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影响因素

根据纤维增强机理的各种理论,诸如纤维间距理论、复合材料理论和观断裂理论,以及大量的试验数据的分析,可以确定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。

用途

钢纤维主要用于制造钢纤维混凝土,任何方法生产的钢纤维都能起到强化混凝土的作用。




原材料质量要求

钢纤维:表面应洁净无锈无油,无粘结成团现象,保证钢纤维与混凝土的粘结强度,尺寸和抗拉强度符合技术要求;单根钢纤维丝的 抗拉强度800N/㎜2,掺加量不超过70㎏/M3。

水泥:采用32.5级或42.5级普通硅酸盐水泥。

碎石:应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、表面粗糙,近立方体颗粒的碎石。

细集料:宜采用天然中粗砂或机制砂。细集料的洁净程度,天然砂以小于0.075㎜含量的百分比表示,机制砂以砂当量或亚甲蓝值表示,其质量必须满足规范的要求。

水:无污染的自然水或自来水。

外加剂:宜选用优质减水剂,对抗冻性有明确要求的钢纤维混凝土宜选用引气型减水剂。




不同的制取方式产出的钢纤维性能也不一样。虽然钢纤维问世不久,但应用已经越来越广泛,种类也越来越多钢,其中切断型钢纤维应用广泛,抗拉强度高。以低碳合金为基材,在金属晶体温度一下使用冷拔技术生产出的切断型钢纤维,抗拉强度可达1150-3000MP。广泛应用于工业地坪(物流、冷库、室外、仓储)加固以及开裂情况的改善。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(纤维长度与其直径的比值,当纤维截面为非圆形时,采换算等效截面圆面积的直径)为30~100的纤维。因制取方法的不同钢纤维的性能有很大不同,如冷拔钢丝拉伸强度为380-3000MPa、冷轧带钢剪切法拉伸强度为600-900MPa、钢锭铣削法为700MPa;钢水冷凝法虽为380MPa,但是适合生产耐热纤维。为增强砂浆或混凝土而加入的、长度和直径在一定范围内的细钢丝。常用截面为圆形的长直钢纤维,其长度为10~60毫米,直径为0.2~0.6毫米,长径比为30~100。为增加纤维和砂浆或混凝土的界面粘结,可选用各种异形的钢纤维,其截面有矩形、锯齿形、弯月形的;截面尺寸沿长度而交替变化的;波形的;圆圈状的;端部放大的或带弯钩的等。




一、粘结性

由于钢纤维与混凝土基体的界面粘结主要是物理性的,即以摩擦剪力的传递为主,因此对钢纤维本身来说,应该从纤维表面和纤维形状两个方面来改善其粘结性能。具体的方法有下列四种。

1.使钢纤维表面粗糙化、截面呈不规则形。采用熔抽法生产就能达到这个目的。因为钢纤维在遇空气急剧冷却时,表面收缩不均匀而变得粗糙,同时截面也收缩成月牙形,增加与基体的接触面积。铣削型钢纤维一个表面光滑,另一个表面粗糙,也增加了与混凝土的接触面积。

2.沿钢纤维轴线方向按一定间距对纤维进行塑性加工。例如日本神户制钢公司的“柯”钢纤维雷邦公司的“XOREX"钢纤维(图2-1,c)以及庆安钢铁厂的“S-2”和“S--3"号钢纤维。由于表面压成棱形,或压成波形,增加了机械粘结力。

3.使钢纤维的两端异形化。如钢锭铣削型钢纤维两端带有锚固台;贝克尔公甸的"DRAMⅨ"钢纤维(图2-1,e)和庆安钢铁厂的“S-4和as-so型钢纤维,.都是在两端制成弯钩;还有熔抽法抽取的大头形钢纤维。由于两端的锚固作用,提高了抗拨力。

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