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钢纤维是指用钢材的短纤维,将钢丝切断,并按照规定样式压制成两端弯钩,具有一定强度。钢纤维主要用于制造钢纤维混凝土,并应用于隧道、工业地坪等领域。
钢纤维是一种新、高性能的钢纤维品种。钢纤维道路的配合比设计方法大体与普通混凝土相同,不同点为:强度双控标准(抗压强度和弯拉强度);钢纤维掺量根据设计要求的弯拉强度确定;单位用水量和砂率与纤维掺量有关,每掺加0.5%(体积率)钢纤维,单位用水量增加6kg,砂率增大2%。
钢纤维混凝土具有与普通混凝土一样的搅拌、运转和施工性能,纤维在混凝土中不会结球,分布均匀,可在商品混凝土搅拌站进行生产并能用于泵送施工。铣削钢纤维混凝土的早期坍落度损失较大,30分钟损失32%,2小时损失42%。钢纤维混凝土的实际工作性优于相同的坍落度的普通混凝土。钢纤维混凝土具有良好的材料性能,与普通混凝土相比,其抗压强度提高2~20%;弯拉强度提高20~50%;劈裂抗拉强度提高20~40%;耐磨性能提高40%左右,其物理力理性能完全可以满足城市道路工程及检查井盖等配套构件需求技术指标。钢纤维粗糙而洁净的表面,能与混凝土中的水泥浆体牢固的结合,这是铣削钢纤维提高混凝土各种性能的根本原因。
钢纤维混凝土配合比设计步骤
钢纤维混凝土配合比设计与普通混凝土配合比设计一样,一般采用计算法。可按下列步骤进行:
(1)根据强度标准值或设计值及施工配置强度提高系数确定试配抗压强度和抗折强度。
(2)按试配抗压强度计算水灰比,一般应控制在0.45-0.50之间。可按普通水泥混凝土抗压强度、水泥标号、水灰比的关系式求得。
(3)根据试验抗折强度,按规定计算钢纤维体积率。一般体积率选1.0~1.5%。
(4)根据施工要求通过试验确定单位体积用水量(掺用外加剂时应考虑外加剂的影响)。
(5)根据试验确定合理砂率(现场应根据材料品种,钢纤维纤维体积率,水灰比等适当调整),一般应控制在1.1-1.6%之间.
(6)按体积法计算材料用量确定试验配合比。
(7)按配合比进行拌和物性能检测,调整确定施工配合比。
纤维的增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果的主要控制因素之一。
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。
结合钢纤维混凝土抗拉强度、弯拉强度(抗拉强度)设计公式
钢纤维混凝土抗拉强度:
钢纤维混凝土抗拉强度,可通过试验所得的劈裂抗拉强度乘以强度折减系数0.80确定,劈裂抗拉强度试验方法按GB J81规定进行。
能均得到较大提高。