以切斷細(xì)鋼絲法、冷軋帶鋼剪切、鋼錠銑削或鋼水快速冷凝法制成長徑比(纖維長度與其直徑的比值,當(dāng)纖維截面為非圓形時,采用換算等效截面圓面積的直徑)為40~80的纖維。
因制取方法的不同鋼纖維的性能有很大不同,如冷拔鋼絲拉伸強(qiáng)度為800-2000MPa、冷軋帶鋼剪切法拉伸強(qiáng)度為600-900MPa、鋼錠銑削法為700MPa;鋼水冷凝法雖為380MPa,但是適合生產(chǎn)耐熱纖維。
鋼纖維主要用于制造鋼纖維混凝土,任何方法生產(chǎn)的鋼纖維都能起到強(qiáng)化混凝土的作用。
纖維的增強(qiáng)效果主要取決于基體強(qiáng)度(fm),纖維的長徑比(鋼纖維長度l與直徑d的比值,即I/d),纖維的體積率(鋼纖維混凝土中鋼纖維所占體積百分?jǐn)?shù)),纖維與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度(τ),以及纖維在基體中的分布和取向(η)的影響。當(dāng)鋼纖維混凝土破壞時,大都是纖維被拔出而不是被拉斷,因此改善纖維與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度是改善纖維增強(qiáng)效果的主要控制因素之一。
加入鋼纖維的混凝土其抗壓強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、韌性、沖擊韌性等性能均得到較大提高。
結(jié)合鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度、彎拉強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度)設(shè)計公式
鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度
鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度,可通過試驗所得的劈裂抗拉強(qiáng)度乘以強(qiáng)度折減系數(shù)0.80確定,劈裂抗拉強(qiáng)度試驗方法按GB J81規(guī)定進(jìn)行
鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fftk=ftk(1+αt•ρf•lf/df)
fftk,ftk--鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,設(shè)計值;
αt--鋼纖維對鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度影響系數(shù),宜通過試驗確定;
ρf--鋼纖維體積率(即鋼纖維摻量體積率)
lf--鋼纖維長度
df--鋼纖維直徑或等效直徑
lf/df--鋼纖維長徑比
鋼纖維混凝土彎拉強(qiáng)度(抗折強(qiáng)度)
鋼纖維混凝土用于公路路面、機(jī)場道面、或其它采用彎拉強(qiáng)度為設(shè)計指標(biāo)的結(jié)構(gòu)時,與鋼纖維混凝土相應(yīng)的集體混凝土的彎拉強(qiáng)度設(shè)計值的分級和使用范圍,可按國家現(xiàn)行有關(guān)水泥混凝土路面、機(jī)場道面等行業(yè)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定采用。
鋼纖維混凝土彎拉強(qiáng)度設(shè)計值fftm=ftm(1+αtm•ρf•lf/df)
fftm,ftm--鋼纖維混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,設(shè)計值;
αtm--鋼纖維對鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度影響系數(shù),宜通過試驗確定;
ρf--鋼纖維體積率(即鋼纖維摻量體積率)
lf--鋼纖維長度
df--鋼纖維直徑或等效直徑
lf/df--鋼纖維長徑比
改善的鋼纖維混凝土主要辦法有
1.改善基體對鋼纖維的粘結(jié)性能;即改善混凝土基體,如采用更高強(qiáng)度混凝土
2.增加纖維的粘結(jié)長度;即增加長徑比,公式中lf/df
3.改善纖維的形狀、增加纖維與基體間的摩阻和咬合力;即提高鋼纖維影響系數(shù)α
鋼纖維砼土由于具有優(yōu)良的力學(xué)性能,已廣泛應(yīng)用于公路、橋梁、機(jī)道場面、隧道涵洞、水工、土木建筑、剛性防水屋面、地下室防身、工業(yè)廠房地面、大型停車坪、冶金耐火、礦山井巷、鐵路軌枕、樁尖樁頂、工程建筑物增強(qiáng),還可以用于破損混凝土工程結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)和加固等方面。
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