文档介绍：道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨
道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨
摘要:钢纤维混凝土作为一种新型复合建筑材料,近年来在国内外得到了迅速的发展,与普通混凝土相比,它不仅能明显地改善结构的抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂的性能,而且可以大大增强断裂韧性和抗冲击性,显著提高结构的疲劳性能以及耐久性能,加之施工简便在道路路面、桥梁结构、房屋建筑等工程领域广泛应用。本文介绍了钢纤维混凝土的概况,探讨了高速公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用。
关键词:高速公路桥梁钢纤维混凝土技术应用
中图分类号: 文献标识码: A 文章编号:
钢纤维混凝土就是在普通混凝土中掺入定量的、随机分布的钢纤维配制成的复合型材料。加入了钢纤维的混凝土,极大地改善了混凝土的物理性质,如抗拉、抗疲劳、抗磨损等,加之钢纤维随机乱向的分布在一定程度上阻碍了混凝土内部微裂缝扩展和宏观裂缝的形成,保证了工程的安全。而钢纤维混凝土技术就是指在一些需要较好抗压、抗拉、耐磨性的市政类土木工程中利用了钢纤维混凝土而形成的一系列技术。在国外,此技术已较为成熟而稳定。我国在上世纪七十年代才引进并研究这项新技术,已得到较好的运用与发展。
一、钢纤维混凝土
1、概述钢纤维混凝土
钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成,显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,具有较好的延性。
钢纤维问世的时间不长,但应用领域越来越广泛,与此相应,钢纤维的品种也在不断增多。按生产工艺不同,可分为: 切断钢纤维、剪切钢纤维、切削钢纤维和熔抽钢纤维四种。熔抽钢纤维是最便宜、最有前途的一种钢纤维,它的原材料来源广泛,各种废钢都可利用,原料成本很低,制造工艺简单,生产效率很高。
2、钢纤维混凝土的工作机理
钢纤维混凝土的工作机理类似于复合材料机理。复合力学原理是基于线弹性、均质顺向连续配置的纤维而形成的复合材料。当混凝土中加入适量的钢纤维之后,水泥浆体作为砂、石等骨料的胶凝材料,同时握裹了大量的钢纤维。正是这些均匀分散的钢纤维相互搭联形成了散乱分布的网状结构,起到了承托骨料的作用,从而有效减少了骨料的离析,减少了水分的泌出,提高了粘结性及保水性,在一定程度上提高了混凝土的抗拉强度和韧性。经对掺入体积率为1 ~ 2%的钢纤维混凝土和普通的混凝土基体进行冲击荷载试验,可得出以下结论: 钢纤维混凝土较普通混凝土的抗拉强度提高了40 ~ 80%,抗弯强度提高60 ~120%,抗剪强度提高50 ~ 100%,抗压强度提高幅度较小,一般在0 ~ 25%之间,但抗压韧性却大幅度提高。
3、影响钢纤维混凝土强度的主要因素
根据纤维增强机理以及对大量试验数据的分析,可以确定影响钢纤维混凝土强度的主要因素包括: 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) 。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强效果的主要控制因素之一。
钢纤维混凝土