纤维网混凝土的施工和裂缝处理 2006-11-23 摘要:根据上海轨道交通六号线工程土建3标段的具体工程情况,介绍纤维网混凝土的施工和裂缝处理情况。 关键词:纤维网;桥面防水;裂缝处理 1 工程概况 上海轨道交通六号线工程土建3标段位于规划的浦兴路中13m绿化带内,起讫里程桩号为SK7+077.360？SK9+470.25,全长2.393km,包括两站两区间。该标段区间共有桥梁承台、墩柱73个,基础有PHC打入桩和钻孔灌注桩,上部结构包括简支箱梁和连续箱梁,桥面附属工程均采用C40聚丙烯纤维网混凝土做为桥面防水的保护层。 2 纤维网 20世纪80年代以来美国合成工业集团生产了一种应用于混凝土建筑物的网状聚丙烯纤维,并在美国和欧洲一些国家的著名科研院校进行了大量的试验与研究,证明对增强混凝土的早期抗拉强度,防止早期由沉陷、水化热、干缩而产生的内蕴裂纹,减少表观裂缝和开裂宽度,增强混凝土的防渗性能、增强结构的整体性有显著的作用。纤维网是一种网状结构的聚丙烯纤维束,它从各个角度解决了聚丙烯纤维用于混凝土遇到的问题。 (1)集束网状结构在混凝土拌和时先呈束状大面积分布,搅拌中期每束中的5？8个小束纤维被分离出来,受骨料冲击后展开成网形,并随着搅拌冲击被撕开成不规则单丝,达到均匀分布的目的。这种被称之为“二次分布法”的均匀分布方式与某种同样可均匀分布的钉书针式排状钢纤维是一个原理,完全解决了分布均匀的问题。 (2)与混凝土的握裹性问题,钢纤维以做成波浪状或两端弓形来解决握裹性问题,在合成类纤维中,有多种单丝纤维截面成圆形,纤维丝面光滑,无法达到良好的握裹性。纤维网在拌和时撕裂成丝,界面被撕成毛糙面,加上在纤化工程中使纤维截面成矩形,与混凝土有很强的握裹性。
聚合物改性混凝土研究进展 摘要：介绍了聚合物改性混凝土的种类、改性机理和研究现状，并对其应用前景作了展望。和普通混凝土相比，聚合物改性混凝土有良好的性能：高的抗折、抗拉强度、好的柔韧性，高的密实度和抗渗性等，当前聚合物改性混凝土主要有 3 种, 即: 聚合物浸渍混凝土, 聚合物混凝土, 聚合物改性混凝土。聚合物改性混凝土学科的发展前景广阔。 关键词：聚合物改性混凝土；种类；改性机理；研究现状；前景 0 引言 聚合物改性混凝土是指一类聚合物与混凝土复合的材料，是用有机高分子材料来代替或改善水泥胶凝材料所得到的高强、高质混凝土。聚合物改性混凝土的发展已有多年历史，并得到了越来越广泛的应用。目前，聚合物改性混凝土的性能已经得到广泛认可。普通混凝土虽然抗压强度高，但也存在着较多缺点，比如抗拉和抗折强度较低，干燥收缩大，脆性大。在水泥混凝土中加入少量有机高分子聚合物，可以使混凝土获得高密实度，改变混凝土的脆性，拓宽了混凝土的使用领域，能带来较大的社会效益及经济效益[1]。 1 聚合物改性混凝土的分类 聚合物改性混凝土按照制备方式，可分为聚合物浸渍水泥混凝土（PIC），聚合物胶结混凝土（PC）和聚合物水泥混凝土（PCC）三种。 1.1 聚合物浸渍混凝土 聚合物浸渍混凝土（PIC）是将已经水化的混凝土用聚合物单体浸渍, 随后单体在混凝土内部进行聚合生成的复合材料。聚合物浸渍混凝土有良好的力学性能、耐久性及侵蚀能力。用于浸渍混凝土的聚合物单体主要有丙烯酸或甲基丙烯酸酯、苯乙烯、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯腈等。这种混凝土适用于要求高强度、高耐久性的特殊构件，特别适用于输运液体的有筋管、无筋管、坑道等。聚合物浸渍混凝土因其实际操作和催化复杂，目前多用于重要工程。国外已用于耐高压的容器，如原子反应堆、液化天然气贮罐等。 1.2 聚合物胶结混凝土 聚合物胶结混凝土（PC）是以聚合物为唯一胶结材料的混凝土，又称之为树脂混凝土。大部分情况下是把聚合物单体与骨料拌和，把骨料结合在一起，形成整体。聚合物混凝土所用的聚合物主要有环氧树脂、甲基丙烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、呋喃树脂、沥青等，混凝土的胶结完全靠聚合物，聚合物的用量约占混凝土重量的8%左右，这种混凝土具有高强、耐腐蚀等优点，但目前成本较高，工艺复杂, 经济适用性和工程实用性均很差[2]，只能用于特殊工程（如耐腐蚀工程）。 1.3 聚合物水泥混凝土 聚合物水泥混凝土（PCC）是将水泥和骨料混合后，与分散在水中或者可以在水中分散的有机聚合物材料结合所生成的复合材料。制备的方式主要有两种：一是先将聚合物用水分散后，以乳液或聚合物水溶液的形式加入，聚合物胶乳在混凝土水化过程中影响混凝土水化过程及混凝土的结构，从而对水泥砂浆或混凝土的性能起到改善作用。另一种是先将聚合物与水泥或其他分散介质进行预分散，以干拌砂浆的形式使用。混合料与水拌和时，聚合物遇水变为乳液，在混凝土凝结硬化过程中，乳液脱水，形成聚合物固体结构[3]。此外，聚合物还可以纤维或者纤维增强塑料的形式，或者起外加剂的作用在混凝土中获得了应用。聚合物水泥混凝土由于操作简单，改性效果明显，成本较低（相当其他两种聚合物混凝土成本的1/10），因而在实际应用中得到了广泛的应用。 2 聚合物对水泥混凝土的改性机理 国内外用于水泥混凝土改性的聚合物品种繁多，但基本上是三种类型：即乳液（乳胶、分散体）、液体树脂和水溶性聚合物。其中乳胶是使用最广的，主要分为三类： 1)橡胶乳液类。主要有天然乳胶(NR)、丁苯乳胶(SBR)和氯丁乳胶(CR) 甲基丙烯酸甲脂
《特种混凝土》 结 课 论 文 学院：土木工程学院 班级：无机非金属材料工程1102班 学号：110330218 姓名：宇文泽恩 指导老师：单俊鸿
浅谈纤维混凝土 宇文泽恩 摘要:本文主要介绍了纤维混凝土的发展历程、增强机理和技术性能。重点列举了各种纤维混凝土的工程实例，最后叙述了纤维混凝土存在的主要问题和目前纤维混凝土技术的研究发展方向。 Abstract：This paper is a general introduction of the development，strengthen mechanisms，technical performance. This paper present engineering examples of every fiber reinforced concrete，As a result，this paper focuses on the main problems of fiber reinforced concrete and the current research and development of fiber concrete technology. 关键词:纤维混凝土；钢纤维混凝土；聚丙烯纤维混凝土；玻纤维混凝土；碳纤维混凝土 Keywords：fiber reinforced concrete；steel fiber reinforced concrete；polypropylene fiber reinforced concrete；glass fiberreinforced concrete；carbon fiber reinforced concrete； 引言:自1824 年英国工匠约瑟夫·阿斯普丁发明波特兰水泥后，水泥混凝土得到迅速发展，经过近190 多年的研究和应用，混凝土已成为当今主要的一种优良建筑材料但是，水泥混凝土仍然存在着一个突出的缺陷，即：它的抗压强度虽然比较高，但其抗拉强度、抗弯强度、抗裂强度、抗冲击韧性、抗爆等性能却比较差.纤维混凝土就是人们考虑如何改善混凝土的脆性，提高其抗拉、抗弯、抗冲击和抗爆等力学性能的基础上发展起来的，它具有普通混凝土所没有的许多优良性能。纤维混凝土，又称纤维增强混凝土，是以水泥净浆、砂浆或混凝土作为基材，以适量的非连续的短纤维或连续的长纤维作为增强材料，均布地掺和在混凝土中，成为一种可浇注或可喷射的材料，从而形成的一种新型增强建筑材料。 1 纤维混凝土概述 1.1 纤维混凝土的发展历程 纤维混凝土的发展始于20 世纪初，其中以钢纤维混凝土研究的时间最早、应
超高强混凝土的研究进展3 李 悦 (北京工业大学建工学院,北京100022) 摘 要: 随着建筑技术的发展,强度等级超过100M Pa 的超高强混凝土已经研制成功并在工程中应用。介绍了活 性粉末混凝土、无纤维增强混凝土及纤维增强混凝土等三类超高强混凝土的性能特点及其研究现状,并且讨论了今后超高强混凝土的发展方向。 关键词: 超高强混凝土; 研究进展; 纤维 The Research Progresses of Super H igh Strength Concrete L I Y ue (T he co llege of arch itectu re and civil engineering ,Beijing U n iversity of T echno logy ,Beijing 100022,Ch ina ) Abstract : W ith the developm en t of bu ilding techno logy ,the super h igh strength concrete w ith the strength degree over 100M Pa already w as developed successfu lly and app lied in field .T h is paper in troduces the p roperties and research p rogresses of th ree k inds of super h igh strength concrete ,w h ich are reactive pow der concrete ,fiber reinfo rce concrete and non -fiber reinfo rced concrete .Fu rthermo re ,the develop ing trend of super h igh strength concrete w as also discu ssed . Key words : super h igh strength concrete ; research p rogresses ; fiber 混凝土材料是一种应用广泛的工程材料,其强度等级是反映混凝土研究水平的一个重要标志。一般认为强度等级达到或超过C 60的为高强混凝土,但对超高强混凝土并没有明确的定义,文中认为强度等级超过C 100的为超高强混凝土。在我国,C 100以上的超高强混凝土已经在重要工程中开始使用,国外已经在实验室中配制出了抗压强度超过800M Pa 的超高强混凝土,并正在研制1000M Pa 的极高强混凝土。但是,随着混凝土强度等级的不断提高,随之而来也暴露出一些问题,其中最突出的问题是高强混凝土的脆性大,并且混凝土强度越高,材料的脆性就越大,超高强混凝土甚至会出现爆裂破坏现象。为了克服此缺点,一个有效的途径是掺加纤维的方式来改善其延性。综述了超高强混凝土国内外研究现状,为该类材料的研究和应用提供指导。 1 活性粉末混凝土 活性粉末混凝土(R eactive Pow der Concrete ,缩写为R PC )是一种超高强、低脆性,且具有高耐久性的新型水泥基复合材料。R PC 实现高强化的基本原理是:通过提高材料组分的细度与活性,减少材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝),获得超高强度与高耐久性。根据这个原理,R PC 所采用的原材料平均颗粒尺寸在0.1～1.0mm 之间,目的是尽量减小混凝土中的孔间距,从而提高拌合物的密实度。最早的R PC 由法国最大的营造公司Bouygues 公司在1993 年率先研制成功。它由级配良好的细砂、水泥、石英粉、硅灰及高效减水剂等组成,同时,为了进一步提高材料的延性,掺入了直径约0.15～0.20mm 、长度为3～12mm 的微钢纤维。它有2个强度等级:一是经高温高压处理后强度达800M Pa 的R PC 800;二是
l—2 钢纤维混凝土的配合比设计 钢纤维混凝土虽已在各种工程领域得到较广泛的应用，但对钢纤维混凝土拌合料的配合比设计，尚未建立起合理而成热的设计方法。国外有关学者，曾介绍过关于钢纤维混凝土配合比方面的资料，提出一些参考用表和经验配合比。国内有关单位”，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。 1-2-11-2-1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(道)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。 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水泥混凝土相比，其主要特点是： 1.在水泥混凝土的配合拌合料中掺入钢纤维，主要是为了提高混凝土的抗弯、抗拉、抗疲劳的能力和韧性，因此配合比设计的强度控制，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。 2．配合比设计时，应考虑掺人拌合料中的钢纤维能分散均匀，并使钢纤维的表面包满砂浆，以保证钢纤维混凝土的质量。 3．在拌合料中加入钢纤维后，其和易性有所降低。为了获得适宜的和易性，有必要适当增加单位用水量和单位水泥用量。 1-2-2钢纤维混凝土配合比设计原理与方法。 钢纤维混凝土配合比设计的基本方法是建立在钢纤维混疑土拌合料的特性及其硬化后的强度基础上的。其主要目的是根据使用要求，合理确定拌合料的水灰比，钢纤维体积率、单位用水量和砂率等四个基本参数，由此，即可计算出各组成材料的用量。 在确定基本参数时，既要满足抗压强度要求，又要符合抗折强度或抗拉强度要求，以及和易性、经济性要求。 试验表明，钢纤维混凝土的抗压强度、抗折强度和抗拉强度与水泥标号；水灰比、钢纤维体积率和长径比、砂率、用水量等因素有关，其中水灰比和水泥标号对抗压强度影响最大，其他因素影响较小。即钢纤维体积率和长径比、水泥标号却对抗折强度和抗拉强度影响最大，砂率和用水量对和易性影响较大。因此，采用以抗压强度与水灰比，水泥标号的关系来确定水灰比，然后用抗折强度或抗拉强度确定
钢纤维增强钢筋网混凝土（SFRC） 在桥面铺装改造工程中的应用 李永鳞 （江苏扬子大桥股份有限公司江苏靖江 214500） 摘要：桥面铺装层常被设计和施工所忽视，往往造成桥面铺装开裂等病害，引起桥梁使用质量下降，成为桥梁结构安全隐患，降低使用寿命。钢纤维混凝土作为桥面铺装材料及铺装层的修复材料是目前国内外纤维混凝土较为成功的领域，江阴大桥南接线引桥采用剪切异型钢纤维混凝土修复桥面铺装，成功解决了桥面铺装开裂、渗水等问题。本文介绍了剪切异型钢纤维混凝土的优点、施工要求和使用效果。 关键词：钢纤维桥面铺装改造应用 1 钢筋混凝土桥梁桥面铺装存在的问题 桥面铺装层不是桥梁的主体结构，因而常被设计和施工所忽视，所以桥面铺装经常出现混凝土强度不足，发生裂缝、表面蜂窝、麻面等病害；同时，道路超载现象屡禁不止，桥面铺装层在重车荷载作用下容易开裂、破碎，引起混凝土渗水，腐蚀主梁混凝土，锈蚀钢筋，从而使桥梁的使用质量下降，使用寿命降低，严重的甚至造成桥梁的破坏。桥面铺装层一旦损坏，修复非常麻烦，所以重视铺装结构，采用高质量的桥面铺装材料，保证桥面铺装的良好使用状态非常重要。 2 钢纤维增强钢筋网混凝土的优点、作用 钢纤维混凝土作为桥面铺装材料以及铺装层的修复材料也是目前国内外纤维混凝土较为成功的领域。钢纤维增强钢筋网混凝土是由钢筋、钢纤混凝土复合而成的高性能混凝土材料，简称为SFRC，研究表明，钢纤维混凝土具有比钢筋混凝土更为优良的抗拉性能、抗裂度，其耐磨性能，其韧性和疲劳性能为同等级普通混凝土的数倍，在公路、机场、桥梁、建筑等工程领域得到广泛的应用。大量工程实践证明，钢纤维增强钢筋混凝土大大提高了桥面铺装的抗裂度、耐磨耐久性，延长桥梁的使用寿命。采用钢纤维增强钢筋混凝土作为桥面铺装对于减少桥面铺装病害效果明显，有着良好的经济效益。 2.1钢纤维混凝土的力学强度 2.1.1抗压强度 钢纤维混凝土虽受压强度较普通混凝土增加不明显，但受压韧性却大幅度提高了。这是由于钢纤维的存在，增大了试件的压缩变形，提高了受压破坏时的韧性。从宏观上呈现，钢纤维混凝土受压破坏时，没有明显的碎块或崩落，仍保持这整体性。 2.1.2抗剪强度 钢纤维混凝土具有优异的抗剪性能，对提高钢筋混凝土结构抗剪能力有重要意义。通常在钢筋混凝土的构件中，其抗剪承载力主要靠箍筋和弯起钢筋承担，这些筋多了，不仅要提高工程投资，而且施工很不方便，尤其对薄壁、抗震结构和复杂形状的特种结构，问题则尤为突出。因此采用钢纤维混凝土是提高结构抗剪能力的有效途径。
ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＶｏｌ畅４７，Ｎｏ畅４，２０１７工业建筑 ２０１７年第４７卷第４期 混杂纤维－钢筋自密实混凝土Ｔ梁 抗剪性能的试验研究倡 尤志国１，２ 付秀艳１，２ 王兴国１，２ 陈海彬１，２ 董学超１，２ （１．华北理工大学建筑工程学院，河北唐山 ０６３００９；２．河北省地震工程研究中心，河北唐山 ０６３００９） 摘 要：通过进行一系列混杂纤维－钢筋自密实混凝土简支Ｔ梁在对称集中荷载作用下的抗剪试验，研究纤维类型及掺量、配箍率等参数对混凝土Ｔ梁斜截面受力性能、纵筋应变、箍筋应变和斜裂缝宽度的影响，分析了用混杂纤维部分替代箍筋的可行性，并将Ｔ梁与同等条件下矩形梁的极限剪力进行比较。结果表明，混杂纤维的掺入改善了梁的裂缝形态，减小了最大斜裂缝宽度。混杂纤维增加了梁的极限剪力和对应于极限剪力的加载点位移、韧性等。混杂纤维可以限制纵筋应变和箍筋应变的发展。混杂纤维能够部分替代箍筋，增大箍筋间距。混杂纤维能够使Ｔ梁从脆性的剪切破坏转变为延性的弯曲破坏。Ｔ梁的极限剪力计算时必须考虑翼缘的贡献。 关键词：混杂纤维；Ｔ梁；抗剪性能；钢筋应变；极限剪力 ＤＯＩ：１０畅１３２０４／ｊ．ｇｙｊｚ２０１７０４０１５ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＳＨＥＡＲＢＥＨＡＶＩＯＲＯＦＨＹＢＲＩＤＦＩＢＥＲＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤＳＥＬＦ－ＣＯＮＳＯＬＩＤＡＴＩＮＧＣＯＮＣＲＥＴＥＴ－ＢＥＡＭ ＹｏｕＺｈｉｇｕｏ１，２ ＦｕＸｉｕｙａｎ１，２ ＷａｎｇＸｉｎｇｇｕｏ１，２ ＣｈｅｎＨａｉｂｉｎ１，２ ＤｏｎｇＸｕｅｃｈａｏ１，２ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３００９，Ｃｈｉｎａ；２．ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｈｅａｒｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｓｅｌｆ－ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅＴ－ｂｅａｍｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｂｅａｍｓｗｅｒｅａｌｌｓｉｍｐｌｙｓｕｐｐｏｒｔｅｄａｎｄｔｅｓｔｅｄｕｎｄｅｒｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｌｙｐｌａｃｅｄｔｗｏ－ｐｏｉｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｌｏａｄｉｎｇ．ＴｈｅＴ－ｂｅａｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｆｉｂｅｒｔｙｐｅｓ，ｆｉｂｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｓｔｉｒｒｕｐｒａｔｉｏｏｎｔｈｅｓｈｅａｒｂｅｈａｖｉｏｒ，ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｅｅｌｓｔｒａｉｎ，ｓｔｉｒｒｕｐｓｔｒａｉｎ，ｄｉａｇｏｎａｌｃｒａｃｋｗｉｄｔｈｏｆＲＣｂｅａｍ．Ｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｐａｒｔｉａｌｓｔｉｒｒｕｐｓｒｅｐｌａｃｅｄｂｙｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｓｈｅａｒｌｏａｄｏｆＴ－ｂｅａｍｗａｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｂｅａｍ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒｓｃｏｕｌｄｉｍｐｒｏｖｅｃｒａｃｋｐａｔｔｅｒｎａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｄｍａｘｉｍｕｍｄｉａｇｏｎａｌｃｒａｃｋｗｉｄｔｈ．ＴｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｓｈｅａｒｌｏａｄａｎｄｉｔｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｌｏａｄｐｏｉｎｔｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｔｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆＴ－ｂｅａｍｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｄｕｅｔｏｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒｓ．Ｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒｓｃｏｕｌｄｌｉｍｉｔｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｅｅｌｓｔｒａｉｎａｎｄｓｔｉｒｒｕｐｓｔｒａｉｎｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｔｉｒｒｕｐｓｃｏｕｌｄｂｅｐａｒｔｉａｌｌｙｒｅｐｌａｃｅｄｂｙｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒｓ．Ｔｈｅｓｔｉｒｒｕｐｓｐａｃｉｎｇｗａｓｅｎｌａｒｇｅｄ．Ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒｓｉｎａｄｅｑｕａｔｅｃｏｎｔｅｎｔｃｏｕｌｄｃｈａｎｇｅｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｍｏｄｅｏｆｓｈｅａｒｃｏｌｌａｐｓｅｉｎｔｏａｄｕｃｔｉｌｅｆｌｅｘｕｒａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍ．ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＴ－ｂｅａｍｆｌａｎｇｅｏｎｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｓｈｅａｒｌｏａｄｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒ；Ｔ－ｂｅａｍ；ｓｈｅａｒｂｅｈａｖｉｏｒ；ｓｔｅｅｌｓｔｒａｉｎ；ｕｌｔｉｍａｔｅｓｈｅａｒｌｏａｄ倡国家自然科学基金项目（５１４７８１６１，５１６０８１９６）；河北省自然科学基金项目（Ｅ２０１２４０１０４４）；华北理工大学培育基金项目（ＧＰ２０１５２３）。第一作者：尤志国，男，１９８１年出生，博士，副教授。 电子信箱：ｙｏｕｚｈｉｇｕｏ１１９＠１６３．ｃｏｍ 收稿日期：２０１６－１１－２１ 混凝土中出现的裂缝影响了其抗渗能力和耐久 性能，从而影响了混凝土结构性能。此外，新拌混凝 土的工作性能低下或抗剪钢筋布置不当，使得混凝 土构件中出现结构性斜裂缝，构件抗剪承载能力将 会明显降低。 研究 ［１－６］表明：纤维掺加混凝土中，跨越斜裂缝承担拉力，起到与抗剪钢筋抵抗剪力类似的效果。试验表明［４］：纤维自密实混凝土综合了自密实混凝 土与普通纤维混凝土的优点，在自密实混凝土中加 入适量纤维可明显提高构件的抗弯及抗剪韧性。目前，国内外进行了许多钢纤维混凝土梁抗剪性能的研究［５－８］。丁一宁课题组进行了混杂纤维自密实混凝土矩形梁的抗剪性能的试验研究［９－１０］。万方数据
１０ ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＶｏｌ．４５，Ｎｏ．２，２０１５ 工业建筑 ２０１５年第４５卷第２期 混杂纤维混凝土冻融耐久性与损伤模型研究 朱晨飞 刘晓军 李文哲 吴永根 刘庆涛 （空军工程大学航空航天工程学院，西安 ７１００３８） 摘 要：采用钢－玄武岩纤维增强混凝土的技术方法，通过冻融循环试验，研究了钢纤维与玄武岩纤维相互混杂对混凝土抗冻性的影响规律及其冻融损伤模型。研究结果表明：不同的纤维掺量对混凝土抗冻性影响较大，当钢纤维体积掺率为１．５％、玄武岩纤维体积掺率在０．０５％左右时，混凝土的抗冻性最好，达到了Ｆ２５０以上水平；分析了混杂纤维混凝土的冻融损伤机理，分别以相对动弹性模量和冻融累积损伤为损伤变量建立了混杂纤维混凝土的冻融损伤模型，发现动弹性模量衰减模型优于冻融累积损伤衰减模型，且二次项函数模型比指数函数模型具有更高的拟合精度。 关键词：混杂纤维混凝土；冻融循环；损伤机理；相对动弹性模量；冻融损伤度；损伤模型 ＤＯＩ：１０．１３２０４／ｊ．ｇｙｊｚ２０１５０２００３ ＳＴＵＤＹＯＦＦＲＥＥＺＥ－ＴＨＡＷＤＵＲＡＢＩＬＩＴＹＡＮＤＤＡＭＡＧＥＭＯＤＥＬＯＦ ＨＹＢＲＩＤＦＩＢＥＲＣＯＮＣＲＥＴＥ ＺｈｕＣｈｅｎｆｅｉ ＬｉｕＸｉａｏｊｕｎ ＬｉＷｅｎｚｈｅ ＷｕＹｏｎｇｇｅｎ ＬｉｕＱｉｎｇｔａｏ （ＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＡｉｒｆｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ'ａｎ７１００３８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｅｅｌａｎｄｂａｓａｌｔｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｏｕｔｅｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗｔｅｓｔ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｅｅｌｆｉｂｅｒｍｉｘｅｄｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒｏｎｔｈｅｆｒｏｓｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅａｎｄｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗｍｏｄｅｌｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｉｂｅｒｄｏｓａｇｅｈａｄｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｆｒｏｓｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ，ａｎｄｗｈｅｎｔｈｅｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｓｔｅｅｌｆｉｂｅｒｗａｓ１．５％ａｎｄｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒｗａｓ０．０５％，ｔｈｅｆｒｏｓｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆａｉｒｐｏｒｔｐａｖｅｍｅｎｔｃｏｎｃｒｅｔｅａｔｔａｉｎｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆＦ２５０．Ｔｈｅｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗｄａｍａｇｅｍｏｄｅｌｓｏｆｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒｃｏｎｃｒｅｔｅｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｕｓｉｎｇｒｅｌａｔｉｖｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｕｌｕｓｏｆｅｌａｓｔｉｃｉｔｙａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗｄａｍａｇｅ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｒｅｌａｔｉｖｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｕｌｕｓｏｆｅｌａｓｔｉｃｉｔｙａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｗａｓｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈｅｏｎｅｂａｓｅｄｏｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗｄａｍａｇｅ，ａｎｄｑｕａｄｒａｔｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｈａｄａｈｉｇｈｅｒｆｉｔａｃｃｕｒａｃｙａｓｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｂｒｉｄｆｉｂｅｒｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗｃｙｃｌｅ；ｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｒｅｌａｔｉｖｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｕｌｕｓｏｆｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ； ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗｄａｍａｇｅ；ｄａｍａｇｅｍｏｄｅｌ 第一作者：朱晨飞，男，１９９１年出生，硕士研究生。通信作者：刘晓军，ｓｍｉｌｅ９７７３１＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。收稿日期：２０１４－１０－２９ 混凝土的冻融模型对于预测混凝土的使用寿命具有重要作用，许多学者对混凝土的冻融模型进行了研究，并取得了一些成果 ［１－５］ ，但目前大多数研究 均是针对普通混凝土，关于纤维混凝土的冻融劣化机理及损伤模型的研究较少。程红强等采用快冻法试验研究了聚丙烯纤维混凝土的损伤机理，并建立了冻融循环作用下的强度损伤模型 ［６］ ；刘大鹏等研 究了钢纤维、聚丙烯纤维及二者相互混杂对混凝土抗冻性的影响，并以动弹性模量为损伤变量建立了一元二次方程的分段型数学模型 ［７］ ；刘卫东等采用 共振法和超声波法进行试件的波速和频率测试，得到了混凝土试件的损伤参量和强度变化规律，并结合动弹性模量和超声波波速相对值变化特点，依据损伤力学理论和数学模拟的方法建立了纤维混凝土的损伤本构模型［８］ 。 基于以上试验研究，本研究采用快速冻融循环试验对钢纤维与玄武岩纤维相互混杂对混凝土抗冻性的影响规律进行探讨，并结合损伤力学理论建立混杂纤维混凝土的动弹模量衰减模型及冻融循环累计损伤模型，为混杂纤维混凝土的冻融循环下的损伤预测提供参考。 １ 试验原材料及配合比１．１ 原材料 水泥选用陕西耀县秦岭牌Ｐ?Ｏ４２．５级水泥，密
纤维混凝土的性能及比较 一、引言 近年来的研究表明，发展纤维混凝土是提高高性能混凝土质量的重要途径。纤维混凝土通常是以水泥净浆、砂浆或者混凝土为基材，以非连续的短纤维或者连续的长纤维作增强材料所组成的水泥基复合材料，主要作用是通过桥接作用来限制围观裂缝的发展，从而改善混凝土的性能。纤维加入水泥基体中的作用： 1.阻裂。阻止水泥基体中原有缺陷（微裂缝）的扩展并有效延缓新裂缝的出现； 2.防渗。通过阻裂提高水泥基体的密实性，防止外界水分侵入； 3.耐久。改善水泥基体抗冻、抗疲劳等性能，提高其耐久性； 4.抗冲击。提高水泥基体的耐受变形的能力，从而改善其韧性和抗冲击性； 5.抗拉。在使用高弹性模量纤维前提下，可以起到提高基体的抗拉强度的作用； 6.美观。改善水泥构造物的表观性态，使其更加致密、细润、平整、美观。 现在主要使用的纤维混凝的种类及优缺点 1.钢纤维混凝土其技术特点是能提高混凝土的韧性和抗拉强度，但是钢纤维搅拌时易结团，混凝土和易性差，泵送困难、难以施工且易锈蚀，钢纤维混凝土的自重大、在制造方面使用大量的钢材，加大了对钢材的消耗，增加成本较多。钢纤维在使用过程中破坏形态主要是被拔出，而不会被拉断，这说明钢纤维的与混凝土的粘附性不足，这会影响提高混凝土抗拉强度的效果，它增韧增强的原理是当裂缝产生后由于钢材的高模量和单根的高抗拉强度，阻止了裂缝的进一步开展；但由于数量有限，对微观裂缝约束效果不大，对抗渗、冻融等性能提高并不明显，另外，施工中钢纤维密度过大，振捣浇注时往往会沉于混凝土下部，不可能均匀分布，这就是理论研究结论较好而实际应用效果差异很大的主要原因。 2.尽管玻璃纤维已用于铺设混凝土路面，但是玻璃纤维在使用中暴露很大的缺点，如玻璃纤维混凝土暴露于大气中一段时间后，其强度和韧性会有大幅度下降，即由早期高强度、高韧性向普通混凝土退化。众所周知，普通的玻璃纤维还有一个致命的弱点，就是不耐碱，碱骨料反应是水泥混凝土的“癌症”。因此，普通玻璃纤
钢纤维混凝土配合比设计及质量控制 [摘要]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,通过在桥面铺装中的应用，总结了钢纤维混凝土施工方法，技术要求及有关注意事项，为钢纤维混凝土的推广应用提供了经验。 [关健词]钢纤维配合比设计质量控制 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。 桥面铺装层作为桥梁的非主体结构，通常被设计和施工所忽视，长期车辆荷载的作用，是造成桥面开裂、损坏的主要原因，从而影响桥梁的使用质量，降低使用寿命，在桥面铺装层使用钢纤维混凝土将会有效地解决桥面使用过程中容易出现的质量问题。
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组成材料，即钢纤维、水泥、水、粗细集料及外掺剂合理配合，使配制的钢纤维混凝土能够最大限度的满足施工和工程使用要求。 (1)满足公路桥梁抗压强度和抗折强度要求，提高桥面的耐久性能； (2)使配制的钢纤维混凝土有较好的和易性，方便和满足施工要求； (3)充分发挥钢纤维混凝土的特点，合理确定钢纤维及水泥用量，最大限度地降低工程成本。 二、原材料质量要求
钢纤维：表面应洁净无锈无油，无粘结成团现象，保证钢纤维与混凝土的粘结强度，尺寸和抗拉强度符合技术要求；单根钢纤维丝的最低抗拉强度800N/㎜ 2，掺加量不超过70㎏/M 3。 水泥：采用32.5级或42.5级普通硅酸盐水泥。 碎石：应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、表面粗糙，近立方体颗粒的碎石。 细集料：宜采用天然中粗砂或机制砂。细集料的洁净程度，天然砂以小于0.075㎜含量的百分比表示，机制砂以砂当量或亚甲蓝值表示，其质量必须满足规范的要求。 水：无污染的自然水或自来水。 外加剂：宜选用优质减水剂，对抗冻性有明确要求的钢纤维混凝土宜选用引气型减水剂。 三、钢纤维混凝土配合比设计步骤
钢纤维混凝土应用与研究进展 摘要：本文主要介绍了钢纤维混凝土的定义与钢纤维混凝土的特点以及国内外的发展研究现状，并对钢纤维混凝土增韧机理进行了分析。 关键词：钢纤维混凝土；研究现状；增韧机理 Abstract: This paper describes the characteristics of the definition of steel fiber reinforced concrete (SFRC) and the development research of SFRC was discussed In addition, at last the steel fiber reinforced concrete toughening mechanism was analyzed. Key words: steel fiber reinforced concrete, development research, toughening mechanism 1. 绪论 21世纪，混凝土是人类社会最广泛使用的大宗建筑材料，与其他建筑材料相比具有材料来源广、工艺简单、适应性强、施工方便等特点。但是由于混凝土材料本身存在收缩大、脆性大、易开裂，以及断裂韧性低等本质性的弱点，制约了混凝土的进一步发展。随着水泥基材料抗压强度的大幅度提高，如何增加水泥基材料的抗裂、抗冲击、抗拉及延性等性能，成为工程界所关心的问题。目前国际上基本上一致认为纤维混凝土是提高混凝土抗裂性和韧性的有效办法。我国著名混凝土专家吴中伟教授生前曾多次指出，复合化是水泥基材料高性能化的主要途径，纤维增强是其核心，复合化的技术思路—“超叠加效应”，对混凝土材料的高性能化具有重要意义。 自20世纪70年代以来，纤维增强水泥基复合材料已日益引起材料界与工程界的广泛重视。随着研究工作不断深入，新品种相继问世，并大量应用于工程领域。纤维混凝土是国际上近年来发展很快的新型水泥基复合材料，以其优良的抗拉抗弯强度、阻裂限缩能力、耐冲击及优良的抗渗、抗冻性能而成功地应用于军事、水利、建筑、机场、公路等领域，目前它已成为研究较多、应用较广的水泥基复合材料之一。研究表明：混凝土基材中掺入纤维是提高混凝土韧性、抗冲击性能和抑制砂浆塑性收缩开裂的一条有效途径。 2. 钢纤维混凝土（SFRC）的概述 钢纤维混凝土（Steel Fiber Reinforced Concrete，简称SFRC）是近20年迅速发展起来的一种新型复合材料。它是在普通混凝土中掺入乱向分布的钢纤维所形成的一种纤维型与颗粒型相混合而成的复合材料。除抗压强度外，它的其它物理力学性能都比普通混凝土有显著的改善和提高。在受力过程中，钢纤维发挥其抗拉强度高，而混凝土发挥其抗压强度高的优势，两者各施所长，不仅提高了混凝土的抗拉、抗折、抗剪强度，而且由于它的阻裂性能使原来本质上是脆性材料的混凝土呈现出很高的抗裂性、延性和韧性。
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
混杂纤维在喷射混凝土中的研究 焦红娟刘丽君史小兴 （北京中纺纤建科技有限公司北京 100025） 摘要：本文详细研究了不同掺量的有机仿钢丝纤维（简称仿钢纤维）、钢纤维以及仿钢纤维和钢纤维混杂对喷射混凝土性能的改善。研究结果表明：混杂纤维比单纯的仿钢纤维和钢纤维混凝土有更好的韧性和延性，在混凝土拌和性能方面仿钢纤维和混杂纤维表现出比钢纤维更好的和易性，更适合于隧道喷射混凝土工程。 关键词：有机仿钢丝纤维、钢纤维、混杂纤维、弯曲韧度指数 1、前言 喷射纤维混凝土是在普通混凝土中掺入分布均匀且离散的纤维，依靠压缩空气将纤维混凝土高速喷射到结构的表面，快速凝固后形成支护壳体。纤维混凝土中乱向分布的短纤维主要作用是阻碍混凝土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，当混凝土开裂后，横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。在基体的受拉边缘和裂缝尖端，传递的力受到纤维的约束，并由集中受力变成分散受力，阻止了基体中裂纹的扩展和张开，且纤维在拔出过程中能够吸收大量的能量，其韧性都得到了大幅度提高。纤维掺入混凝土中，能显著改善混凝土的抗裂性、韧性，可以在地下及隧道工程中，代替现浇钢筋混凝土、挂网喷混凝土支护。文中是针对某大型水电站喷射纤维混凝土技术工艺进行的专门研究，试验研究对工程有很好的指导作用。2、试验过程 2.1原材料 试验采用北京琉璃河水泥有限公司生产的P·O42.5水泥，28天胶砂抗压强度57.8MPa、抗折强度10.1MPa；使用曲寨II级粉煤灰，细度11.6％、烧失量0.47%、需水量比98%；硅粉为青海西宁山川铁合金厂生产，比表面积195000m2/kg；选用北京中水科海利工程技术有限公司生产的SK-10A聚羧酸减水剂，1.5%掺量减水率32.5%。 骨料采用北京的河砂和石灰石碎石，河砂细度模数2.5，碎石粒径5～10mm。砂率为65%时混杂骨料级配见表3.1：
现代物业?新建设 2012年第11卷第6期工程施工 Engineering Construction 引言 混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，主要是由胶凝材料、颗粒状集料、水和附加的一些外加剂、掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌硬化后而成的一种人工石材。混凝土虽然具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单的优点，但其抗拉强度低、抗裂性差、韧性差。材料的脆性十分明显，受拉的极限延伸率只有0.01%～0.06%，在很低的拉伸变形时就会发生开裂。尤其是随着近年来我国建筑物抗压强度要求的大幅度提高，其缺点也越来越突出。由此经常导致一些建筑发生开裂和渗水。而钢筋会在受腐蚀后使结构破坏，严重者会直接导致建筑物坍塌。把纤维加入混凝土而形成的纤维混凝土是一种新型的复合材料。它因为同时兼具纤维和混凝土的优点，因而受到了国内外工程界的极大青睐，并广泛应用于各种工程领域，是近几年来混凝土改良研究的一个重要方向。以钢纤维、合成纤维、碳纤维等为代表的纤维混凝土在混凝土的应用中取得了很大的进展，它是继钢筋混凝土之后的另一重大突破。研究纤维增强与加固混凝土断裂与粘结性能，对于改进纤维混凝土的结构，建立合理的纤维混凝土数据具有十分重要的意义，也为纤维混凝土研究应用的发展前景作出评述。 1 纤维混凝土 1.1 纤维混凝土的含义 纤维混凝土是指在混凝土基体中均匀掺入乱向分布的不同材质的短细纤维（包括钢纤维、碳纤维、聚丙烯纤维、维纶纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯晴纤维及混杂纤维等）所形成的具有较高韧性的复合材料。人们所说的混凝土通常是狭义的概念，大多是以水泥作为基材的建筑材料，而广义概念下的混凝土也可以由其他材料（如沥青）作为粘结材料。 1.2 纤维混凝土的种类与性能 1.2.1 钢纤维混凝土 钢纤维混凝土就是在普通的混凝土中掺入适量的短钢纤维而形成的可供浇筑、喷射成型的一种新型复合材料。其中所掺的钢纤维一般是由钢质材料(切断型钢纤维、剪切型钢纤维、铣削型钢纤维、熔抽型钢纤维等)加工制成的短纤维。钢纤维在混凝土所起的作用主要是限制混凝土的裂缝，使抗拉性能、抗弯性能、抗断裂强度等方面较普通的混凝土有所提高。同时，钢纤维混凝土的抗冲击、裂后韧性和耐久性都有了较大提高。 1.2.2 玻璃纤维混凝土 玻璃纤维混凝土是在普通混凝土中加入具有特殊材质的玻璃纤维的复合材料。所加入的玻璃纤维有耐碱玻璃纤维等。玻璃纤维具有较好的力学性能，用耐碱玻璃纤维可使混凝土的抗弯、抗拉、耐磨性、抗冲击等性能都得到较大的提高。另外，玻璃纤维由于具有较大的表面积，因而同等质量的耐碱玻璃材料可以包含较多的基材料，使其本身具有更强的结合回力，从而达到防止裂缝的效果，玻璃纤维与其他纤维混凝土种类相比还具有优良的防裂抗渗能力，因此具有较好的经济效益。 1.2.3 聚丙烯纤维混凝土 聚丙烯纤维混凝土是指在混凝土基材料中掺加一定量的聚丙烯纤维后，形成的一种加强系统的复合型混凝土。而聚丙烯纤维可以通过改变混凝土的物理力学性能来达到改变混凝土内部结构的目的。而且聚丙烯纤维的优良之处还在于它不会改变混凝土中各种材料的化学性能和构成，同时可以很好地与基材料混合。由于聚丙烯纤维与混凝土中的基材料有紧密的结合力，所以把它渗入混凝土以后就能够产生很强的加强效果，可以达到阻断裂缝的作用。 1.2.4 碳纤维混凝土 碳纤维是一种新型的具有很多优点的纤维状碳材料。例如强度比钢大，密度比铝小，而高温、耐腐蚀、易导电等。由于具有众多的电学、热学和力学特性，在20世纪60年代被研制出来以后就迅速被应用于各种工业领域。而碳纤维混凝土比普通类型的混凝土具有更高的抗拉、抗折性能，并具有 纤维增强与加固混凝土断裂与粘结性能 韦勋 （广西八桂工程监理咨询有限公司， 广西 南宁 530028） 摘 要：纤维混凝土是一种新型的复合材料，因其同时兼具纤维和混凝土的优点而受到了国内外工程界的极大青睐，并广泛应用于各种工程领域。笔者根据自身多年从事公路工程试验的实际经验，从纤维混凝土的构成出发，结合自身对工程材料、混凝土、外加剂等的理解，详细分析了纤维增加与加固混凝土断裂与粘结性能，以期为改进纤维混凝土的性能、建立合理的纤维混凝土数据奠定理论基础。 关键词：纤维混凝土；增强；断裂能力；加固；粘结性能 中图分类号：TU528.572 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2012）06-0124-02 – 124 –