗折试验规定执行㊂其中立方体抗压强度试件成型尺寸为100mmˑ100mmˑ100mm ,换算成150mmˑ150mmˑ150mm 标准试件的立方体抗压强度系数取0.90;劈裂抗拉强度试件成型尺寸为100mmˑ100mmˑ100mm ,换算成150mmˑ150mmˑ150mm 标准试件的劈裂抗拉强度系数取0.80;弯拉强度试件成型尺寸为100mmˑ100mmˑ400mm ,换算成150mmˑ150mmˑ550mm 标准试件的弯拉强度系数取0.82[2]㊂该试验中所有的混凝土强度都是试件在标准条件下养护28d 时测试的试验结果㊂结合工程中常用的钢纤维混凝土强度等级,选取水胶比0.48㊁0.42㊁0.36共3档进行试验,对应的胶凝材料总量分别为360k g /m 3㊁420k g /m 3㊁480k g /m 3㊂按石G 2(5~25)mm 连续级配碎石进行配合比设计得到基准配合比,见表2㊂当采用石G 1(5~16)mm 连续级配碎石时,基准配合比的砂率增加1.5%;考虑到钢纤维的比表面积比较大,对于钢纤维混凝土,钢纤维体积率增加0.25%,砂率相应增加1.5%,钢纤维混凝土的配合比按此原则进行调整计算㊂通过固定水胶比,混凝土的流动性由外加剂调整,使混凝土的出机状态基本一致㊂表2 基准配合比序号水胶比砂率/%单方混凝土原材料用量/k g水泥水砂石粉煤灰矿渣粉钢纤维外加剂胶凝材料总量A 10.4846.0216168837983905406.48360A 20.4245.02521707899641056308.40420A 30.3643.52881657419631207210.084803 结果与分析3.1 低掺量时钢纤维用量对混凝土性能的影响3.1.1 混凝土和易性通过试验可知,混凝土的流动性随钢纤维体积率的增加而降低㊂掺加钢纤维X 1和X 2体积率为0.25%和0.50%的混凝土流动性较好,粘度适中,能够较好泵送;掺加钢纤维X 1和X 2体积率为0.75%时,混凝土的粘度较大,不易泵送㊂成型100mmˑ100mmˑ100mm 试件时,掺入体积率为0.25%和0.50%的钢纤维X 2的混凝土㊁掺入体积率0.25%~0.75%的钢纤维X 1的混凝土匀质性都较好,掺入体积率为0.75%的钢纤维X 2的混凝土存在钢纤维堆积现象,混凝土的匀质性较差㊂钢纤维X 2长度为60mm ,不适宜制作边长为100mm 的试件,也就不适宜应用到钢筋边距小于100mm 的混凝土结构中㊂3.1.2 混凝土的抗压强度由表3可以看出,混凝土抗压强度随水胶比的降低而增加,并呈线性关系㊂配合比A 1胶凝材料总量为360k g /m 3时,混凝土的抗压强度随钢纤维体积率的增加而降低;配合比A 2胶凝材料总量为420k g /m 3时,采用石G 2的钢纤维混凝土的抗压强度与基准混凝土强度基本相同,采用石G 1的钢纤维混凝土的抗压强度比基准混凝土强度略有降低,但规律性不明显;配合比A 3胶凝材料总量为480k g /m 3时,混凝土的抗压强度随钢纤维体积率的增加略有增加,但增加幅度不大[4]㊂由于钢纤维的比表面积较大,在胶凝材料较少时,浆体不能完全填充钢纤维和粗细骨料间的空隙,钢纤维越多,空隙越大,以致抗压强度随钢纤维体积率的增加而降低;在胶凝材料较多时,浆体富足,能够很好填充钢纤维和粗细骨料的空隙,加上钢纤维在混凝土中的乱向分布,总体上略有提高混凝土的抗压强度㊂建材世界 2023年 第44卷 第4期表3低掺量钢纤维混凝土的和易性及强度钢纤维种类石子种类钢纤维长度与石子最大粒径比值胶材总量/(k g㊃m-3)钢纤维体积率W f/%抗压强度/M P a劈裂抗拉强度/M P a抗折强度/M P aX2 60mm 端沟型G25~25mm碎石2.4360(A1)420(A2)480(A3)053.84.254.40.2548.24.314.60.5047.45.295.00.7547.05.785.7059.65.175.10.2556.05.655.40.5059.67.175.90.7560.37.527.5069.65.095.50.2570.15.385.80.5076.15.556.10.7575.97.186.3X1 30mm 端沟型G15~16mm碎石1.9360(A1)420(A2)480(A3)048.05.094.00.2545.15.384.20.5044.85.554.50.7543.07.185.2058.14.254.80.2554.54.315.20.5052.95.295.60.7556.55.785.9072.45.175.20.2573.55.655.60.5074.47.176.20.7579.37.526.83.1.3混凝土的劈裂抗拉强度普通混凝土在达到极限承载力时,承载力迅速降低,裂缝迅速发展,直到破坏;而钢纤维混凝土则显示出较好的韧性,在混凝土基体达到极限承载力时,基体表面出现细微裂缝,同时,钢纤维在基体内产生滑移或有被拔出的趋势,继续承受拉力㊂由表3可以看出,基准混凝土的劈裂抗拉强度随水胶比的降低而增加,同粗骨料同水胶比时,混凝土的劈裂抗拉强度随钢纤维体积率的增加而增加㊂同体积率同配比,使用石G2钢纤维X2的混凝土劈裂抗拉强度比使用石G1钢纤维X1的混凝土略高些㊂当钢纤维体积率为0.25%时,混凝土的劈裂抗拉强度提高不明显,用石G2和石G1配制的三档混凝土劈裂抗拉强度分别增加7%~14%和6%~11%;当钢纤维体积率为0.75%时,混凝土的劈裂抗拉强度提高较大,用石G2和石G1配制的三档混凝土劈裂抗拉强度分别增加36%~45%和32%~56%㊂3.1.4混凝土的抗折强度在进行混凝土抗折试验时,普通混凝土试件一裂即断;而对于钢纤维混凝土试件,由于钢纤维的阻裂增强效应,混凝土试件开裂后仍能承受一定的拉力而不断裂㊂由表3可以看出,基准混凝土的抗折强度随水胶比的降低而增加,同粗骨料同水胶比时,混凝土的抗折建材世界2023年第44卷第4期强度随钢纤维体积率的增大而增加,并呈较强的线性关系㊂当钢纤维体积率为0.25%时,用石G 2和石G 1配制的三档混凝土抗折强度分别增加5%~6%和5%~8%;当钢纤维体积率为0.75%时,用石G 2和石G 1配制的三档混凝土抗折强度分别增加14%~16%和23%~30%㊂3.2 钢纤维品种对混凝土性能的影响采用水胶比为0.36,胶凝材料为480k g /m 3,碎石为北京密云威克冶金的5~25mm 连续级配碎石进行试验㊂3.2.1 混凝土和易性通过试验可知,混凝土的流动性随钢纤维体积率的增加而降低,当钢纤维体积率为0.5%时,掺入钢纤维X 1㊁X 2㊁X 3㊁X 4㊁X 5时,混凝土流动性较好,混凝土能泵送;掺入钢纤维X 1㊁X 2㊁X 5,当钢纤维体积率为1.0%和1.5%时,混凝土基本不能流动,不易泵送;掺入钢纤维X 3㊁X 4,当钢纤维体积率为1.0%,混凝土流动性较好,能够泵送;钢纤维体积率1.5%时,混凝土中显现钢纤维较多,流动性较差,泵送较困难㊂成型100mmˑ100mmˑ100mm 试件时,除掺入钢纤维X 2的体积率为1.0%和1.5%的混凝土存在钢纤维堆积现象,混凝土的匀质性较差外,其它钢纤维混凝土的匀质性均较好㊂3.2.2 混凝土的抗压强度由图1可以看出,胶凝材料为480k g /m 3㊁水胶比为0.36时,5种钢纤维混凝土的抗压强度与基准混凝土的强度基本相当,抗压强度随钢纤维体积率的增加略有增长,增加幅度最大的是钢纤维X 5体积率为1.5%,抗压强度比基准混凝土增加了14%㊂3.2.3 混凝土的劈裂抗拉强度由图2可以看出,钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度随钢纤维的体积率的增加而增大,并呈线性关系㊂钢纤维体积率为1.5%时,混凝土劈裂抗拉强度提高幅度按钢纤维品种X 1㊁X 2㊁X 3㊁X 4㊁X 5分别为62%㊁76%㊁27%㊁34%㊁52%㊂掺入钢纤维X 1和X 2体积率为1.0%的混凝土劈裂抗拉强度达到并超过掺入钢纤维X 3体积率为1.5%的混凝土劈裂抗拉强度;掺入钢纤维X 2的混凝土比掺入钢纤维X 1的混凝土劈裂抗拉强度要高,这是由于钢纤维X 2的长径比比钢纤维X 1要大㊂当钢纤维体积率相同时,掺入钢纤维X 5的混凝土比掺入钢纤维X 4混凝土的劈裂抗拉强度要高,这是因为钢纤维X 5的表面比钢纤维X 4表面粗糙,用钢纤维X 5配制的混凝土界面强度更高㊂3.2.4混凝土的抗折强度由图3看出,钢纤维混凝土的抗折强度随钢纤维的体积率的增加而增大,并呈线性关系㊂钢纤维体积率为1.5%时,混凝土抗折强度提高幅度按钢纤维品种X 1㊁X 2㊁X 3㊁X 4㊁X 5分别为41%㊁73%㊁23%㊁13%㊁37%;在石G 2和G 1混凝土中,掺入钢纤维X 1和X 2体积率为1.0%的混凝土抗折强度超过掺入钢纤维X 3体积率1.5%时的混凝土抗折强度㊂钢纤维的技术参数对混凝土抗折强度的影响与对劈裂抗拉强度的影响基本相同㊂建材世界 2023年 第44卷 第4期建材世界2023年第44卷第4期4工程应用国家速滑馆位于北京市朝阳区林翠桥东南侧,西侧为林萃路,东侧临奥林西路,北侧临北五环路,总建筑面积约12.6万m2㊂其中地上建筑面积28925 m2,地下建筑面积97075m2㊂该馆是2022年北京冬奥会速度滑冰项目的比赛和训练场馆㊂冬奥会后,该馆将成为能够举办速度滑冰㊁冰球等国际赛事及大众进行冰上活动的多功能场馆㊂国家速滑馆工程的整个主场馆冰面下部混凝土采用抗冻混凝土,抗冻等级为F250,在场馆的每个制冰单元之间左右各2m区域采用钢纤维混凝土,厚度为400mm,混凝土强度等级为C F50㊂钢纤维混凝土全部采用汽车泵或车载泵进行浇筑施工,最长泵送距离约200m㊂课题组经过多次反复试验对比,最终确定选用钢纤维X1,掺量30k g/ m3㊂混凝土标准养护60d后,立方体抗压强度66.8M P a,轴心抗压强度54.8M P a,劈裂抗拉强度5.25 M P a,抗折强度6.3M P a,弹性模量34.8G P a,满足F250抗冻性能要求㊂钢纤维混凝土总共浇筑2047m3,整个泵送施工过程十分顺利㊂经第三方检测,混凝土的试件强度全部合格㊂5结论a.钢纤维长度越长,长径比越大,掺量越高,混凝土中钢纤维越不易分散,配制的混凝土匀质性越差㊂b.钢纤维体积率一定时,钢纤维混凝土抗压强度㊁劈裂抗拉强度和抗折强度随着水胶比的降低而增大;c.当胶凝材料总量为480k g/m3时,混凝土抗压强度随钢纤维体积率(0~1.5%)的增加略有提高,但幅度不大㊂d.当钢纤维体积率由0增加到1.5%时,混凝土的劈裂抗拉强度随之增大;不同品种的钢纤维对劈裂抗拉强度的影响程度不同㊂在实验中,同一钢纤维体积率,劈裂抗拉强度提高幅度依次按X3㊁X4㊁X5㊁X1㊁X2顺序递增,最大提高幅度达到76%㊂为了充分利用钢纤维混凝土技术特点,在工程应用过程中,需同时考虑钢纤维本身的技术参数和钢纤维的体积率,不能只考虑某一方面㊂e.抗折试验表明,对于钢纤维混凝土试件,由于钢纤维的阻裂增强效应,钢纤维混凝土试件开裂后仍能承受一定的拉力而不断裂㊂钢纤维对混凝土的抗折强度的影响与劈裂抗拉强度的影响规律基本一致㊂参考文献[1]赵国藩,彭少民,黄承逵.钢纤维混凝土结构[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.[2]高丹盈.钢纤维混凝土[M].北京:中国标准出版社,2015.[3]冯乃谦.实用混凝土大全[M].北京:科学出版社,2001.[4]朱志忠.钢纤维对高强混凝土力学性能的影响[J].广东建材,2004(6):24-26.。
混凝土中添加钢纤维的应用技术一、引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一，其具有高强度、耐久性、可塑性等优点，但在应对一些特殊的工程需求时，单纯的混凝土材料无法满足要求。
因此，为了提高混凝土的性能和应用范围，人们开始在混凝土中添加各种添加剂，钢纤维就是其中一种常用的添加剂。
在本文中，我们将探讨混凝土中添加钢纤维的应用技术，包括钢纤维的种类、添加量、添加方法、混凝土性能的变化以及应用案例等方面，以期为相关行业提供参考和指导。
二、钢纤维的种类钢纤维是一种具有高强度、高耐久性的添加剂，其种类主要包括以下三种：1.冷拔钢丝纤维：这种钢纤维的直径一般在0.5-1.0mm之间，长度在30-60mm之间，其强度大约为1000MPa左右，是混凝土中添加钢纤维的常用品种。
2.钢丝切割剩余物：这种钢纤维主要是由钢筋切割时产生的剩余物组成，其形状不规则，长度不一，但是其强度和耐久性都比较好。
3.钢纤维束：这种钢纤维是由多根钢丝捆绑在一起形成的，可以在混凝土中形成网状结构，增加混凝土的韧性和抗裂性能。
三、钢纤维的添加量钢纤维的添加量是影响混凝土性能的重要因素，其添加量应该根据所需的混凝土性能来确定。
一般来说，钢纤维的添加量应该在0.5%-2.0%之间。
如果添加量过少，钢纤维的效果就体现不出来，如果添加量过多，钢纤维会增加混凝土的黏稠度，导致混凝土难以施工。
因此，在添加钢纤维时，需要根据具体情况进行适当的调整。
四、钢纤维的添加方法钢纤维的添加方法主要有以下两种：1.干混法：将钢纤维和混凝土原材料一起混合，然后进行搅拌，这种方法适用于钢纤维长度较短、易于混合的情况。
2.湿混法：将钢纤维加入到水泥浆中，进行搅拌，然后将混合后的水泥浆和骨料混合，这种方法适用于钢纤维长度较长、不易与混凝土原材料混合的情况。
五、混凝土性能的变化添加钢纤维可以显著提高混凝土的性能，主要变化如下：1.抗拉强度的提高：钢纤维可以有效地抵抗混凝土的拉伸应力，提高混凝土的抗拉强度。
钢纤维对混凝土性能的增强机理分析
【摘要】钢纤维混凝土是一种新型的多相复合材料，它在工程领域特别是建筑领域里得到广泛的应用。
本文对钢纤维混凝土概况进行了介绍，并对混凝土中的钢纤维的增强机理和对混凝土产生的作用进行了简要分析，并对其力学性能及防冻、收缩功能进行了探讨。
【关键词】钢纤维；混凝土；性能；增强机理
在复合材料中，钢纤维增强混凝土是近年来迅速发展的一种新兴的建筑材料。
在建筑业发展历史上它是一个必然的科学研究成果。
钢纤维增强混凝土即在普通的混凝土中加入多向分布的短钢纤维而形成的一种复合材料。
由于钢纤维在混凝土内部多向分布的原因，能够有效地阻止混凝土内部微小裂缝的扩大延伸及大裂缝的形成。
所以向混凝土中加入钢纤维，除了能增强抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂等力学性能，混凝土的抗断裂韧性和抗冲击性能也都大大增强。
钢纤维增强混凝土造价成本低，制作相对简单，因此广泛用于公路路面、桥面、混凝土路轨及抗震抗爆结构工程中。
1 钢纤维的增强机理分析
钢纤维混凝土增强机理的研究在理论上有两种定义：一是复合力学理论，二是纤维间距理论。
从不同角度出发，两种理论分别解释了钢纤维的增强作用，其最终结果是相同的。
1.1 钢纤维的复合力学理论
在复合力学理论中，钢纤维混凝土被看成是一种纤维强化作用体系。
钢纤维混凝土的应力、弹性模量和强度是根据混合原理推算而出的。
根据纤维在钢纤维基体中的分布与取向引入纤维方向系数，正确选择纤维方向系数是取决纤维增强效果的主要因素之一。
1.2 钢纤维的纤维间距理论
在钢纤维间距理论中，是根据线弹性断裂力学原理来解释钢纤维对混凝土裂缝的产生或抑制的作用。
混凝土是一种脆性材料，要想增强其抗拉强度，而多方向加入钢纤维后，使钢纤维与混凝土裂缝两边之间的粘应力对裂缝混凝土的扩展有抑制作用。
2 混凝土受钢纤维力学性能的影响
2.1 钢纤维对混凝土抗压强度的影响。
根据力学试验数据的分析，混凝土的抗压强度的大小和混凝土的基本性能有关。
钢纤维的加入对混凝土的抗压强度没有太大的影响，相反因为纤维的加入，使混凝土的和易性变差，内部界面会增加许多微裂缝，使抗压强度反而降低。
但是钢纤维的加入改变了混凝土被破坏后的形式，混凝土被破坏后碎但不散，这就是抗压韧性的作用。
钢纤维混凝土抗压强度的尺寸效应比普通混凝土高。
受力学因素的影响，混凝土产生裂缝是内部尖端的应力集中引起。
而这些裂缝发展程度有所不同，其过程可分为几个阶段：弹性阶段、裂缝扩展稳定阶段、裂缝扩展失稳阶段、纤维被拔出阶段。
根据钢纤维混凝土材料裂缝的发展程度，其破坏性又可分为4个等级，第一个等级为混凝土的破坏。
混凝土对应于应力应变关系中弹性阶段的末端，这时混凝土（砂浆和骨料）结合面上开始有缓慢发展的裂纹。
但由于骨料对钢纤维有一种边壁效应，使钢纤维平行于骨料的边壁状态来分布，与混凝土界面的裂缝平行，这样就起不到阻止裂缝的增强作用。
第二个等级为砂浆的破坏。
混凝土为裂缝稳定扩展阶段的末端，此时裂缝发生了解体破坏，而导致裂缝扩展进入到硬化的水泥浆，这时钢纤维开始起到纤维的增强作用，进而使使裂缝发展的速度变慢。
混凝土变形的不断发展会达到混凝土的极限强度（抗压强度）。
第三个等级为硬化水泥浆体的破坏，此时的状态是裂缝迅速扩展、宏观裂缝不断增长，这时多方向加入的钢纤维能有效地阻止裂缝的发展。
2.2 钢纤维对混凝土抗剪强度的影响。
2.3 钢纤维特性对混凝土抗剪强度的影响。
由于钢纤维自身的特性，对钢纤维混凝土有着一定的抗剪强度。
钢纤维的自身特性主要包括钢纤维的类型、形状、长径比以及自身强度等等。
在钢纤维抗剪破坏的过程中，钢纤维会对混凝土的抗剪强度有明显的影响，因此截面刚度和等效直径对钢纤维高强混凝土抗剪强度的影响变得更加显著。
钢纤维的截面刚度和自身强度都比较高，另外铣削型纤维与基体的粘结非常牢固。
再加上该纤维的两端有弯钩，都使铣削型钢纤维能大大提高混凝土的抗剪强度。
对于剪切端钩形纤维和剪切长直形纤维，其纤维均为剪切型，纤维的表面粗糙程度也很相似，这两种纤维对于提高混凝土抗剪强度有着重要作用。
其中剪切端钩形纤维的抗剪强度要优于剪切长直形纤维。
冷拉钢丝切断型纤维的等效直径是这几种纤维中最小的一种，其断面是圆形而且表面非常光滑。
尽管冷拉钢丝切断型纤维强度非常高，而且两端设有坚固的弯钩，但这种纤维对混凝土的抗剪强度在4种纤维中是最小的。
由此可见，钢纤维具有横断面对高强混凝土有着非常大的抗剪强度。
钢纤维的其他自身特性也决定了钢纤维对混凝土的抗剪强度。
2.4 钢纤维掺量对混凝土抗剪强度的影响。
钢纤维的成分和掺入量的多少也决定了钢纤维混凝土的抗剪强度的大小。
钢纤维体积掺和率的越高，钢纤维混凝土的抗剪强度就高。
但是在混凝土基体的强度升高以后，提高钢纤维的掺入量就减弱了钢纤维混凝土的抗剪强度，但不很明显。
随着钢纤维掺量的不断增多，钢纤维混凝土受到的剪切破坏现象完全是由脆性破坏向半脆性破坏发展.由于钢纤维的作用，混凝土在产生裂缝之后，仍能继续保持一定的承载能力。
对钢纤维混凝土抗剪强度的影响主要取决于钢纤维的横断面性质。
还包括钢纤维的其他自身性质，如钢纤维的自身长度或两端的变形、纤维自身强度、纤维表面的粗糙程度的变化也会引起钢纤维混凝土的抗剪强度的变化。
随着钢纤维体积掺率的增加，钢纤维混凝土的抗剪强度逐步增高。
但在混凝土基体强度较高时，提高钢纤维掺量对钢纤维高强混凝土抗剪强度的改善作用反而减弱。
3 钢纤维对混凝土弯曲性能的影响
当钢纤维混凝土强度一致时，它的极限强度和抗弯强度大小与纤维体积的变化有关，一般来说，弯曲荷载和挠度曲线随着钢纤维的体积分数的的大小而发生变化，而达到峰值荷载的变形能力也在陆续增加，在荷载-挠度曲线的下降段由陡直渐趋平缓而能够继续承受较大的荷载时，即呈现出大的持荷变形的能力，那么，钢纤维混凝土产生的破坏形态由脆性破坏转为韧性破坏。
4 结论
钢纤维混凝土是一种新型的多相复合材料，在工程领域特别是建筑领域里得到广泛的应用。
在复合材料中，钢纤维增强混凝土是近年来迅速发展的一种新兴的建筑材料，在建筑业发展历史上它是一个必然的科学研究成果。
