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钢纤维与基体的粘结性能是关系到钢纤维混凝土性能的最重要的因素。根据试验和工程实践,钢丝切断圆直型纤维与基体的粘结性能差,碳钢熔抽型纤维在高温冷却过程中表面形成氧化皮,严重降低与基体的粘结性能,这两种纤维应予以淘汰。考虑到新的钢纤维品种,如高强钢丝切断端钩型纤维、钢锭铣削端钩型(一面有麻面)纤维、剪切异型(端钩型、大头型、压痕型)纤维、低合金钢熔抽型(直型、大头型)纤维,因其性能优良且国内已有工程经验,故将其列入规程。剪切直型、微扭型和波纹型由于生产工艺简单成本相对较低,在剪切过程中使纤维表面不规则有利于与基体粘结,故规程中仍予以保留。注意到低碳钢板剪制的纤维,在基体开裂后其扭曲或波纹很容易拉直,其增强增韧效果与直形差别很小,故使用中可划归一类。除非纤维的强度和刚度都很高,扭曲和波纹纤维才能达到异型纤维的效果。
考虑到高强混凝土基体破坏时强度较低的异型纤维有些被拉断,同时异型纤维的效能与其本身的强度有关,所以将钢纤维强度划分为三个等级:380MPa(380~599 MPa),600 MPa(600~999 MPa)1000 MPa(不小于1000MPa)。应当指出,对中低强度的混凝土,钢纤维的强度并不重要,日本的规范设计中就只规定钢纤维强度的最低限制为380MPa。因此在设计和应用中,一般情况下对钢纤维本身的强度不应提出过分要求。
为防止钢纤维在纤维混凝土拌合过程中被骨料碰撞折断,钢纤维本身不能太脆。吸收美国ASTM A820的有关规定,要求对钢纤维做弯折检验:钢纤维应围绕直径3mm的圆棒弯折90°不折断。
以水泥浆、砂浆或混凝土作基材,以纤维作增强材料所组成的水泥基复合材料,称为纤维混凝土。纤维可控制基体混凝土裂纹的进一步发展,从而提高抗裂性。由于纤维的抗拉强度大、延伸率大,使混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击强度及延伸率和韧性得以提高。纤维混凝土的主要品种有石棉水泥、钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土及碳纤维混凝土、植物纤维混凝土和高弹模合成纤维混凝土等。
玻璃纤维混凝土
在玻璃纤维混凝土中使用的纤维必须是抗碱玻璃纤维,以抵抗混凝土中Ca (OH)z的侵蚀。抗碱玻璃纤维,在普通硅酸盐水泥中也只能减缓侵蚀,欲大幅度提高使用寿命,应该使用硫铝酸盐水泥。
玻璃纤维混凝土对粗细骨料及配合比无特殊要求,与钢纤维混凝土基本类同。玻璃纤维混凝土在力学性能方面肯定比钢纤维泥凝土低,抗压强度与未掺纤维的相比,还略有降低。但其韧性很高,可提高30~120倍,而且具有较好的耐火性能。主要用于非承重与次要承重的构件上。
聚丙烯纤维混凝土
聚丙烯膜裂纤维是一种束状的合成纤维,拉开后成网络状,也可切成长度为19~64mm的短切使用。为防止老化,使用前应装于黑色包装容器中。
施工工艺分为搅拌法与喷射法。纤维的掺量因工艺不同而异。采用搅拌法切短长度为40~70mm,体积掺率为0.4%~1%;采用喷射法切短长度为20~60mm,体积掺率为2%~6%。聚丙烯纤维}昆凝土,力学性能不高,一旦混凝土开裂,纤维混凝土即发生开裂,抗压强度亦无明显提高。唯抗冲击强度较高,可提高2~10倍。收缩率可降低75%。可用于非承重的板、停车场等。
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