钢纤维混凝土发展及现状
- 格式:doc
- 大小:17.50 KB
- 文档页数:2
钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用摘要:随着社会经济的不断发展,道路桥梁的建设数量和规模不断增加。
钢纤维混凝土作为一种新型建筑材料,在道路桥梁施工中得到了广泛应用。
本文旨在探讨钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用。
通过对钢纤维混凝土技术的优点、施工工艺以及工程实例进行分析,得出结论:钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中具有广阔的应用前景。
关键词:钢纤维混凝土;道路桥梁施工;施工工艺引言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。
钢纤维混凝土在道路桥梁工程中的应用,可以提高道路桥梁的耐久性、承载能力和使用寿命,降低维护成本,具有重要的意义。
1、钢纤维混凝土技术的优点钢纤维混凝土技术凭借其众多卓越优点,成为建筑领域备受青睐的创新解决方案。
首先,钢纤维混凝土凭借高强度脱颖而出,得益于钢纤维的添加,混凝土抗拉强度和抗压强度得以显著提升,使得建筑结构更具稳定性和承载能力。
其次,其优异耐久性堪称佳绩。
钢纤维的引入减少混凝土内部裂缝的生成与扩展,使得混凝土结构具备出色的抗久期荷载、抗化学侵蚀和抗冻融性能,提升了建筑的使用寿命和耐久性表现。
此外,该技术突出表现出优异的抗冲击特性,有效应对外界冲击因素对建筑结构安全的威胁,为建筑物提供可靠的防护层。
最后,钢纤维混凝土施工便捷,与传统混凝土施工过程相似,无需特殊设备和复杂工艺,降低了施工成本和风险。
2、钢纤维混凝土技术的施工工艺2.1搅拌在钢纤维混凝土的搅拌过程中,首先按照设计配合比准确称取所需的钢纤维、水泥、砂、骨料等原材料。
钢纤维的掺量一般为混凝土体积的0.5%到2.0%。
然后将这些原材料放入混凝土搅拌机中,并倒入适量的水进行搅拌。
搅拌时间一般不应少于2分钟,以确保各组成部分充分混合均匀。
钢纤维混凝土性能分析报告切断型钢纤维混凝土目前已在物流、冷库、工业厂房、停车场等多领域的建筑地坪得到广泛应用,其优点是对建筑地坪开裂现象有着显著的改善并且相比于传统工艺具有更高的施工效率,但对钢纤维混凝土掺量的计算设计,尚未建立起浅显的设计方法。
国外有关机构曾发表过关于钢纤维混凝土配合比相关的资料,甚至提出一些参考用表和经验配合比的分享。
国内有关领域团队也曾提出要以抗折强度为指标进行钢纤维混凝土配合比设计,并通过试验,建立抗折强度与各主要影响因素之间量的关系,有利于配合比的设计。
但多数仍按普通硅酸盐水泥混凝土的配合比设计方法,以混凝土的抗压强度确定拌合料的配合比,只是适当调整砂率、用水量和水泥用量。
按此确定配合比时,为了获得较高的抗折强度,势必使抗压强度也相应提高,这是不必要的。
钢纤维混凝土配合比的设计,应根据对钢纤维混凝土的使用要求和钢纤维混凝土配合比的特点进行合理的设计。
钢纤维混凝土配合比设计的要求和特点一、钢纤维混凝土配合比设计的要求钢纤维混凝土配合比设计的目的是将其组成的材料,即钢纤维、水泥、水、粗细骨料及外掺剂等合理的配合,使所配制的钢纤维混凝土应满足下列要求:1. 满足工程所需要的强度和耐久性。
对建筑工程一般应满足抗压强度和抗拉强度的要求对路面工程一般应满足抗压强度和抗折强度的要求。
2.配制成的钢纤维混凝土拌合料的和易性应满足施工要求。
3.经济合理。
在满足工程要求的条件下,充分发挥钢纤维的增强作用,合理确定钢纤维和水泥用量,降低钢纤维混凝土的成本(注:本次研究分析对象为波尔派丝切断型钢纤维)。
二、钢纤维混凝土配合比设计的特点钢纤维混凝土的配合比设计与普通硅酸盐水泥混凝土相比,其主要特点是:1.在普通硅酸盐水泥混凝土的配合拌合料中掺入钢纤维,可以明显的提高混凝土的抗弯、抗拉、抗疲劳的能力和韧性,因此通过配合比设计进行强度控制,当有抗压强度要求时,除按抗压强度控制外,还应根据工程性质和要求,分别按抗折强度或抗拉强度控制,确定拌合料的配合比,以充分发挥钢纤维混凝土的增强作用,而普通硅酸盐水泥混凝土一般以抗压强度控制(道路混凝土以抗折强度控制)来确定拌合料的配合比。
钢纤维混凝土应用例谈1、前言传统的城市地道面层主要为水泥混凝土,随着交通事业的发展,水泥混凝土面层已经逐渐不能适应交通发展的需要,使用很快就会出现破损、开裂等损坏,这样就养护工作量逐年增大,面层的更换周期缩短,还常因地道面层维修而导致交通堵塞。
钢纤维混凝土(SFRC)是近20年来迅速发展起来的一种新型复合材料,其具有优良的抗裂性、抗弯曲性、耐冲击性、耐疲劳性等特点,在水泥混凝土路面中通过纤维的网状分布,改善混凝土的性能,大大提高混凝土的抗折强度,同时提高混凝土的耐磨、抗渗、抗冲击能力,减少断板、龟裂等病害现象。
因而特别适用于桥梁、道路工程。
为此本文介绍了钢纤維混凝土在天津市军粮城地道中的应用工艺,以供同类工程参考。
2、钢纤维混凝土应用实例2.1项目概况军粮城示范镇十一号路地道下穿津秦客专、津山铁路以及京津城际延长线,是连接津塘公路津北公路及津滨高速的主要道路之一,同时是军粮城示范镇一期、二期共约350万平方米(建筑面积)建筑施工主要通道。
总长度为540米,车行道路面宽度为32.5米,中央为7.05米宽中分带。
该地道道路面层设计为18cm 厚C35钢纤维混凝土。
2.2钢纤维混凝土面层设计与普通混凝土相比,钢纤维混凝土不仅能改善抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂性能,而且能大大增强混凝土的断裂韧性和抗冲击性能,显著提高结构的疲劳性能及其耐久性。
尤其是韧性可增加l0-20倍,美国对钢纤维混凝土与普通混凝土力学性能比较的试验结果见下表:我国对钢纤维混凝土与普通混凝土力学性能做了比较试验,当钢纤维掺入量为15-20%、水灰比为0.45时,其抗拉强度增长50-70%,抗弯强度增长120-180%,抗冲击强度增长10-20倍,抗冲击疲劳强度增长15-20倍,抗弯韧性增长约14-20倍,耐磨损性能也明显改善。
由此可以看出:与素混凝土相比,钢纤维混凝土具有更优越的物理和力学性能,因此军粮城地道中设计采用18cm厚C35钢纤维混凝土作为面层。
道路桥梁施工中的钢纤维混凝土技术摘要:随着城市化进程的加速,交通设施建设成为现代化城市建设的重要环节。
道路桥梁作为城市交通系统的重要组成部分,其质量和耐久性对于城市交通的正常运行至关重要。
钢纤维混凝土技术是近年来逐渐受到关注的新型路面铺设技术,其具有较高的强度和抗裂性能,可以提高道路桥梁的耐久性和承载能力。
基于此,本文主要分析钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用优势和具体操作策略,以供参考。
关键词:道路桥梁施工;钢纤维混凝土技术;施工技术引言:传统的道路桥梁施工材料主要为水泥混凝土,但其强度和抗裂性能较低,容易出现龟裂、脱落等问题。
随着科技进步和人们对城市交通质量要求的提高,钢纤维混凝土技术逐渐成为一种新型的路面铺设技术。
钢纤维混凝土技术不仅具有较高的强度和抗裂性能,而且施工简单,可以大幅提高道路桥梁的耐久性和承载能力。
因此,研究钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用策略具有重要的实际意义和工程价值。
1.钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用优势钢纤维混凝土通过在混凝土中引入钢纤维,可以有效地提高混凝土的抗裂性能。
钢纤维可以在混凝土中形成一个网状结构,抵抗裂缝的扩展和发展。
相比传统的普通混凝土,钢纤维混凝土能够承受更大的荷载和变形,减少裂缝的产生,提高道路桥梁的使用寿命。
同时,钢纤维混凝土具有出色的耐久性能。
钢纤维可以有效地减少混凝土的收缩和蠕变,改善其抗冻融循环性能和耐化学侵蚀性能。
在道路桥梁施工中,经常面临着恶劣的自然环境和化学物质的侵蚀,钢纤维混凝土能够提供更好的保护,减少维修和维护成本,延长桥梁的使用寿命。
并且,通过增加混凝土的韧性和延性,钢纤维可以有效提高结构的抗震性能。
钢纤维的添加可以有效地吸收和分散地震荷载,减少结构的破坏和倒塌风险,提高道路桥梁的安全性能。
此外,相比传统的钢筋混凝土结构,钢纤维混凝土结构在施工过程中具有更高的效率。
钢纤维混凝土不需要进行钢筋的制作、安装和绑扎等繁琐工序,大大节省了施工时间和人力成本。
四川建筑 第卷5期 1钢纤维粉煤灰混凝土空心砌块的研究现状及展望崔 磊,马芹永(安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001) 【摘 要】 介绍了国内外砌块砌体的研究与发展状况以及砌块砌体结构的优点,侧重介绍钢纤维粉煤灰混凝土空心砌块砌体研究现状、可施工性和特性,分析了该材料的研究与发展方向。
【关键词】 钢纤维; 粉煤灰; 钢纤维粉煤灰混凝土; 砌块 【中图分类号】 T U5281572 【文献标识码】 B 混凝土空心砌块具有节能、节土、利废、环保,且材料丰富等优点。
已成为当今墙体改革的主要新型墙体材料之一,加强混凝土空心砌块砌体力学性能的研究分析已势在必行。
1 国内外砌块砌体的研究状况 砌体是一种有悠久历史的建筑材料,具有较强的生命力。
混凝土小型空心砌块起源于美国,自1866年哈契逊获得美国第一份生产小砌块的专利以来,建筑砌块的发展已有一百多年的历史;并将逐渐成为一种世界流行的建筑材料。
我国对混凝土小型空心砌块建筑的研究始于20世纪20年代初期,砌块的生产和应用还处在初级阶段,随后经过80年代中期及90年代中期两个发展高潮后,以各类混凝土为主要原料的砌块制品便进入了快速发展的调整期;新型建筑砌块墙体的强度、保温、隔热、耐久性等将成为热门的研究课题。
2 砌块砌体结构的优点 与普通黏土砖相比,砌块砌体结构的优点是:(1)生产不用土、能耗低;(2)自重轻,有利于地基及基础处理和抗震;(3)强度高,可应用于多层和中高层建筑;(4)施工速度快,节省砂浆,减少抹面工序;(5)增加使用面积,降低工程造价;(6)节约能源,保护环境,节约国家土地资源。
3 钢纤维粉煤灰混凝土空心砌块的研究状况311 研究现状钢纤维粉煤灰混凝土砌块是用钢纤维、粉煤灰、水泥、砂子、石子、水等按照一定的配合比混合搅拌浇制一次成型的一种建筑墙体材料。
谭萍通过对钢纤维粉煤灰混凝土砌块砌体的受压和变形性能试验研究,结果表明:(1)掺钢纤维的粉煤灰混凝土砌体的抗压强度为818MPa ,比不掺钢纤维的混凝土砌体强度318MPa 有较大幅度的提高;试件的破坏主要在边角,其破坏形式因钢纤维的掺入量不同而有所不同;(2)砌块砌体轴心受压时,从受压开始至破坏,裂缝的出现和发展特点,同普通砖砌体大致一样,经历了弹性受力、裂缝出现和开展、瞬间破坏三个阶段;(3)随着荷载的增加,受压砌块砌体的荷载-应变曲线逐渐呈现出不规则和非线性。
钢筋混凝土结构发展现状及展望钢筋混凝土结构是一种广泛应用于建筑领域的结构形式,具有优良的力学性能和耐久性。
本文将对钢筋混凝土结构的发展现状进行概述,并展望未来的发展趋势。
一、钢筋混凝土结构的发展现状自20世纪初以来,钢筋混凝土结构在建筑领域得到了广泛应用,并不断取得了突破性的发展。
目前,钢筋混凝土结构在高层建筑、桥梁、水利工程等领域都有着重要的地位和应用。
以下是钢筋混凝土结构发展的几个主要方面:1. 技术水平不断提高:随着科学技术的进步和建筑工程的发展,钢筋混凝土结构的设计、施工和检测技术不断更新和完善。
现代计算机技术的应用,使得结构设计更加精确和高效;新型材料的研发和应用,使得结构性能得到了进一步提升。
2. 结构形式多样化:钢筋混凝土结构的形式越来越多样化。
除了传统的梁、柱、板、墙等构件形式外,还出现了各种新型的结构形式,如空心楼板、空心墙板、钢筋混凝土悬索桥等。
这些新型结构形式的出现,不仅满足了建筑设计的多样性需求,还提高了结构的抗震性能和使用效果。
3. 结构优化与节能减排:随着环境保护意识的增强,钢筋混凝土结构在节能减排方面也取得了一定的进展。
通过结构优化设计和新型材料的应用,可以减少材料的使用量,提高结构的力学性能,降低建筑的能耗和碳排放。
4. 结构监测与维护:钢筋混凝土结构的监测与维护是保证其安全可靠运行的重要环节。
现代监测技术的应用,可以实时监测结构的变形和损伤情况,及时采取维修和加固措施,延长结构的使用寿命。
二、钢筋混凝土结构的展望未来,钢筋混凝土结构仍然是建筑领域的重要结构形式,将会在以下几个方面继续发展:1. 结构性能的进一步提升:随着新材料和新技术的不断涌现,钢筋混凝土结构的力学性能将会进一步提升。
新型高性能混凝土、纳米材料、增强材料等的应用,将使得结构的强度、刚度、耐久性等方面得到进一步改善。
2. 结构的轻量化和高效化:在建筑领域,追求轻量化和高效化已经成为一个重要的趋势。
道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用分析摘要:钢纤维混凝土,作为一种由多种成分组成的先进复合材料,已经在道路和桥梁建设领域中得到了广泛应用。
鉴于此,本文首先阐述了钢纤维混凝土施工技术的概述,其次从多方面着手讨论了钢纤维混凝土施工技术的具体应用,旨在全面促进施工技术的进步和工程质量的提升。
关键词:路桥施工;钢纤维混凝土;施工技术前言:在路桥工程施工技术不断发展背景下,传统混凝土施工技术逐渐被钢纤维混凝土施工技术取代。
相比普通混凝土,钢纤维混凝土不仅在抗拉性、承载性等方面有明显优势,同时整套工艺更加环保,有助减少原材料浪费。
可见,钢纤维混凝土施工技术的应用除了可以提升路桥工程的综合效益,还能够降低施工污染问题。
1钢纤维混凝土施工技术的概述钢纤维混凝土,顾名思义,是将钢纤维与混凝土相结合的一种创新性复合材料,这种材料的独特之处在于,它通过将钢纤维均匀地混合进混凝土中,从而显著提升了材料的抗压性能、抗形变能力以及快速恢复功能,在道路和桥梁的建设中,钢纤维混凝土的主要作用是增强结构承受力,以防止在使用过程中由于受力过大而导致结构变形或崩裂,进而造成安全隐患。
钢纤维混凝土的施工技术,相较于传统的混凝土施工技术,有着明显的优势,在道路和桥梁承受力的过程中,钢纤维混凝土展现出了远超普通混凝土的抗压和抗形变能力,在受力增加至水泥基料无法承受时,普通混凝土可能会因此产生严重破裂或变形,而钢纤维混凝土则能有效避免这种情况的发生,这是因为钢纤维混凝土的物理和化学特性使其在本质上具备了优秀的抗压、抗形变和快速恢复能力,从而提高道路和桥梁建设质量,降低不必要的风险。
2道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的具体应用2.1钢纤维混凝土技术在道路工程中的应用2.1.1混凝土路面的碾压路面碾压工作是建设过程中不可或缺的一部分,通过运用钢纤维混凝土施工技术,可以达到优化整体路面性能的目的。
通过向碾压混凝土中添加适量的钢纤维,无论是强度还是韧性等性能,可以最大限度得到提升。
摘要:纤维混凝土是一种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
相复合建筑材料。其物理和力学性能优于普通混凝土,在建筑工程界具有很大的实用价值,
鉴于其结构形式不同将其大致分为四类,而本文重要简述四种中的一种——钢纤维混凝土的
研究现状和发展动态。
关键词:钢纤维 钢纤维混凝土
1 前言
随着1824年波特兰水泥的诞生,在1830年前后出现了混凝土,作为当时的一种新型建筑
材料,就广泛地应用于土木和水利工程。尤其是在19世纪中叶以后,伴随着钢铁的发展,人
们把钢筋和混凝土结合起来,诞生了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,大大提高了结构
的抗裂性能、刚度、承载能力和耐久性,从而使建筑业经历了一场革命。尽管混凝土的固有
优点是高抗压强度,然而它也有固有弱点——如构件的自重大、易于塑性干缩开裂、抗疲劳
能力低、韧性差、抗拉强度低(一般仅为抗压强度的7%-14%)、易产生裂纹、抗冲击碎裂性
差等,限制了在工程中的使用范围。这些弱点随着混凝土强度的提高显得尤为突出。因此,
长期以来许多专家和学者不断探索改善混凝土性能(主要是提高抗拉性能,增强耐久性)的各
种方法和途径,于是,提出了一种以传统素混凝土为基体的新型复合材料——纤维混凝土。
2 纤维混凝土的发展和现状
纤维混凝土(Fiber Reinforced Concrete,简称FRC),是纤维增强混凝土的简称,通常是
以水泥净浆、砂浆或者混凝土为基体,以金属纤维、无机纤维或有机纤维增强材料组成的一
种新型建筑材料,钢纤维混凝土就是其中一种。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。由此可见,与普通混凝土相比,纤维混凝土具有较高的抗拉、抗
弯拉、抗冲击、抗阻裂、抗爆和韧性、延性等性能,同时抗渗、防水、抗冻、护筋性等方面
也很强。到目前,随着钢纤维混凝土的推广应用,因纤维在混凝土中的分布情况不同,主要
有四类:钢纤维混凝土、混杂纤维混凝土、层布式钢纤维混凝土和层布式混杂纤维混凝土。
3、钢纤维混凝土的基本性能
国内外对钢纤维的作用机理和钢纤维混凝土的基本性能做了大量的研究,现归纳如下:
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,不像普通钢筋混凝土中
钢筋锈蚀后,锈蚀层体积膨胀而将混凝土胀裂。
4、钢纤维混凝土的应用
(一)水利工程。钢纤维混凝土在水利工程中的应用比较广泛,主要将其用于受高速水流作
用以及受力比较复杂的部位,如溢洪道、泄水孔、大坝防渗面板及护坡等。这些部位对混凝
土材料自身的抗拉强度、抗剪强度以及抗裂性能的要求都比较高,也正发挥了钢纤维混凝土
的自身优势。
(二)建筑工程。钢纤维混凝土在建筑工程中的影响越来越广泛,一般应用于房屋建筑工程、
预制桩工程、框架节点、屋面防水工程、地下防水工程等工程领域中。例如,抗震框架节点
中使用钢纤维混凝土,能代替箍筋满足节点对强度、延性、耗能等方面的要求,而且还能提
供类似于箍筋约束混凝土的作用,并解决节点区钢筋挤压使混凝土难于浇注的施工问题。
(三)道路和桥梁工程。钢纤维混凝在道路和桥梁工程方面,主要广泛应用于路面、桥梁、
机场跑道等工程中,包括新建及修补工程。钢纤维混凝土较普通混凝土有较好的韧性,抗冲
击、抗疲劳性。它可使面层厚度减少,伸缩缝间距加长,使用性能提高,维修费用减低,寿
命延长。
(四)铁路工程。在铁路工程方面,钢纤维混凝土主要用于预应力钢纤维混凝土铁路轨枕、
双块式铁路轨枕及抢修铁路桥面防水保护层中。铁路工程承受较大的荷载、较高的速度和数
万次的振动,所以要求混凝土必须具有较高的强度、较高的抗冲击性及较大的塑性。这正好
利用了钢纤维混凝土的抗冲击性及较好的塑性。
(五)港口及海洋工程。钢纤维混凝土在海洋工程中的使用主要是钢纤维混凝土的腐蚀
问题,所以有待进一步研究,但在日本使用经验是令人鼓舞的。如日本钢铁俱乐部采用钢纤
维混凝土作钢管桩防腐层,在海水中浸泡10年,钢纤维混凝土防腐完好,钢管表面无锈蚀,
仍有金属光泽。
除了上述领域外,还有很多钢纤维混凝土的应用的实例,如承受重级工作制造工业厂房
和仓库地面、薄壁蓄水结构、预制板、离心管、污水井、游泳池、耐火混凝土和耐火材料、
抗爆结构、各类建筑物和构筑物的修补、补强加固、抗震加固等。
5、结束语
①
钢纤维混凝土具有普通混凝土不具有的优点,且具有良好的经济效益,其在民用建
筑楼地面、公路路面、预制构件水利工程、港口码头、机场跑道和停机坪、桥梁隧道以及各
种构筑物等方面的应用前景将是十分广阔的前景。
②
目前钢纤维混凝土在应用中主要的问题是钢纤维生产成本较高,造成钢纤维混凝土
初始造价较高。为了使钢纤维混凝土得到广泛应用,一方面,应努力降低钢纤维生产成本从而
降低钢纤维混凝土的造价;另一方面,在应用时,不应只计一次性投资,而应考虑钢纤维混凝
土的优越使用性能、较低的维修费和使用寿命延长等综合经济效益。