钢纤维混凝土性能与应用前景

钢纤维混凝土性能与应用前景

丁屹纯

新疆巴州建设工程质量检测中心新疆库尔勒841000

摘要：所谓钢纤维是指以切断细钢丝法、冷轧带钢剪切、钢锭铣削或钢水快速冷凝法制成长径比为30～100并按照规定样式压制成的短纤维，具有一定的强度。钢纤维主要用于制造钢纤维混凝土。

关键词：钢纤维混凝土；性能；应用

一、钢纤维的分类

目前市场上的钢纤维有很多种，具体可以按以下几种方法来归类：

1、按原材料来分类，分为普碳钢纤维、不锈钢纤维、其他金属纤维；

2、按制作工艺来分类，分为切断钢纤维、剪切钢纤维、铣削型钢纤维、熔抽钢纤维；

3、按外观形状来分类，分为平直形钢纤维、压痕形钢纤维、波浪形钢纤维、弯钩形钢纤维、大头形钢纤维、锯齿形钢纤维；

4、按施工工艺来分类，分为喷射用钢纤维、浇筑用钢纤维。

二、如何改善混凝土性能的作用

在实际应用中，为了达到理想的改善混凝土性能的作用，首先我们需要对钢纤维进行相应的质量检验，包括：

1、外形

2、尺寸及允许偏差

每个验收批次，钢纤维的形状合格率不低于85%；每个验收批次随机取10根形状合格的钢纤维，其长度和宽度合格率不应低于90%；钢纤维的重量偏差不应超过按尺寸公称值计算重量的±15%。

3、抗拉强度

一般钢纤维强度划分为三个等级（380～599MPa）、（600～1000MPa）、（不小于1000MPa），但是应当指出的是，对中低强度的混凝土，钢纤维的抗拉强度并不是太重要，因此，在设计和应用中，一般情况下对钢纤维本身的抗拉强度不应提出过分要求。

4、弯折性能

应能承受一次弯折900不断裂，每批产品应随机取样10根钢纤维，至少应有9根不折断。

5、杂质性能

钢纤维表面不得沾混有油污和其它妨碍其与水泥砂浆粘结的杂质；钢纤维内含有的粘连片、铁屑及杂质的总重量不应超过钢纤维重量的1%。

三、刚纤维对混凝土的重要性及影响

质量合格的钢纤维应用到混凝土当中，对混凝土的性能改善主要体现在以下几个方面：

1、钢纤维混凝土的抗压强度指标

通过试验表明，钢纤维的掺入对混凝土抗压强度的影响不是太大，平均增长为9%。

2、钢纤维混凝土的抗拉、抗弯强度指标

当混凝土中掺入适量的钢纤维时,可将混凝土的抗拉强度提高25%～50%、抗弯强度提高40%～80%。

3、钢纤维混凝土的抗冲击性能指标

当混凝土中掺入适量的钢纤维时,可将混凝土的抗冲击性能提高2～7倍。

4、钢纤维混凝土的收缩性能明显改善

当混凝土中掺入适量的钢纤维时,钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%～9%，这对减少混凝土的早期收缩开裂有很大的帮助。

5、钢纤维混凝土的抗疲劳性能显著增强

当混凝土中掺入适量的钢纤维时,钢纤维混凝土的抗疲劳性能比普通混凝土有较大改善。

之所以说混凝土中掺入适量的钢纤维，是因为钢纤维的掺量相对于混凝土性能的改善是有一个最佳掺量的，由于钢纤维混凝土中的钢纤维一般呈三维乱向分布,当掺量较小时，由于钢纤维在混凝土中分布的较少，起到的作用有限，当掺量逐渐增多时，钢纤维在混凝土中均匀分布，起到很好的改善混凝土性能的作用，当掺量继续增大时，由于钢纤维在混凝土中的分布密度越来越大，混凝土在搅拌过程中会出现钢纤维互相缠绕的现象，这样就会影响混凝土的振捣成型，导致混凝土当中出现空洞，从而影响钢纤维混凝土的性能，所以对于钢纤维混凝土中钢纤维的掺量并不是越多越好。

另外，各国研究人员共同试验发现基本上所有的方法生产的钢纤维都能起到改善混凝土性能的作用，但是钢纤维的具体增强效果主要还是取决于作为基体的混凝土的强度,钢纤维的长径比，钢纤维的体积率，钢纤维与混凝土基体之间的粘结性能，以及钢纤维混凝土基体中的均匀分布性和取向的影响。当钢纤维混凝土破坏时，大都是纤维被拔出而不是被拉断，因此改善钢纤维与基体间的粘结强度是改善钢纤维增强效果的非常重要的一个控制因素。

四、结束语

综上所述，钢纤维混凝土具有相当优越的性能，适用于公路和城市道路路面及桥梁、港区道路、工业建筑地坪、机场道面以及地铁、隧道和其它地下箱形结构，尤其适用于对抗拉强度、弯拉强度（抗折强度）和抗裂、抗冲击、抗疲劳等性能要求较高的混凝土工程或局部部位。所以，钢纤维混凝土在工程中是具有广阔应用前景的。

目前钢纤维混凝土在推广应用中遇到的主要问题是生产成本较高,为了使钢纤维混凝土得到广泛的应用，我们一方面应该努力降低钢纤维的生产成本，另一方面，也应该用长远的眼光来看问题，不应该只计算一次性的初始投资,还应该考虑到钢纤维混凝土的优越使用性能、较低的维修费和使用寿命延长等综合经济效益。

参考文献

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