钢纤维是指用钢材的短纤维,将钢丝切断,并按照规定样式压制成两端弯钩,具有一定强度。钢纤维主要用于制造钢纤维混凝土,并应用于隧道、工业地坪等领域。
钢纤维是一种新、高性能的钢纤维品种。钢纤维道路的配合比设计方法大体与普通混凝土相同,不同点为:强度双控标准(抗压强度和弯拉强度);钢纤维掺量根据设计要求的弯拉强度确定;单位用水量和砂率与纤维掺量有关,每掺加0.5%(体积率)钢纤维,单位用水量增加6kg,砂率增大2%。
钢纤维混凝土具有与普通混凝土一样的搅拌、运转和施工性能,纤维在混凝土中不会结球,分布均匀,可在商品混凝土搅拌站进行生产并能用于泵送施工。铣削钢纤维混凝土的早期坍落度损失较大,30分钟损失32%,2小时损失42%。钢纤维混凝土的实际工作性优于相同的坍落度的普通混凝土。钢纤维混凝土具有良好的材料性能,与普通混凝土相比,其抗压强度提高2~20%;弯拉强度提高20~50%;劈裂抗拉强度提高20~40%;耐磨性能提高40%左右,其物理力理性能完全可以满足城市道路工程及检查井盖等配套构件需求技术指标。钢纤维粗糙而洁净的表面,能与混凝土中的水泥浆体牢固的结合,这是铣削钢纤维提高混凝土各种性能的根本原因。
用与钢纤维混凝土的钢纤维主要有四种制造方法(请参考上图2-3),以下是详细资料:
1.钢丝切断法
这种加工方法比较简单(图2-4),一般利用小直径0.4-0.8mm的冷拔钢丝为原料,’按照规定的长度把钢丝切成短纤维。用这种方法生产钢纤维的抗拉强度,远高于其它方法加工成的钢纤维,可达1000-2000MPa.
加工手段可以用切刀、冲床。为了提率,常用旋转刀具切断。由于冷拔钢丝价格昂贵,这种方法生产的钢纤维成本较高。此法生产钢纤维的另一缺点是表面较光滑,与混凝土等基体的粘结强度较小。为了增加钢纤维与混凝土等基体的粘结强度,常常采用改变钢纤维的外形,即通过生产异形钢纤维的办法加以解决,常见的方法有三种:⑴压棱法:在切断钢丝前,用进给钢丝的夹送辊在钢丝上
压出棱形凹坑(如图2-1,b)。
钢纤维是指以切断细钢丝法、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,采用换算等效截面圆面积的直径)为40~80的纤维。
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。
主要性能
钢纤维是一种新、高性能的钢纤维品种。钢纤维道路的配合比设计方法大体与普通混凝土相同,不同点为:强度双控标准(抗压强度和弯拉强度);钢纤维掺量根据设计要求的弯拉强度确定;单位用水量和砂率与纤维掺量有关,每掺加0.5%(体积率)钢纤维,单位用水量增加6kg,砂率增大2%。
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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。
加入钢纤维的混凝土其抗压强度、拉伸强度、抗弯强度、冲击强度、韧性、冲击韧性等性能均得到较大提高。
结合钢纤维混凝土抗拉强度、弯拉强度(抗拉强度)设计公式
钢纤维混凝土抗拉强度:
钢纤维混凝土抗拉强度,可通过试验所得的劈裂抗拉强度乘以强度折减系数0.80确定,劈裂抗拉强度试验方法按GB J81规定进行。
能均得到较大提高。