鋼纖維增強(qiáng)混凝土是以水泥漿、砂漿或混凝土為基材,以纖維為增強(qiáng)材料組成的一種復(fù)合材料。在水泥漿、砂漿或混凝土基體中摻入抗拉強(qiáng)度高、極限延伸率大、抗堿性好的纖維可以有效的限制在外力作用下水泥基料中裂縫的擴(kuò)展。在受載初期,基體和纖維共同承受外力,而前者是外力的主要承受者;當(dāng)基體開(kāi)裂后,橫跨裂縫的纖維成為外力的主要承受者。

由于纖維的存在,從微觀機(jī)制上改良了基體的力學(xué)性能,并且可以實(shí)現(xiàn)按使用要求設(shè)計(jì)材料,從而使纖維混凝土成為一種重要的新型建筑材料,被廣泛的用于土木工程中。在工程實(shí)際中,常用的纖維有鋼纖維、石棉纖維、植物纖維、玻璃纖維、尼龍纖維、高密度聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、維尼綸纖維、丙綸纖維、晴綸纖維、碳纖維及開(kāi)夫(Kvelar)纖維等。由于鋼纖維能成批生產(chǎn),價(jià)格便宜,施工方便,故近年來(lái)鋼纖維混凝土的研究和應(yīng)用發(fā)展最快。

鋼纖維混凝土的性能：

鋼纖維混凝土與普通混凝土相比,其主要優(yōu)點(diǎn)有:

1.強(qiáng)度和重量的比值增大。

2.抗拉強(qiáng)度和主要由主拉應(yīng)力控制的抗剪、抗彎、抗扭強(qiáng)度明顯提高。

3.變形性能明顯改善。

4.抗收縮和徐變性能有所提高。

5.抗裂和抗疲勞性能有較大改善。

6.具有較好的物理耐久性和化學(xué)耐久性。

纖維增強(qiáng)混凝土的應(yīng)用和研究狀況：

1963年J..PRomualdi和G.B.Baston發(fā)表了一系列關(guān)于鋼纖維混凝土裂紋開(kāi)展的機(jī)理,提出了纖維間距理論,從而開(kāi)始了這種新型復(fù)合材料的實(shí)用化開(kāi)發(fā)研究階段。70年代,美國(guó)開(kāi)發(fā)了熔抽技術(shù),制造出廉價(jià)的鋼纖維,為鋼纖維混凝土的實(shí)際應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。此后20多年,鋼纖維混凝土在世界各國(guó)的開(kāi)發(fā)研究受到普遍重視,尤以美國(guó)、1日本、英國(guó)進(jìn)展最快。我國(guó)研究和應(yīng)用鋼纖維混凝土開(kāi)始于70年代,而近年來(lái),發(fā)展異常迅速,已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用和深入的研究,已連續(xù)召開(kāi)了八屆全國(guó)纖維水泥與纖維混凝土學(xué)術(shù)會(huì)議。工程中應(yīng)用較廣的有隧洞襯砌、橋梁、鐵路軌枕、大跨建筑物、管道工程、維修加固工程等23[一27]。但我國(guó)纖維混凝土的應(yīng)用和研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,據(jù)估計(jì)1997年歐洲鋼纖維用量約為3萬(wàn)噸,我國(guó)在各項(xiàng)工程中碳鋼纖維用量約為7千噸,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。

在促進(jìn)鋼纖維混凝土技術(shù)發(fā)展和實(shí)用化過(guò)程中,其基本性能和基礎(chǔ)理論研究也取得了較大的進(jìn)展。在力學(xué)性能上分別進(jìn)行著宏觀、細(xì)觀和微觀三個(gè)層次的研究。對(duì)鋼纖維增強(qiáng)機(jī)理提出了復(fù)合材料理論和纖維間距理論以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的其他理論。當(dāng)今的研究又進(jìn)一步深化到界面細(xì)觀結(jié)構(gòu)和由此產(chǎn)生的界面效應(yīng)、鋼纖維混凝土微觀結(jié)構(gòu)與宏觀行為的關(guān)系。

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