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鋼纖維范文1
［關鍵詞］橋梁工程；鋼纖維混凝土；施工技術
中圖分類號：TU74文獻標識碼： A
隨著橋梁工程建設的不斷發展，鋼纖維混凝土作為一種新型材料以性能的優越性被廣泛應用于橋梁工程中，并取得了良好的效果。因此,重視鋼釬維混凝土技術的總結運用顯得尤為必要。
1 鋼纖維混凝土的主要特性
1.1 抗裂、抗剪性能強
傳統混凝土開裂荷載與極限荷載無明顯差異，但鋼纖維混凝土即使出現開裂荷載，其荷載還是能夠保持增大趨勢。在一定程度上來說，如果鋼纖維混凝土體積增大，那么其開裂荷載、極限荷載與韌性均能增大。對鋼纖維混凝土的剪切性能進行直接剪切試驗檢驗，實驗數據結果表明：鋼纖維混凝土基體錯動移位后，仍然具有良好的承載能力，承載強度為400～800mpa[1]。
1.2 抗凍、耐磨性能強
鋼纖維具有較強的伸縮能力，可以隨著溫度的變化伸縮，因此，對比傳統混凝土，鋼纖維混凝土能夠很好的抑制由于溫度應力導致的橋梁橋面裂縫和擴張情況，這表明鋼纖維混凝土抗凍、耐磨性能強。
1.3 抗壓、抗拉、抗彎、抗沖擊性能強
鋼纖維混凝土主要由鋼纖維和傳統混凝土構成，在混凝土中，鋼纖維不規則分布，這樣的分布有利于加強鋼纖維混凝土抗壓、抗拉、抗彎、抗沖擊性能。實驗研究鋼纖維混凝土在橋梁施工中的應用，結果表明：在混凝土中適當加入鋼纖維，可以有效提高50%～150%抗彎與40%～50%單軸抗拉的極限強度，若鋼纖維在混凝土中的含量為0.8%～2.O%，抗沖擊可達普通混凝土的50～100倍極限強度。在鋼纖維混凝土中，鋼纖維消耗量很小，比例約為0.8%～2.0%，鋼纖維本身并不能有效提高混凝土抗壓強度，但在混凝土中適當加入鋼纖維后，混凝土整體抗壓破壞形式出現明顯變化，雖然受到破壞后會碎，但不會散，因此混凝土結構抗壓性能顯著加強。
1.4 改善混凝土變形性能
在混凝土中適當加入鋼纖維，可以有效改善混凝土長期收縮變形性能，且能顯著提高混凝土抗拉彈性模量，此外，還能使混凝土收縮率降低10%～30%。
2 鋼纖維混凝土配合比設計
鋼纖維混凝土施工配料主要有水泥、卵石、砂、鋼纖維、外加劑、摻合料等，水泥選用型號規格為P.O.42.5的普通硅酸鹽水泥；卵石型號規格為5～25mm，含泥量低于1%；砂型號規格為中砂，含泥量低于3%；鋼纖維型號規格為長度60mm、直徑0.9mm，最低抗壓強度為1000N/m2型號規格為泵送劑；摻合料型號規格為I級粉煤灰。鋼纖維混凝土的配料選用標準為：
2.1 加強控制鋼纖維長徑比，鋼纖維長度不宜過長，最佳直徑為0.45mm～0.70mm，以保證鋼纖維混凝土力學性能盡可能符合施工和易性要求。
2.2 適當采用減水劑或外摻劑，使混凝土施工和易性得到改善，同時降低水泥用量及成本。
2.3 必須確保鋼纖維無油污、銹漬、碎屑與雜質等。
2.4 鋼纖維品種與基材強度相適應，且抗拉極限強度不低于500MPa。
2.5 鋼纖維混凝土中鋼纖維最佳含量為0.5%～2.O%。
2.6 采用10mm～20mm粒徑的主骨料，確保鋼纖維與基體結合的牢固度。
2.7 采用攪拌機拌和鋼纖維混凝土時，其砂率應比相同標號同類傳統混凝土高，而且控制鋼纖維長徑比為50～80[2]。
3鋼纖維混凝土施工技術
3.1攤鋪、整平
①將鋼纖維連續、均勻在面板中攤鋪。
②通過分散機均勻分散鋼纖維后，加入攪拌機。
③攤鋪時摻和物塌落度應保持一致。
④投料攪拌時采用先干后濕方式，并嚴格控制攪時間。
⑤攤鋪同一道路作業時，應盡可能持續攤鋪與澆筑。攤鋪工作完成后，必須進行整平、初步壓實工作。
3.2 振搗
縱向條狀集束排列鋼纖維，可以加強混凝土邊緣的密度。采用機械振搗鋼纖維混凝土，可以增加其強度與密實度，有效保障鋼纖維混凝土路面的強度與抗裂性。在機械振搗過程中，應按照一定順序和頻率進行振搗，不能出現過振、漏振等問題，而且鋼纖維嚴禁出現空洞、溝槽等現象。
3.3 整形
鋼纖維混凝土的特點主要有纖維分布不規則、含砂率大、粗骨料稀等，為免鋼纖維外露，應采用機械進行抹平整形。與此同時，采用壓紋機壓紋技術，可以避免或減少拉毛與拆模后出現的鋼纖維外漏、外露現象。
3.4 施工注意事項
①加快施工進度或適當增加水分，可使鋼纖維混凝土延遲凝結、硬化。
②為免影響鋼纖維混凝土強度，運輸和攤鋪時間必須在規范要求范圍內。
③攤鋪或澆筑過程中，必須經過科學計算，才能增加摻和物，如水、外加劑等。
4鋼纖維混凝土施工技術運用
4.1 橋梁工程中的運用
橋梁工程在使用的過程中，在時間周期的作用下，受到來自地面上部的荷載力比較大，經常需要承載很大的重力，并且在結構方面的特殊性，所以鋼纖維混凝土應用的比較廣泛。主要應用的部位是在橋梁和墩臺的外部位置噴射五到二十厘米厚的鋼纖維混凝土，以此來提高橋梁的承載力。在長期的使用過程中，可以有效的加強橋梁的強度，抗壓力等相關方面的性能，避免橋梁發生裂縫等現象。
4.1.1 橋面鋪裝
在橋面鋪裝鋼纖維混凝土，可提高橋面耐久性、抗裂性與舒適性，增強橋梁剛度與抗折強度，并減少鋪裝厚度，使結構自重降低，很好的改善橋梁受力狀況。此外，還能有效提高橋面抗沖擊力，加強混凝土結構和伸縮縫間的連接強度，減少橋面出現坑槽、剝落、裂縫等情況，有效延遲橋梁損壞速度[3]。
4.1.2 橋墩結構局部加固
在長期動載作用下，若橋墩、橋面板出現裂縫、表層剝落等問題，為滿足橋梁結構抗震性與整體性要求，可采用轉子型噴射機向出現問題的部位噴射5cm～20cm鋼纖維混凝土。橋墩結構局部加固方式為：①采用10%摻量的剪切鋼纖維；②噴砂或鑿毛舊混凝土表面，加強新舊混凝土整體密實性、牢固性；③為提高早期抗裂性能，適當采用硫鋁酸鹽快硬水泥、TS型速凝劑。
4.1.3 橋梁上部承載部位
采用鋼纖維混凝土加強橋梁上部應力集中的部位，可有效改善橋梁結構受力性能，控制結構變形的同時降低結構自重，使橋梁結構逐漸呈現輕型化、大跨度發展趨勢。在橋梁上部結構采用鋼纖維混凝土，可以提高結構承載力與抗變形性能，而且能減少上部結構材料用量與下部墩臺數量，進而有效降低施工造價，提高經濟效益。
4.2 道路工程的運用
在道路施工工程中，可以根據實際狀況的不同，將鋼纖維混凝土施工進行分類，主要有復合式、碾壓式和全截面式。
使用鋼纖維混凝土的優勢是要比普通的混凝土節省材料，以全截面式為例的話，可以節省將近一半的材料；在雙向行駛的車道工程中，不需要進行縱縫的設置，各橫縫的間距保持在50cm之內，間隔距離在20cm～30cm之間；三層式復合路面施工時，鋼纖維混凝土材料的摻入量最好保持在0.8%到1.2%左右。而雙層式的路面施工是指將鋼纖維混凝土材料鋪設在道路路面的上部位置，路面的施工厚度最好占整個路面厚度的40%到60%左右。
5 結語
隨著人類社會的快速發展，橋梁工程的建設日益加快，橋梁的運用越來越廣泛，而廣泛應用于橋梁施工中的鋼纖維混凝土質量需要隨之提高，所以，重視鋼釬維混凝土的施工技術，重視鋼釬維混凝土的質量控制點十分重要，只有這樣，才能保證工程質量，確保安全。
［參考文獻］
[1] 鄒孟義.橋梁施工中鋼纖維混凝土的施工技術分析[J].廣東科技，2010年06期
[2] 張湘文.橋梁施工中鋼纖維混凝土的施工技術分析[J].四川建材，2008年02期
鋼纖維范文2
關鍵詞:鋼纖維混凝土;配合比;設計
中圖分類號:F407.9文獻標識碼:A
隨著國民經濟建設和公路交通事業的飛速發展,城市道路和國道干線公路上的車輛荷載及密度越來越大,行駛速度越來越快,致使路面的損壞也日趨嚴重起來。特別是對損壞的橋面而言,它不僅翻修投資大,且施工周期較長,嚴重影響交通暢通及行車安全。如用普通水泥混凝土修復橋面缺陷是脆性大、易開裂、抗溫性差,板塊容易受彎折而產生斷裂,所以就要求橋面應有足夠的抗壓強度和厚度。
一、概述
五河淮河大橋1974年6月開始施工,1977年10月大橋全部竣工,淮河大橋全長1,031.3m,由主橋、南、北引橋3部分組成,主橋為6孔預應力筋混凝土T型鋼構,其中4個主孔,每孔跨徑90m,2個過渡孔,每孔跨徑60m。南北引橋均為跨徑30m的預應力鋼筋混凝土簡支梁橋,其中南岸引橋8孔,北岸引橋10孔,另一孔為跨徑5.5m的簡支板梁式連接孔,具體跨徑組合為:5×30+1×5.5+5×30+1×60+4×90+1×60+8×30,臺背長2×2.9。以下結合五河淮河大橋橋面鋪裝鋼纖維混凝土的應用加以分析總結。
二、鋼纖維混凝土的特點
本標段鋼纖維混凝土采用的是由水泥、集料、粉煤灰、外加劑和隨機分布的短纖維摻配而成一種新型高強復合材料。摻加了泵送劑的鋼纖維混凝土在橋面施工中起到早強緩凝作用。與普通混凝土相比,其抗拉、抗彎、抗裂及耐磨、耐沖擊、耐疲勞、韌性等性能都有顯著提高,它不僅可使橋面減薄,縮縫間距加大,改善橋面的使用性能,延長橋面使用壽命,縮短施工工期。用鋼纖維混凝土修筑橋面,就是將鋼纖維均勻地分散于基體混凝土中(與混凝土一起攪拌),并通過分散的鋼纖維,減小因荷載在基體混凝土引起的細裂縫端部的應力集中,從而控制混凝土裂縫的擴展,提高整個復合材料的抗裂性。同時,由于混凝土與鋼纖維接觸界面之間有很大的界面粘結力,因而可將外力傳到抗拉強度大、延伸率高的纖維上面,使鋼纖維混凝土作為一個均勻的整體抵抗外力的作用,顯著提高了混凝土原有的抗拉、抗彎強度和斷裂延伸率。
三、橋面改建設計方案
(一)病害分析。近年來,交通量大且超重車輛多,原設計荷載等級為汽-15,掛-80,在承受超重荷載的情況下,變形大,導致橋面受拉而出現裂縫。橋面砼已達到其疲勞強度,抗壓和抗彎拉功能已大量喪失,無法承受外界荷載對其產生的作用而出現損壞。砼風化嚴重,出現脫皮、開裂、滲水等病害,逐步發展成坑槽、坑洞。
(二)橋面結構設計。本次橋面鋪裝改造采用:1、雙鋼混凝土橋面鋪裝,即C40鋼纖維混凝土,鋼纖維用量70kg/m3,同時配置防裂鋼筋網,直徑為10mm圓鋼筋自行綁扎加工成鋼筋網片,縱橫間距為10cm×10cm(綁扎);2、設計橫坡為1.0%。
四、鋼纖維混凝土配合比設計
(一)設計依據
1、公路水泥混凝土路面設計規范(JTG D40-2003);2、公路水泥混凝土路面施工技術規范(JTG F30-2003);3、普通混凝土配合比設計規程(JGJ55-2000);4、公路工程集料試驗規程(JGJ E42-2005);5、硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥(GB175-1999)。
(二)C40鋼纖維砼材料。水泥產地:蚌埠海螺、規格型號:P.O42.5級;碎石產地:安徽省泗縣、規格型號:4.75-26.0mm碎石;砂產地:安徽明光、規格型號:中粗砂;粉煤灰產地:河南永城、規格型號:IFA-I級;外加劑產地:南京、規格型號:UC-II高效泵送劑;鋼纖維產地:宜興市軍威、規格型號:波紋型DM-02;水:飲用水。(表1)
碎石采用連續級配,技術等級不應低于II級,由于集料級配對混凝土的彎拉強影響很大,主要表現在振實后,集料能夠逐級密實填充,形成高彎拉強度所要求的嵌擠力;另一方面集料級配對混凝土的干縮性為敏感,逐級密實填充的良好級配有利于減小混凝土的干縮;砂采用中粗砂,技術等級為II級,細度模數為2.8,屬II區;水泥采用散裝普通硅酸鹽42.5,各項指標送檢檢測均合格;粉煤灰符合I級粉煤灰指標要求;泵送劑、鋼纖維及拌和用水均送有質資的檢測部門進行檢驗合格。
(三)計算初步配合比
1、計算砼的配置強度fcu。o設計要求砼強度fcu,k=40Mpa(標準差δ=6.0Mpa)。試配強度:fcu,o=fcu,k+1.645δ=40+1.645×6.0=49.87Mpa。
2、計算水灰比W/C。計算水泥實際強度。采用海螺P.O42.5級普通硅酸鹽水泥fcu,k=42.5Mpa,水泥富余系數γ取1.13。水泥實際強度為:Fce=γ×fcu,k=1.13×42.5=48.03Mpa。
3、計算砼水灰比。砼的配置強度fcu,o=49.87Mpa,水泥強度fce=48.03Mpa,可查JTGF30-2003表5.0.4回歸系數aa、ab選用表:aa=0.46,ab=0.07;W/C=(0.46×48.03)/(49.87+0.46×0.07×48.03)=0.43。
耐久性校核。查JTGF30-2003表4.2.2-2鋼纖維混凝土滿足耐久性要求最大水灰比0.44,按規范要求取鋼纖維混凝土基體的水灰比的計算值與規定值兩者中的小值,取水灰比W/C=0.43。
4、確定用水量MWO。鋼纖維采用波紋型DM-02,厚×寬×長(mm)=0.5×0.5×32 長徑比為59,按設計文件要求的鋼纖維混凝土配合比選取每方混凝土鋼纖維用量為70kg/m3。
要求砼拌和物坍落度75-90mm。碎石最大粒徑為25mm,查表選用水量取MWO=205Kg。
5、單位水泥用量MCO。MWO=MWO/W/C=205/0.43=477,設計砼所處環境屬于經受凍害和除冰劑的鋼筋砼,查JTGF30-2003表4.0.4得最小水泥用量為320/m3,按強度計算單位水泥用量為477/m3,符合強度要求,故采用單位水泥用量為477/m3。粉煤灰取代水泥率取10%(符合相應標準),超量系數取1.5,粉煤灰取70,水泥取407。
6、確定砂率βS。集料采用碎石的最大粒徑為25mm水灰比W/C=0.43,查JTGF30-2003表4.0.2取砼砂率βS=38%。
7、粗細集料單位用量(MsO、MgO)
假定每立方米砼重:2450
MsO+MgO=2450-205-477=1768
MsO=1768×38%=671
MgO=1768-671=1097
8、外加劑單位用量的確定。外加劑采用產地:南京UC-II高效泵送劑,添加用量為水泥用量的1.3%,即外加劑的單位用量為6.4/m3。
9、每m3砼材料用量。水∶水泥∶砂∶碎石∶粉煤灰∶外加劑∶鋼纖維=205∶407∶671∶1097∶70∶6.4kg∶70kg=1∶1.99∶3.27∶5.35∶0.34∶0.03∶0.34。
(四)驗證強度。為了驗證C40鋼纖維水泥砼的強度,擬定三個不同的配合比,其中一個為了按上述得出的基準配合比,另外兩個配合比的水灰比值,比基準的配合比分別增加、減少0.02。
試配一:水灰比為W/C=0.45,砂率βS=40%
MwO∶McO∶MsO∶MgO∶粉煤灰∶外加劑∶鋼纖維=205kg∶385kg∶680kg∶1110kg:70kg:6.4kg:70kg=1∶1.88∶3.32∶5.41∶0.34∶0.03∶0.34
試配二:水灰比為W/C=0.41,砂率βS=40%
MwO∶McO∶MsO∶MgO∶粉煤灰∶外加劑∶鋼纖維=205kg∶430kg∶663kg∶1082kg∶70kg∶6.4kg∶70kg=1∶2.10∶3.23∶5.28∶0.34∶0.03∶0.34
通過對幾種不同水灰比的7天及28天強度來看,水灰比為W/C=0.41,7天平均抗壓強度達到53.5MPa,28天平均抗壓強度達到58.4Mpa,坍落度為90mm;水灰比為W/C=0.43,7天抗壓強度達到50.2MPa,28天抗壓強度達到57.4MPa,坍落度為110mm;水灰比為W/C=0.45,7天平均抗壓強度達到40.5MPa,28天平均抗壓強度達到48.5MPa,坍落度為130mm。以上幾種不同的水灰比強度都能達到設計強度要求,但從設計強度上考慮,項目部決定采用水灰比為W/C=0.43的設計配比。
項目部在本橋的主橋上現澆了一塊于橋面鋪裝層同樣的鋼纖維混凝土與試驗室內試塊做為同樣對比,現取芯送檢做7天抗劈裂強度來看平均強度4.23Mpa,7天抗壓強度平均強度為41.1Mpa。試驗室標準養護室內7天抗折強度為4.92Mpa,28天抗折強度為5.57Mpa,3天平均抗壓強度為41.1Mpa,7天抗壓強度平均強度為48.9Mpa,28天抗壓強度平均強度為59.0Mpa。以上數據可以看出受橋面行車撓度及外觀的影響,現場強度要比試驗室內強度要低。
本次攪拌的為JD-1500型砼拌和機,運輸采用砼攪拌車進行運輸,設計的坍落度為120mm,通過對不摻加鋼纖維和摻加鋼纖維,兩種拌和出來的成品料,坍落度指標完全不同。試驗人員在攪拌站做出的坍落度和橋面上做出的坍落度相差為30～40mm。
五、施工工藝
在保證橋面車輛單向通行的前提下,所采取的半幅施工方法,先切割老橋面鋪裝層再進行人工破除,清理老橋面鋪裝層后,對橋面進行施工放樣測量,控制兩側伸縮縫高程。鋪筑厚度控制在邊口最薄處厚度在8cm以上。清理后進行植筋、綁扎鋼筋、立模完進行澆筑砼,用土工布進行養生,養生期10d左右,待強度測試達設計要求時開放交通。
六、施工質量控制
施工前對各種原材料進行質量檢驗。在施工過程中,應檢查鋼纖維混凝土的配合比是否符合設計要求,尤其是對鋼纖維混凝土攪拌時的投料順序、拌和時間,以及鋼纖維混凝土澆筑過程中攤鋪和振搗質量進行有效控制,確保鋼纖維在混凝土中分布均勻,達到良好的力學性能。按施工規范要求對每一工作日澆筑的混凝土制作抗壓試件。與普通混凝土一樣,鋼纖維混凝土也應加強早期養護。
七、結束語
(一)能有效控制路面裂縫,延長使用壽命,經濟效果顯著。
(二)加大縮縫間距,減少縮縫養護成本,提高行車舒適性。
(三)鋼纖維混凝土面層厚度可比普通混凝土減少30%～50%,有效縮短施工工期。
(四)早期強度高,對橋面修復改建可提前開放交通。
(五)粘聚性、和易性特別好。
(作者單位:蚌埠市公路管理局五河分局)
主要參考文獻:
[1]高丹盈,趙軍.鋼纖維混凝土設計與應用.中國建筑工業出版社,2003.
鋼纖維范文3
關鍵詞：鋼纖維噴射混凝土，配合比設計，耐久性能，“水泥裹砂”，“水泥裹石”
1．論文的目的和意義1.1本論文的研究目的：
1.1.1根據對各類圍巖調查與分級，提出相應的臨時性和永久性支護的鋼纖維噴射混凝土的強度等級。
1.1.2通過一系列的室內試驗和現場試噴試驗來確定鋼纖維的加入量和鋼纖維混凝土的配合比。使其既能滿足設計的各項指標要求，又能滿足易于噴射施工的要求。
1.1.3對實驗室的鋼纖維噴射混凝土各種力學性能和耐久性能測試，為現場錨噴支護工藝的安全性和耐久性做出評價。
1.2本論文的研究意義:
鋼纖維噴射混凝土是通過管道輸送裝置在高壓作用下將摻入鋼纖維的混凝土拌合物高速噴射到施工作業面的一項技術。鋼纖維噴射混凝土首次于1973年在美國愛達州得到應用，其后，將其成功應用于隧道襯墊、斜坡穩定、涵洞、水庫等其他結構工程。70年代，鋼纖維作為一種新工藝是為了加固噴混凝土襯砌,它最顯著的特點是大大降低了過去那種繁重耗時的鋼筋網制作，而代之以機械化的連續的噴射混凝土施工。70年代末，瑞典曾對鋼纖維噴射混凝土的加固作用進行了大規模的試驗研究,包括鋼纖維噴射混凝土加固與鋼筋網噴混凝土加固效果的比較。70年代后期和80年代初期，加拿大廣泛開展了鋼纖維噴射混凝土工藝的應用和研究，并將干拌法鋼纖維噴射混凝土工藝成功應用于巖石加固措施中。鋼纖維混凝土是用一定量亂向分布的鋼纖維增強的以水泥為粘結料的混凝土，屬于一種新型的復合材料。由于其抗裂性特強、韌性很大、抗沖擊與耐疲勞強度高、抗拉與抗彎強度高，廣泛應用于道路、機場、橋梁、水工、港口、鐵路、礦山、隧道、軍事及工民建等工程領域。如佳密克絲鋼纖維混凝土在國外的應用[1]及在大朝山水電站的應用[2]，及在江口水電站地下洞室支護中的應用[3]，1978年,上海市政工程研究所等單位對鋼纖維混凝土進行了研究,并把它運用于城市的鋪裝路面工程取得了一定成果[4]。1982年9月,鐵道部專業設計院和原武漢局共同協作,在襄渝線青徽鋪隧道病害整治中,用鋼纖維噴射混凝土加固隧道裂損拱圈的試驗,初步取得成功[4]。1984年梅山鐵礦在采用素噴射混凝土失敗后改用鋼纖維噴射混凝土加固巷道,也取得了成功[4]。
2 鋼纖維噴射混凝土原材料、檢測方法及結果2.1、混凝土的標號及原材料的選擇2.1.1、混凝土的標號混凝土的設計標號為250號和300號,即C25和C30。
2.1.2、原材料的選擇鋼纖維噴射混凝土的原材料包括鋼纖維和其他原材料：水泥、水、骨料、外加劑以及混合材料。
（1）水泥:選用產量大、質量穩定、早期強度較高的天宇水泥廠生產的P.O 42.5級水泥。
（2）硅灰：選用挪威埃肯硅灰公司生產的比表面積為645m2/g。減少混凝土干縮和徐變，降低水化熱,減少噴射混凝土的回彈，提高混凝土的后期強度。
（3）鋼纖維:鋼纖維的類型對加固效果有著很大的影響,為達到較好的加固效果,通過鋼纖維噴射混凝土試驗，采用武漢新途工程纖維制造有限公司生產的CW03-05/30-600和CW-05/30-1000型鋼纖維，兩端彎曲。長度在30mm，直徑在0.50 mm，長徑比為60?？估瓘姸葹?00和1000 MPa。所用鋼纖維符合美國標準ASTMA820的要求。
（4）骨料:用于噴射混凝土的骨料應有良好顆粒級配。
（5）速凝劑:選用湖北大冶 JS-2型高效速凝劑,減少回彈防止砼脫落。
（6）抗滲劑和高效減水劑：選用蒙城生產的UEA低堿型高效減水劑（聚羧酸系），減少收縮和回彈,降低水灰比。
3．鋼纖維噴射混凝土速凝劑摻量的選擇噴射混凝土為澆筑和振搗合一的施工工藝，不需要模板，能在臨空或狹小工作面上制成薄壁結構，是地下工程和巖石支護工程中的一項重要措施。論文大全。由于使用濕噴工藝和速凝劑時作業環境好、混凝土裂縫少、表面質量好、混凝土性能可以同不摻速凝劑混凝土一樣正常發展，因而摻速凝劑濕噴工藝的應用越來越多，成為噴射混凝土的發展方向。
3.1、速凝劑的實驗方法我國行業標準《噴射混凝土用速凝劑》（JC477-2005）提出的速凝劑試驗方法為：先將400g水泥與計算加水160ml攪拌到均勻后，再按推薦摻量加入速凝劑，迅速攪拌25～30s，立即裝入圓模，人工振動數次，削去多余水泥漿，并用潔凈的刀修平表面。從加入液體速凝劑算起操作時間不應超過50s。用此方法測得的速凝劑初凝時間不大于5分鐘，終凝時間不大于12分鐘。
3.2、速凝劑對水泥砂漿凝結時間的影響按照錨桿噴射混凝土支護技術規范（GB50086-2001），JS-2型高效速凝劑摻量分別為1%、2%、3%、4%、5%，分別測試水泥凈漿的初凝時間、終凝時間和28天抗壓強度和砂漿抗裂性，表7為JS-2型高效速凝劑的摻量與水泥凝結時間的關系。
表1、速凝劑的摻量與水泥凝結時間
鋼纖維范文4
關鍵詞：復合鋼纖維混凝土，力學性能，試驗研究
中圖分類號：TU37文獻標識碼： A 文章編號：
1 引言
鋼纖維混凝土(Steel fiber reinforced concrete, SFRC)是在普通混凝土中均勻摻入一定量鋼纖維組成的一種復合材料。因鋼纖維在混凝土中均勻亂向分布，在受載過程中限制和滯后了混凝土基體的裂縫發展，使脆性的混凝土變為具有良好韌性的水泥基復合材料，從而具有較高抗震、抗裂、抗沖擊性能，改善混凝土抗拉、抗壓、抗剪和耐磨性能。鑒于以上優越性，鋼纖維增強混凝土在路面、橋面混凝土軌枕、機場跑道、抗震抗爆結構等土建工程中得到日益廣泛的應用，前景十分廣闊[1、2]。
鋼纖維對混凝土的增強作用是由混凝土材料特性、鋼纖維摻量、鋼纖維自身參數等因素共同作用產生的。研究表明單純增加鋼纖維摻量并不能顯著提高鋼纖維混凝土的力學性能，在經濟上并不可取[3]。本文試驗研究了復合鋼纖維摻入形式對混凝土的力學性能的影響，可以作為實際工程中更加經濟合理地使用鋼纖維混凝土的參考依據。
2 力學性能試驗研究
2.1 試驗安排
試件按《鋼纖維混凝土試驗方法標準》（CECSI3：89）要求制作。抗壓試件和劈拉試件尺寸均為150mm×150mm×150mm，抗折試件為150mm×150mm×550mm。材料選用425＃水泥，河砂，碎石，碎石最大粒徑25mm，鋼纖維采用贛州大業金屬纖維有限公司的GSF0960、GSF0645、GSF0213切斷型鋼纖維，長徑比分別為65、67、75，纖維長度分別為60mm、45mm、20mm，三種鋼纖維按重量比1：1：1混合。鋼纖維體積摻量取0、2％二組，基體采用C30、C60、C90三種細石混凝土。
2.2 試驗方法
試驗包括抗壓強度、劈拉強度和抗折強度試驗三部分?？箟簭姸群团瓘姸仍囼灢捎?00t靜載試驗機，試驗按《鋼纖維混凝土試驗方法標準》進行。
抗折試驗采用50t靜載試驗機，加載模式為中點加載。荷載由壓力機表盤示數讀出，在試件下沿中心設置撓度計以測量試件撓度?！朵摾w維混凝土試驗方法標準》規定應采用三等分點加載，本試驗由于條件所限未能采用這種加載方式。為使試驗結果具有可比性，以下對這兩種方式的換算關系加以分析。
《標準》試驗方法條件下兩加載點之間處于純彎狀態，其給出的抗折強度的計算公式如下：
為三分點加載模式下試件破壞荷載。此式實為純彎條件下試件下沿中心點的彎曲正應力計算公式。
本文試驗采用的加載方式在試件的中間截面剪應力為零，故中間截面處只有彎曲正應力，求出此彎曲應力就是本文試驗得出的抗折強度，即：
為中點加載模式下試件破壞荷載。此式作為本文抗折強度的計算公式。
又設試件破壞時彎曲應力相等，可得：
即中點加載時所得荷載值的1.5倍為三分點加載時的荷載值。與標準試驗結果的對比表明，以上所述換算關系是成立的。
2.3 試驗結果及分析
試驗得到復合鋼纖維混凝土的抗壓強度、劈拉強度、抗折強度數據如表1，表中“2單”為作為對比的2％鋼纖維摻量單種鋼纖維混凝土數據。圖1、2、3為典型彎曲荷載－撓度曲線。根據圖1、2、3使用日本土木工程協會標準JSCE G552標準計算了材料的韌性指數，結果一并列于表1。
表1抗壓強度、劈拉強度、抗折強度試驗結果
2.3.1 兩種鋼纖維摻入形式對鋼纖維混凝土抗壓強度的影響
從表1和圖1～3可以看出，單一鋼纖維和復合鋼纖維這兩種鋼纖維摻入形式對鋼纖維混凝土的抗壓強度有一定影響，但總的來說影響不大，只有在混凝土基體強度較高時，復合鋼纖維混凝土的抗壓強度產生了較大的增長。表1數據計算表明，當混凝土基體強度分別為C30、C60、C90時，復合鋼纖維混凝土的抗壓強度分別較單一鋼纖維混凝土抗壓強度增長7.6％、1.9％，17.9％。從鋼纖維混凝土的增強機理來說，鋼纖維的抗拉強度很高。所以，當試件受壓時，混凝土內亂向鋼纖維網格對基體混凝土的約束作用很強，使試件處于近似的三向受壓狀態，從而導致材料的抗壓強度提高，所以鋼纖維混凝土材料的抗壓強度較素混凝土有了較大的提高。但由于本文試驗微鋼纖維表面光滑，所以與混凝土基體的粘結強度很低，微鋼纖維的摻入實際上使整個體系內增多了截面薄弱區，從而導致材料的抗壓強度幾乎沒有明顯的提高。
圖1 C30鋼纖維混凝土 圖2 C60鋼纖維混凝土 圖3 C90鋼纖維混凝土
2.3.2兩種鋼纖維摻入形式對鋼纖維混凝土劈裂抗壓強度的影響
本文的試驗結果表明，摻入鋼纖維后混凝土的抗拉強度有較大的增長。其中，復合鋼纖維混凝土的劈裂抗拉強度增長尤其明顯，基本上都較基體混凝土劈拉強度增長了1倍以上，較單一鋼纖維混凝土有更好的增強效果。
2.3.3兩種鋼纖維摻入形式對鋼纖維混凝土抗彎強度和彎曲韌性的影響
由圖1、2、3可以看出，兩種鋼纖維摻入方式對混凝土的抗彎強度均有較好的增強效果，其中復合鋼纖維混凝土的極限抗彎強度更高一些，C30、C60、C90三種標號混凝土的抗折強度較單一鋼纖維混凝土增長8.3％、8.2％，2.9％。在荷載－撓度曲線圖上，復合鋼纖維混凝土的荷載－撓度曲線包圍的面積更大，極限荷載至破壞區段下滑曲線的斜率也較單一鋼纖維混凝土下降段斜率更小，說明當試件破壞時材料吸收的應變能更多，材料的塑性變形能力更好。試件進入下降段時，鋼纖維與混凝土間的界面粘結力達到了極限值，鋼纖維逐漸被拔出，承載能力逐步下降,最終導致試件完全破壞.在此階段內,由于數目眾多且亂向分布的微鋼纖維仍需吸收很大的能量,故荷載撓度曲線的下降趨勢較為平緩,材料呈現良好的塑性或韌性。
本文采用日本土木工程協會標準JSCE G552標準計算了材料的韌性指數。韌性指數的計算結果表明，復合鋼纖維混凝土的韌性較單一鋼纖維混凝土有較大提高。C30、C60、C90三種標號混凝土的韌性指數提高幅度分別為9％、60％、56％。這顯示復合鋼纖維摻入方式對高標號混凝土的韌性指標改善較為明顯。
3 結論
（1）復合鋼纖維摻入對混凝土的抗壓強度有一定影響，但影響程度不大。
（2）復合鋼纖維摻入后混凝土的劈裂抗拉強度增長尤其明顯，基本上都較基體混凝土劈拉強度增長了1倍以上，較單一鋼纖維混凝土對基體混凝土的增強有明顯的提高。
（3）復合鋼纖維混凝土的抗彎強度較單一鋼纖維混凝土有一定的提高，約為2～8％。對鋼纖維混凝土的韌性指標有很明顯的改善。說明通過復合鋼纖維的摻入可以在大大改善鋼纖維混凝土的塑性變形性能。
參考文獻：
（1）鋼纖維砼(SFRC)及其應用研究.宋萬明，董斌. 昆明理工大學學報，第23卷第1期，1998年2月，P20~24.
（2）鋼纖維混凝土本構理論的研究、工程應用及發展. 程慶國. 中國鐵道科學，第20卷第2期(總第48期)，1999年6月.P1~9.
鋼纖維范文5
Abstract: Along with the development of market economy, China's urbanization process accelerates. Chinese infrastructure construction is gradually increasing, road and bridge projects construction increases, and the demand for building materials to road and bridge projects bwcomes higher and higher. Steel fiber reinforced concrete as a new type of composite material, can effectively enhance the construction of concrete tensile, flexural and impact performance. This paper briefly outlines the basic concepts and performance of steel fiber reinforced concrete, deeply discusses the specific applications of steel fiber reinforced concrete in road and bridge engineering, and briefly introduces construction technology of steel fiber reinforced concrete for reference.
關鍵詞:鋼纖維混凝土;施工工藝
Key words: steel fiber reinforced concrete;construction technology
中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)23-0063-01
1鋼纖維混凝土概述
隨著我國城市化建設的迅速發展,我國居民對建筑工程質量要求越來越高,為了增強混凝土的強度,在工程施工中一般在普通的混凝土中加入一定量的鋼纖維混合成鋼纖維混凝土,以此來改善混凝土的拉伸強度,增加其承載能力,鋼纖維混凝土在我國的基礎建設工程中已經得到了廣泛應用。
鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復合材料。這些亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內部微裂縫的擴展及宏觀裂縫的形成,顯著地改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能,具有較好的延性。
鋼纖維混凝土(簡稱SFRC)是指把占混凝土體積的1%～2%的,直徑為0.3～0.6mm、長度為20mm,40mm的短鋼纖維均勻地混合到混凝土中,可以是特定方向也可以是隨機的方向。新形成的混凝土便是鋼纖維混凝土,根據摻入的鋼纖維的加工工藝的不同,鋼纖維混凝土主要可以分為四種,其中冷拔型鋼纖維抗拉強度最高,性能最好。根據纖維增強機理的各種理論,諸如纖維間距理論、復合材料理論和微觀斷裂理論,以及大量的試驗數據的分析,可以確定纖維的增強效果主要取決于基體強度(fm),纖維的長徑比(鋼纖維長度l與直徑d的比值,即l/d),纖維的體積率(鋼纖維混凝土中鋼纖維所占體積百分數),纖維與基體間的粘結強度(τ),以及纖維在基體中的分布和取向(η)的影響。當鋼纖維混凝土破壞時,大都是纖維被拔出而不是被拉斷,因此改善纖維與基體間的粘結強度是改善纖維增強效果的主要控制因素之一。
鋼纖維混凝土主要是通過取代建筑工程中的鋼筋,減小構件的截面尺寸或減小路面的厚度,調整伸縮的縫間距等來提高路橋工程的質量,有效地縮短工期,降低路橋工程的造價,保證其較長的使用壽命。
2鋼纖維混凝土在路橋工程中的具體應用
2.1 在路面工程中的應用鋼纖維混凝土在路面工程中應用時,主要是通過減少路面的鋪設厚度,少設縫隙,提高路面的耐磨性等來提高路面的使用壽命,從具體的應用來看,主要包括兩個方面的應用,一方面是鋼纖維混凝土在新建路面工程中的應用,另一方面是鋼纖維混凝土在罩面修補路面中的應用。在新建路面的工程中,采用鋼纖維混凝土,減小路面的厚度,保證雙車道路面不設縱縫,增加路面的使用壽命。在罩面修補路面中,可以采用結合式罩面面層與舊混凝土相互粘結為一整體,共同發揮結構的整體強度作用。也可以采用分離式罩面層,在中間設置一個隔離層,各層獨立發揮作用。
2.2 在橋梁工程中的應用鋼纖維混凝土一般在橋梁工程中應用于以下幾個方面,在橋面鋪裝上,可以利用鋼纖維混凝土達到上述道路工程的效果,有效改善橋梁的受力情況,在橋梁結構的局部加固方面,可以采用轉子Ⅱ型噴射機噴射5~20cm鋼纖維混凝土以滿足結構的整體性和抗震性要求。
2.3 在隧道工程中的應用在隧道工程中采用鋼纖維混凝土,一般是通過鋼纖維混凝土對隧道進行支護加固,可以有效的加強隧道結構的整體性,增強其承載能力,同時在隧道工程中,可以采用鋼纖維混凝土減少隧道的襯砌結構厚度,增強隧道的抗震能力,減少隧道的開挖數量,降低隧道工程的成本,增強隧道工程的經濟效益。
3施工中應注意的問題
鋼纖維混凝土因其低成本和有效提升混凝土強度的作用,在路橋工程上應用廣泛。鋼纖維的分布是否均勻對鋼纖維混凝土的工程質量有很大的影響。為了保證鋼纖維混凝土發揮出其應有的作用,在施工中,除了依據混凝土的施工規范進行施工外,還要關注以下幾個方面:
3.1 施工流程中需要注意的將鋼纖維放入攪拌機與混凝土攪拌在一起時,必須要先通過分散機,采用分級投料,按照砂、鋼纖維、碎石的次序,先干后濕,進行攪拌,避免出現結團現象。同時在進行鋼纖維混凝土澆注時必須連續保持連續進行,振搗時使用平板振動器振搗成型,并將振搗過的混凝土表面壓平,避免鋼纖維外露。
3.2 施工工具方面在鋼纖維混凝土施工時要避免攪拌機的超負荷工作,一般在進行鋼纖維混凝土施工中采用的工具是強制式攪拌機。在鋼纖維混凝土工程即將完工時,可以采用攤鋪機將其做成整幅式。
4結語
隨著我國城市化建設的深入發展,路橋工程作為城市基礎建設的重要組成部分,將會逐步增加,鋼纖維混凝土作為新型的混凝土符合材料,可以提高混凝土的強度,降低路橋工程成本,可以預見,其將會在路橋工程中廣泛使用,同時隨著生產方法的成熟和生產技術的改進,鋼纖維混凝土的成本將逐漸降低,因此其應用范圍將進一步拓寬,在具體的施工過程中,一定要嚴格按照混凝土的施工規范進行指導操作,保證鋼纖維混凝土最大效用的發揮。
參考文獻:
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[3]郭艷華.鋼纖維混凝土增韌性能研究及韌性特征在地下結構計算中的應用[D].西南交通大學,2008.
鋼纖維范文6
[關鍵詞]鋼纖維混凝土；性能；施工；技術
用普通水泥混凝土修建路面雖有強度高，板塊性好，有一定的抗磨性及承受氣象作用的耐久性好等特點，但它的最大缺陷是脆性大、易開裂、抗溫性差，路面板塊容易受彎折而產生斷裂，所以就要求路面面板應有足夠的抗彎、抗拉強度和厚度。用鋼纖維混凝土修筑路面，就是意將鋼纖維均勻地分散于基體混凝土中（與混凝土一起攪拌），并通過分散的鋼纖維，減小因荷載在基體混凝土引起的細裂縫端部的應力集中，從而控制混凝土裂縫的擴展，提高整個復合材料的抗裂性。同時由于混凝土與鋼纖維接觸界面之間有很大的界面粘結力，因而可將外力傳到抗拉強度大、延伸率高的纖維上面，使鋼纖維混凝土作為一個均勻的整體抵抗外力的作用，顯著提高了混凝土原有的抗拉、抗彎強度和斷裂延伸率。特別是提高了混凝土的韌性和抗沖擊性。
1.鋼纖維混凝土的基本性能
鋼纖維混凝土中亂向分布的短纖維主要作用是阻礙混凝土內部微裂縫的擴展和阻滯宏觀裂縫的發生和發展。在受荷（拉、彎）初期，水泥基料與纖維共同承受外力，當混凝土開裂后，橫跨裂縫的纖維成為外力的主要承受者。因此鋼纖維混凝土與普通混凝土相比具有一系列優越的物理和力學性能。
1.1強度和重量比值增大
這是鋼纖維混凝土具有優越經濟性的重要標志。
1.2具有較高的抗拉、抗彎、抗剪和抗扭強度
在混凝土中摻入適量鋼纖維，其抗拉強度提高25％～50％，抗彎強度提高40％～80％，抗剪強度提高50％～100％。
1.3具有卓越的抗沖擊性能
材料抵抗沖擊或震動荷載作用的性能，稱為沖擊韌性，在通常的纖維摻量下，沖擊抗壓韌性可提高2～7倍，沖擊抗彎、抗拉等韌性可提高幾倍到幾十倍。
1.4收縮性能明顯改善
在通常的纖維摻量下，鋼纖維混凝土較普通混凝土的收縮值降低7％～9％。
1.5抗疲勞性能顯著提高
鋼纖維混凝土的抗彎和抗壓疲勞性能比普通混凝土都有較大改善。當摻有1_5％鋼纖維抗彎疲勞壽命為1×106次時，應力比為0.68，而普通混凝土僅為0.51：當摻有2％鋼纖維混凝土抗壓疲勞壽命達2×106次時，應力比為0.92，而普通混凝土僅為0.56。
1.6耐久性能顯著提高
鋼纖維混凝土除抗滲性能與普通混凝土相比沒有明顯變化外，由于鋼纖維混凝土抗裂性、整體性好，因而耐凍融性、耐熱性、耐磨性、抗氣蝕性和抗腐蝕性均有顯著提高。摻有1.5％的鋼纖維混凝土經150次凍融循環，其抗壓和抗彎強度下降約20％，而其他條件相同的普通混凝土卻下降60％以上，經過200次凍融循環，鋼纖維混凝土試件仍保持完好。摻量為1％、強度等級為CF35的鋼纖維混凝土耐磨損失比普通混凝土降低30％。摻有2％鋼纖維高強混凝土抗氣蝕能力較其他條件相同的高強混凝土提高1.4倍。鋼纖維混凝土在空氣、污水和海水中都呈現良好的耐腐蝕性，暴露在污水和海水中5年后的試件碳化深度小于5mm，只有表層的鋼纖維產生銹斑，內部鋼纖維未銹蝕，不像普通鋼筋混凝土中鋼筋銹蝕后，銹蝕層體積膨脹而將混凝土脹裂。
2.鋼纖維混凝土原材料的選擇及配合比設計
2.1水泥
一般可采用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥。因鋼纖維混凝土路面特殊工作條件、厚度小，故路面混凝土應盡可能采用強度高、干縮性小、抗磨性及抗凍性好的水泥。
2.2集料
粗骨料（粒徑大于7mm），宜采用巖漿巖或未風化的沉積巖碎石，不宜采用石灰巖碎石，最大粒徑不宜大于20mm和鋼纖維長度的1／2。細集料（粒徑小于5mm）可用天然砂，要求顆粒堅硬耐磨、級配良好、表面粗糙有棱角。
2.3水和外摻劑
同普通混凝土一樣，以飲用水為宜，混凝土用水量約為130-180kg／m3，為保證混凝土具有足夠的強度和密實度，水灰比宜為0.4-0.55，水灰比低時，混凝土和易性差，可增加減水劑或塑化劑，為使路面提早開放交通，可在混凝土中摻加適量早強劑，為提高混凝土的和易性、抗凍性，可摻入適量加氣劑。
2.4配合比設計
為利于路面工程的實際運用，鋼纖維混凝土的配合比設計應直接基于鋼纖維混凝土的性能及使用進行設計，即在使用鋼纖維混凝土配合比設計中，以鋼纖維混凝土的抗折強度作為配合比設計指標，尋求制約鋼纖維混凝土抗折強度的主要因素，如鋼纖維摻入量，鋼纖維長徑比，水泥標號與水灰比之間的比例關系，通過上述諸因素的調整，控制鋼纖維的抗折強度。
鋼纖維混凝土配合比設計時，必須滿足路面設計要求的拌和性能及硬化后的性能、鋼纖維混凝土路面結構的設計要求決定，通常為抗壓強度、抗折強度、彎曲韌度等，通常路面結構設計時以抗折強度、抗壓強度為主要強度指標，為提高鋼纖維混凝土的韌性，應盡可能選用與混凝土基體粘結強度較高的鋼纖維。路面鋼纖維混凝土配合比的強度試驗，應根據路面等級和工程要求分別進行抗壓與抗折試驗。
3.鋼纖維混凝土的施工技術
3.1拌和
拌和是保證鋼纖維混凝土在混凝土基體中均勻分布的重要環節，因此，鋼纖維混凝土路面施工須采用機械攪拌，一般采用強制式或反錐式攪拌機，為保證鋼纖維混凝土攪拌均勻，其投料順序為：水泥、粗集料、細集料、鋼纖維，其中纖維投料分三次投入拌和機中，干拌均勻，再加足水濕拌，拌和時間一般為2～3分鐘。
3.2運料
在運送混合料時，主要采用手推車、翻斗車或自卸汽車運輸，應盡量縮短運送的時間和距離，以免運輸中振動使鋼纖維下沉，影響拌和料的均勻性，運輸中要防止鋼纖維受污染，運輸的最長時間以試驗提供的水泥初凝時間并給予施工留有足夠的操作時間為限。
3.3澆筑
當混合料運送至指定地點后，一般直接倒入安裝好模板的路槽內，并用人工找平，落料時應避免同一處大堆落下，在規定的連續施工區段內，必須連續進行，不能中斷，否則會造成鋼纖維沿接縫隙表面排列，不能產生增強作用，易產生裂縫。
3.4振搗
鋼纖維混凝土的振搗機具宜用平板振搗器。若板厚在0.2m以內可一次攤鋪成型，振動時間一般以表面振出砂漿、混合料不再下沉為度，嚴禁漏振，再用兩端置于外側模板的振動梁，沿攤鋪方向振動壓平，振動過程中，多余混合料被刮出，低凹處應隨時補足，最后用置于兩側模板上的無縫鋼管，沿縱向滾壓一遍，以確保路面的平整度。
3.5表面處理