鋼纖維增強混凝土是以水泥漿、砂漿或混凝土為基材,以纖維為增強材料組成的一種復(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;當基體開裂后,橫跨裂縫的纖維成為外力的主要承受者。

由于纖維的存在,從微觀機制上改良了基體的力學(xué)性能,并且可以實現(xiàn)按使用要求設(shè)計材料,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、碳纖維及開夫(Kvelar)纖維等。由于鋼纖維能成批生產(chǎn),價格便宜,施工方便,故近年來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)點有:

1.強度和重量的比值增大。

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

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展的機理,提出了纖維間距理論,從而開始了這種新型復(fù)合材料的實用化開發(fā)研究階段。70年代,美國開發(fā)了熔抽技術(shù),制造出廉價的鋼纖維,為鋼纖維混凝土的實際應(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的開發(fā)研究受到普遍重視,尤以美國、1日本、英國進展最快。我國研究和應(yīng)用鋼纖維混凝土開始于70年代,而近年來,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)召開了八屆全國纖維水泥與纖維混凝土學(xué)術(shù)會議。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]。但我國纖維混凝土的應(yīng)用和研究還遠遠落后于發(fā)達國家,據(jù)估計1997年歐洲鋼纖維用量約為3萬噸,我國在各項工程中碳鋼纖維用量約為7千噸,遠遠低于發(fā)達國家。

在促進鋼纖維混凝土技術(shù)發(fā)展和實用化過程中,其基本性能和基礎(chǔ)理論研究也取得了較大的進展。在力學(xué)性能上分別進行著宏觀、細觀和微觀三個層次的研究。對鋼纖維增強機理提出了復(fù)合材料理論和纖維間距理論以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的其他理論。當今的研究又進一步深化到界面細觀結(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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