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一、粘結性

由于鋼纖維與混凝土基體的界面粘結主要是物理性的,即以摩擦剪力的傳遞為主,因此對鋼纖維本身來說,應該從纖維表面和纖維形狀兩個方面來改善其粘結性能。具體的方法有下列四種。

1.使鋼纖維表面粗糙化、截面呈不規則形。采用熔抽法生產就能達到這個目的。因為鋼纖維在遇空氣急劇冷卻時,表面收縮不均勻而變得粗糙,同時截面也收縮成月牙形,增加與基體的接觸面積。銑削型鋼纖維一個表面光滑,另一個表面粗糙,也增加了與混凝土的接觸面積。

2.沿鋼纖維軸線方向按一定間距對纖維進行塑性加工。例如日本神戶制鋼公司的“柯”鋼纖維雷邦公司的“XOREX"鋼纖維(圖2-1,c)以及慶安鋼鐵廠的“S-2”和“S--3"號鋼纖維。由于表面壓成棱形,或壓成波形,增加了機械粘結力。

3.使鋼纖維的兩端異形化。如鋼錠銑削型鋼纖維兩端帶有錨固臺;貝克爾公甸的"DRAMⅨ"鋼纖維(圖2-1,e)和慶安鋼鐵廠的“S-4和as-so型鋼纖維,.都是在兩端制成彎鉤;還有熔抽法抽取的大頭形鋼纖維。由于兩端的錨固作用,提高了抗撥力。




鋼纖維混凝土抗拉強度標準值fftk=ftk(1+αt?ρf?lf/df);

其中,fftk,ftk--鋼纖維混凝土抗拉強度標準值,設計值;

αt--鋼纖維對鋼纖維混凝土抗拉強度影響系數,宜通過試驗確定;

ρf--鋼纖維體積率(即鋼纖維摻量體積率);

lf--鋼纖維長度;

df--鋼纖維直徑或等效直徑;

lf/df--鋼纖維長徑比

鋼纖維混凝土彎拉強度(抗折強度)。

鋼纖維混凝土用于公路路面、機場道面、或其它采用彎拉強度為設計指標的結構時,與鋼纖維混凝土相應的集體混凝土的彎拉強度設計值的分級和使用范圍,可按現行有關水泥混凝土路面、機場道面等行業設計規范的規定采用。




鋼纖維是指用鋼材的短纖維,將鋼絲切斷,并按照規定樣式壓制成兩端彎鉤,具有一定強度。鋼纖維主要用于制造鋼纖維混凝土,并應用于隧道、工業地坪等領域。

鋼纖維是一種新、高性能的鋼纖維品種。鋼纖維道路的配合比設計方法大體與普通混凝土相同,不同點為:強度雙控標準(抗壓強度和彎拉強度);鋼纖維摻量根據設計要求的彎拉強度確定;單位用水量和砂率與纖維摻量有關,每摻加0.5%(體積率)鋼纖維,單位用水量增加6kg,砂率增大2%。

鋼纖維混凝土具有與普通混凝土一樣的攪拌、運轉和施工性能,纖維在混凝土中不會結球,分布均勻,可在商品混凝土攪拌站進行生產并能用于泵送施工。銑削鋼纖維混凝土的早期坍落度損失較大,30分鐘損失32%,2小時損失42%。鋼纖維混凝土的實際工作性優于相同的坍落度的普通混凝土。鋼纖維混凝土具有良好的材料性能,與普通混凝土相比,其抗壓強度提高2~20%;彎拉強度提高20~50%;劈裂抗拉強度提高20~40%;耐磨性能提高40%左右,其物理力理性能完全可以滿足城市道路工程及檢查井蓋等配套構件需求技術指標。鋼纖維粗糙而潔凈的表面,能與混凝土中的水泥漿體牢固的結合,這是銑削鋼纖維提高混凝土各種性能的根本原因。



4.對鋼纖維表面涂覆環氧樹脂和表面銹化處理。這種方法對界面粘結強度的提高不如前幾種方法,但也有一定的增果。

小林一輔、比利時列日大學和章文綱等的試臉都證明有彎鉤的鋼纖維比平直鋼纖維的增果提高約一倍,小林一輔的試驗說明壓棱鋼纖維的效果接近有彎鉤的鋼纖維。這些異形鋼纖維不但提高了鋼纖維的強度,并且提高了韌度。波形鋼纖維雖然對提高鋼纖維混凝土強度的作用不大,但是能成倍地提高韌度。

二、硬度

無論哪一種加工方法制造的鋼纖維,在加工過程中都遇到高熱和急劇冷卻,相當于淬火狀態。因此鋼纖維的表面硬度都較高。用于混凝土補強進行攪拌時很少發生彎曲現象。如果鋼纖維過硬過脆,攪拌時也易折斷,影響增果。在熔抽法生產鋼纖維時,從熔抽輪下離心噴出的鋼纖維仍處于高溫狀態,用滾筒或振動輸送方法分散并進行冷卻。否則鋼纖維聚集,熱量難以散發,反而起退火作用。




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