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那些钢纤维与混凝土不得不说的故事

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2017-03-07 18:00【
  古罗马人将石灰沙浆、火山灰、碎石和水混合后作为建筑材料使用,发明了混凝土,但未掌握其中最重要的填充物—水泥的生产工艺。在十八世纪,英国人已经始将含粘土的石灰石锻烧产物兑水后生成的砂浆作为建筑材料使用。之后又出现了罗马水泥、英国水泥、法国水泥、美国水泥等现代水泥的雏形。

    钢纤维增强混凝土是由细骨料、粗骨料、乱向分布的钢纤维和水泥浆所组成。目前已经成为一种重要的工程建筑材料,广泛应用于房屋、桥梁、管道和核反应堆防护建筑中。在混凝土凝固过程中,钢纤维可以有效减少裂纹数量,并细化裂纹。在载荷作用过程中,钢纤维具有桥联阻裂作用,推迟并抑制裂纹的起裂和扩展。因此,同普通素混凝土相比,具有优异的静力和动力特性。

  

    SFRC是在普通素混凝土制作过程中均匀掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种混凝土。在混凝土凝固过程中,钢纤维可以有效减少裂纹数量,减小裂纹间距并细化裂纹。在载荷作用过程中,钢纤维具有桥联阻裂作用,跨越裂纹和靠近裂纹尖端的纤维,能将过高的应力传递给裂纹的上下表面,缓和应力集中的程度,推迟和抑制了裂纹的扩展。因此,同普通素混凝土相比,具有以下优异的特性:
    1.静态强度方面,具有较高的抗拉、抗弯和抗切强度,良好的拉伸性能是各优异特性的集中表现,也是钢纤维改性混凝土的基本性能。
    2.变形性能方面,的抗压、抗弯韧度峰值后大幅度提高,显示了良好的延性。对混凝土的脆性破坏形态也有所改善。
    3.其他静力物理性能方面,具有较高的抗裂、抗疲劳性能,具有良好的耐久性和耐磨性等。
    4.动力特性方面,具有较高的抗冲击、抗爆炸和抗侵彻等性能。
    基于上述特性,在工程中的应用日益广泛。例如,在房屋建筑中的某些区域采用乱向分布的更有利于适应复杂的应力状态。采用的高速公路路面、飞机场跑道和工业地坪具有更高的抗裂性、耐磨性和抗冲击性,采用喷射的隧道衬砌具有厚度小、重量轻、填充密实不易脱落、施工方便等优点。目前对的应用己经从普通建筑领域扩展到许多重要设施的工程领域,如核电场、大型水库的大坝等。

    混凝土及混凝土类复合材料应用非常广泛,是土木、水利、防护工程中的一类主要建筑材料。这类建筑物大多承受着变化缓慢的准静态载荷,但对于一些重要建筑物如核电防护设施、水库大坝等,在设计时等必须考虑其承受变化剧烈的冲击载荷的可能性,需要具备抗冲击、抗贯穿能力。

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