鋼纖維是一種新、高性能的鋼纖維品種。鋼纖維道路的
配合比設(shè)計(jì)方法大體與
普通混凝土相同,不同點(diǎn)為:強(qiáng)度雙控標(biāo)準(zhǔn)(
抗壓強(qiáng)度和
彎拉強(qiáng)度);鋼纖維摻量根據(jù)設(shè)計(jì)要求的彎拉強(qiáng)度確定;單位
用水量和
砂率與纖維摻量有關(guān),每摻加0.5%(體積率)鋼纖維,單位用水量增加6kg,砂率增大2%。
鋼纖維混凝土具有與普通混凝土一樣的攪拌、運(yùn)轉(zhuǎn)和施工性能,纖維在混凝土中不會(huì)
結(jié)球,分布均勻,可在
商品混凝土攪拌站進(jìn)行生產(chǎn)并能用于泵送施工。銑削鋼纖維混凝土的早期
坍落度損失較大,30分鐘損失32%,2小時(shí)損失42%。鋼纖維混凝土的實(shí)際工作性優(yōu)于相同的坍落度的普通混凝土。鋼纖維混凝土具有良好的
材料性能,與普通混凝土相比,其抗壓強(qiáng)度提高2~20%;彎拉強(qiáng)度提高20~50%;劈裂
抗拉強(qiáng)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滿足城市
道路工程及檢查井蓋等配套構(gòu)件需求
技術(shù)指標(biāo)。鋼纖維粗糙而潔凈的表面,能與混凝土中的水泥
漿體牢固的結(jié)合,這是
銑削鋼纖維提高混凝土各種性能的根本原因。
由于鋼纖維與混凝土基體的界面粘結(jié)主要是物理性的,即以摩擦
剪力的傳遞為主,因此對(duì)鋼纖維本身來說,應(yīng)該從纖維表面和纖維形狀兩個(gè)方面來改善其粘結(jié)性能。具體的方法有下列四種。
1.使鋼纖維表面粗糙化、截面呈不規(guī)則形。采用熔抽法生產(chǎn)就能達(dá)到這個(gè)目的。因?yàn)殇摾w維在遇空氣急劇冷卻時(shí),表面收縮不均勻而變得粗糙,同時(shí)截面也收縮成月牙形,增加與基體的
接觸面積。
銑削型鋼纖維一個(gè)表面光滑,另一個(gè)表面粗糙,也增加了與混凝土的接觸面積。
2.沿鋼纖維軸線方向按一定間距對(duì)纖維進(jìn)行
塑性加工。例如
日本神戶制鋼公司的“信柯”鋼纖維美國雷邦公司的“XOREX"鋼纖維(圖1中c)以及慶安鋼鐵廠的“S-2”和“S--3"號(hào)鋼纖維。由于
表面壓成棱形,或壓成波形,增加了機(jī)械
粘結(jié)力。
3.使鋼纖維的兩端異形化。如鋼錠銑削
型鋼纖維兩端帶有
錨固臺(tái);都是在兩端制成彎鉤;還有熔抽法抽取的大頭形鋼纖維。由于兩端的錨固作用,提高了抗撥力。
小林一輔、
比利時(shí)列日大學(xué)和章文綱等的試臉都證明有彎鉤的鋼纖維比平直鋼纖維的增強(qiáng)效果提高約一倍,小林一輔的試驗(yàn)說明壓棱鋼纖維的效果接近有彎鉤的鋼纖維。這些異形鋼纖維不但提高了鋼纖維的強(qiáng)度,并且提高了韌度。波形鋼纖維雖然對(duì)提高鋼纖維混凝土強(qiáng)度的作用不大,但是能成倍地提高韌度。
二、硬度
無論哪一種加工方法制造的鋼纖維,在加工過程中都遇到
高熱和急劇冷卻,相當(dāng)于
淬火狀態(tài)。因此鋼纖維的
表面硬度都較高。用于混凝土補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)行攪拌時(shí)很少發(fā)生彎曲現(xiàn)象。如果鋼纖維過硬過脆,攪拌時(shí)也易折斷,影響增強(qiáng)效果。在熔抽法生產(chǎn)鋼纖維時(shí),從熔抽輪下離心噴出的鋼纖維仍處于高溫狀態(tài),必須用
滾筒或振動(dòng)輸送方法分散并進(jìn)行冷卻。否則鋼纖維聚集,熱量難以散發(fā),反而起退火作用。
三:耐腐蝕性
關(guān)于鋼纖維混凝土耐腐蝕試驗(yàn)的介紹可知,開裂的鋼纖維混凝土構(gòu)件在潮濕的環(huán)境中,裂縫處的混凝土碳化,碳化區(qū)的鋼纖維銹蝕,碳化深度和銹蝕程度隨時(shí)間增長而發(fā)展,對(duì)鋼纖維混凝土來說,主要是利用裂后弧度和裂后韌性,雖然
裂縫寬度比
鋼筋混凝土小,但是終究是有裂縫的,故此應(yīng)對(duì)在潮濕環(huán)境中,特別是在海濱使用的鋼纖維混凝土采取防防銹蝕措施. 試臉證明,在保證鋼纖維混凝土構(gòu)件具有同等
承載能力的前提下,采用直徑較大的鋼纖維,能提高耐腐蝕性, 采用涂復(fù)環(huán)氧樹脂或鍍鋅的鋼纖維,將能提高耐腐蝕性,如果施工工藝許可的話,可只在混凝土表層1-2cm采用這種鋼纖維,必要時(shí)也可以采用不誘鋼纖維。