Ana lysis on Ulti m a te Bear i n g Capac ity of Rock Founda ti on HOU Da 2wei (Chongqing Survey I nstitute,Chongqing 400020,China ) Abstract:Many high 2risie buildings are based on r ock foundati on in mountainous city,s o how to evaluate the bearing capacity of r ock foundation is the core for r ock foundation engineering . In view of the influence of central major stress and lithology and rock structure characteristics on rock foundati on bearing capacity,this paper equates j ointing r ock with discontinuous mediu m characteristics to continuous medium,and then seeks for s olution with instant fricti on angle and slip 2line field theory . It establishes analysis model for ulti m ate bearing capacity of r ock foundation and verifies feasibility of the model through calculati on .Key words:r ock foundation;ulti m ate analysis;slip 2line field theory;bearing capacity 收稿日期:2009-02-23 作者简介:武 迪(1984-),男,山东泰安人。硕士研究生,主 要从事钢筋混凝土结构方面的研究。E 2mail:wudi610@ https://www.doczj.com/doc/5a13951142.html, 。 玄武岩纤维混凝土的特性及应用 武 迪,邵式亮 (空军工程大学工程学院,西安 710038) 摘 要:介绍玄武岩纤维的发展及特点,归纳、总结了玄武岩纤维混凝土(BFRC )的主要特征。 对近年来玄武岩纤维在混凝土结构的抗冲击、加固补强、耐腐蚀性和动态能量耗散等方面的研究进行了阐述,有助于玄武岩纤维混凝土在实际工程中的推广应用。 关键词:玄武岩纤维混凝土;增强增韧;加固补强;动态能量耗散中图分类号:T U5281572 文献标志码:A 文章编号:1003-8825(2010)02-0037-03 0 引言 玄武岩纤维是一种由火山喷发形成的玄武岩矿石经高温熔融、拉丝而成的无机纤维材料,其外观为深褐色,色泽与碳纤维相似。作为国内最近几年刚刚研发出的一种新型纤维材料,玄武岩纤维具有独特的力学性能、良好的稳定性以及较高的性价比,这使其成为一种良好的混凝土增强材料,在建筑领域有着广阔的应用前景。 1 玄武岩纤维111 发展概况 玄武岩纤维于1953～1954年由前苏联莫斯科玻璃和塑料研究院开发。1985年,第一台工业化生产炉于乌克兰纤维实验室(TZI )建成投产,采用200 孔漏板、组合炉拉丝工艺。在2002年前,前苏联诸国每年大约有500t 连续玄武岩纤维产品,主要用于军工行业。现今玄武岩纤维生产池窑已发展到年产 700t 规模,使用400孔漏板拉丝技术 [1] 。俄罗斯与 乌克兰在玄武岩纤维研究、生产及制品的开发上,代表了世界的最高水平,其生产的玄武岩纤维产品性能稳定,且已开发出了上百个品种。美国对玄武岩纤维的研究虽然起步较晚,但其生产池窖现已发展到 1000～1500t 规模,使用800孔漏板拉丝技术。近 几年来,德国、日本等国也相继展开了这方面的研究工作,并取得了一系列新的应用研究成果。目前,我国玄武岩纤维的研究开发、制备和应用尚处于较为初级的阶段,但部分技术已经达到了国际先进水平,且其应用领域也在不断拓展。 112 主要特点 玄武岩纤维与碳纤维、芳纶纤维等其它高科技纤维相比,具有很多独特的优点。它具有很好的耐温性能,可在-269～700℃范围内连续工作;有优良的化 ? 73?武 迪,等;玄武岩纤维混凝土的特性及应用
钢纤维及钢纤维混凝土知识 混凝土用纤维的分类: 所用纤维按其材料性质可分为：①金属纤维。如钢纤维(钢纤维混凝土)、不锈钢纤维(适用于耐热混凝土)。②无机纤维。主要有天然矿物纤维（温石棉、青石棉、铁石棉等）和人造矿物纤维（抗碱玻璃纤维及抗碱矿棉等碳纤维）。③有机纤维。主要有合成纤维（聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、尼龙、芳族聚酰亚胺等）和植物纤维（西沙尔麻、龙舌兰等），合成纤维混凝土不宜使用于高于60℃的热环境中。 钢纤维的性能和规格: 钢纤维是以切断细钢丝法、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。 因制取方法的不同钢纤维的性能有很大不同，如冷拔钢丝拉伸强度为800-2000MPa、冷轧带钢剪切法拉伸强度为600-900MPa、钢锭铣削法为700MPa；钢水冷凝法虽为380MPa，但是适合生产耐热纤维。 为增强砂浆或混凝土而加入的、长度和直径在一定范围内的细钢丝。常用截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10～60毫米，直径为0.2～0.6毫米，长径比为50～100。为增加纤维和砂浆或混凝土的界面粘结,可选用各种异形的钢纤维,其截面有矩形、锯齿形、弯月形的;截面尺寸沿长度而交替变化的；波形的;圆圈状的;端部放大的或带弯钩的等。 钢纤维的规格:
钢纤维是当今世界各国普遍采用的混凝土增强材料。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。 纤维混凝土的作用: 制造纤维混凝土主要使用具有一定长径比（即纤维的长度与直径的比值）的短纤维。但有时也使用长纤维（如玻璃纤维无捻粗纱、聚丙烯纤化薄膜）或纤维制品（如玻璃纤维网格布、玻璃纤维毡）。其抗拉极限强度可提高30～50％。 纤维在纤维混凝土中的主要作用，在于限制在外力作用下水泥基料中裂缝的扩展。在受荷（拉、弯）初期，当配料合适并掺有适宜的高效减水剂时，水泥基料与纤维共同承受外力，而前者是外力的主要承受者；当基料发生开裂后，横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。 若纤维的体积掺量大于某一临界值，整个复合材料可继续承受较高的荷载并产生较大的变形，直到纤维被拉断或纤维从基料中被拨出，以致复合材料破坏。与普通混凝土相比，纤维混凝土具有较高的抗拉与抗弯极限强度，尤以韧性提高的幅度为大。 钢纤维主要用于制造钢纤维混凝土，任何方法生产的钢纤维都能起到强化混凝土的作用。 纤维的增强效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强效果的主要控制因素之一。 钢纤维混凝土的力学性能： 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。 1、具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度 在混凝土中掺入适量钢纤维，其抗压强度提高10%~80%（C50以上混凝土提高幅度显著），抗拉强度提高50%~100%，抗弯强度提高50%~80%，抗剪强度提高50%~100%。试验表明，长度为5~15mm，长径比为10~30的超短钢纤维抗压强度提高幅度较短纤维大得多，但抗拉强度、抗折强度较短纤维低得多。 2、具有卓越的抗冲击性能 材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能，称为冲击韧性，在通常的纤维掺量下，冲击抗压韧性可提高2~7倍，冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。 3、收缩性能明显改善 在通常的纤维掺量下，钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低
HAREX钢纤维与钢筋砼地坪设计比较 工业地坪、大型展览中心及超市地坪所受应力并不复杂，但因设计问题而造成地坪表面开裂所带来的维修等有形和无形的经济损失以及对企业形象所造成的不良影响都是难以佑计的。例如国内某企业在审报ISO9000认证时就因车间及仓库地坪开裂原因而未能通过。事实上，国内设计人员及业主已开始重视这个问题。 国内外大量试验及应用实例表明，HAREX钢纤维混凝土地坪相对传统的钢筋混凝土地坪具有明显的优点： 一、作用机理不同 众所周知，素混凝土是脆性材料，容易碎裂损坏，加入的钢筋可以看成是混凝土的“骨架”，起到“支撑”混凝土的作用，可限制裂缝的扩展，防止混凝土很快损坏，但它并不能有效地阻止裂缝的产生。因此，对具有良好垫层（基层）且所受应力较简单的工业地坪面层而言，这一“骨架”的“支撑”作用并不十分重要。 HAREX钢纤维作为钢纤维混凝土中的一种骨料，是混凝土的一个组成部分，也就是说混凝土在加入钢纤维后，自身的物理性能得到了改善。换言之，是钢纤维混凝土本身提供了高抗应力，确保不产生裂
缝。 由于HAREX铣削型钢纤维特殊的外形——内弧面粗糙、外弧面光滑，使钢纤维在凝固的水泥沙浆中沿整根长度方向锚固，所以，对混凝土性能的改善表现在可最大限度地阻止裂缝的产生。同时，由于HAREX钢纤维在混凝土中呈均匀乱向分布，故其对板角、板边缝等局部的增强作用更是钢筋混凝土所无法保证的。 二、明显的经济优势 与钢筋混凝土地坪相比，HA}EX钢纤维混凝土具有明显的经济优势： ?可取消传统扎筋所必需的C10素混凝土垫层 ?在达到相同设计强度时，可减少混凝土用量20%-30% ?可减少土方开挖外运费用 ?可节省扎筋所需人工费用 ?混凝土搅拌车可直接开进施工现场倾倒、摊铺，节省因扎筋 所必需的泵送费用 ?可减少40%以上的切缝工作量 ?可缩短施工周期25%以上 ?与普通混凝土同样的搅拌及施工、养护，无需任何专用设备
玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 1、短切玄武岩纤维 玄武岩纤维是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经1450～
1500℃高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。短切玄武岩纤维是由相应的连续玄武岩纤维基材为原料短切而成的长度小于50mm，能均匀分散在水泥混凝土中的无机矿物纤维。 2、短切玄武岩纤维的特性 （1）原材料的天然性。由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。 （2）性能的综合性。玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。 （3）成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维等，和合成纤维相当。 （4）天然的相容性。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。 除了它具有强度高、防渗抗裂、耐高温、耐酸碱腐蚀能力强、抗冲击性好等一系列优点外，它还在我国分布较广，价格便宜，造价低，还兼有绿色、环保、节约资源等优势，产品符合国家相关产业政策。且大量试验证明玄武岩纤维对混凝土性能有很好的改善作用，与钢纤维和合成纤维相比，玄武岩纤维的结合性更好，玄武岩纤维抗腐蚀耐锈蚀性均好于其它纤维。因此，玄武岩纤维用于水泥混凝土中有其自身的优势和特点，相比钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、合成纤维混凝土和碳纤维混凝土较有明显的性能、价格等综合优势 3、玄武岩纤维的技术指标 随着国家863计划“玄武岩纤维及其复合材料”等课题的研发完成，《水泥混凝土和砂浆用玄武岩纤维》（GB/T 23265-2009）国家标准及《公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分：玄武岩短切纤维》（JT/T ）交通部标准的实施，玄
浅谈钢纤维混凝土在桥面铺装中的应用摘要：在工程实际中，常用的增强纤维有很多种，在承重结构中，尤其以钢纤维增强混凝土发展最快。钢纤维混凝土是以水泥为凝胶材料，掺加适量钢纤维，可采用普通浇注方法，也可采用喷射方法施工的特种混凝土，这种混凝土能大大改善普通混凝土的性能。由于钢纤维能有效地提高混凝土的韧性与强度，并能成批生产，价格也较便宜，施工比较方便，故受到工程界的普遍关注。本文在保证钢纤维混凝土优良性能和尽量降低钢纤维混凝土综合造价的基础上，通过钢纤维混凝土在桥面铺装中的应用为实际工程服务。 关键词：钢纤维混凝土，桥面，铺装 一、引言 在混凝土中掺加适量钢纤维可以形成乱向分布的三维网状结构，能有效抑制混凝土干缩，能大幅度提高混凝土抗折疲劳性能，从而有效防止重复荷载作用产生的裂缝，同时钢纤维混凝土桥面铺装层具有优良的抗冲击、抗磨损、抗疲劳等特性，高温抗车辙、低温抗裂的能力，由于钢纤维混凝土这种优良的力学性能，在世界发达国家和地区已得到广泛使用。 二、钢纤维混凝土的性能 钢纤维混凝土（Steel Fiber Reinforced Concrete，简称SFRC）是一种性能优良且应用广泛的新型复合材料。混凝土材料本身就是一种复合材料，是由粗、细骨料，胶合料和其他材料组成的。钢纤维混凝土则是指将短的、不连续的钢纤维均匀乱向随机分布于混凝土或水泥砂浆基体中。钢纤维混凝土以其优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐冲击、耐疲劳、高韧性等性能被广泛应用于建筑、公路路面、市政、桥梁工程和各种建筑制品等领域。 三、铺装层原材料的质量控制 控制好原材料质量，才能保证钢纤维混凝土桥面铺装工程质量。钢纤维混凝土的基本性能不仅与基体强度、钢纤维的长径比、钢纤维的体积率等有关，还与混凝土的水灰比、混凝土集料最大粒径、含砂率等有关。因此，在施工中要保证： （l）钢纤维：钢纤维表面应洁净无锈。 （2）水泥、粗集料、细集料、水等材料符合普通混凝土的要求。 （3）外加剂：将钢纤维掺到混凝土拌合料中时，随着纤维率的提高，其稠度显著降低。为了得到所需稠度，增加单位用水量将会影响钢纤维混凝土的强度，因而需要使用优质减水剂来保证强度、减小稠度。外加剂要符合规范要求。各种原材料进搅拌机料斗前要过磅准确计量。各原料的称量偏差不应超过下列规定：①钢纤维、水泥、水±1%；②粗细骨料±3%；③外加剂±2%。 四、钢纤维混凝土在桥面铺装中的应用 （一）工程概况 A桥为某市环城高速公路上的一座装配式预应力混凝土空心板桥。该桥共三跨，单跨跨径为13m，全长39m：上部采用装配式预应力混凝土空心板，桥面简易连续；下部桥台采用肋板式、柱式台，桥墩为柱式墩，基础均为灌注；横向布置为12块预应力混凝土空心板，通过铰缝连接，空心板铰缝内预留钢筋，与相邻空心板的钢筋交叉绑扎；在空心板两端铰缝处设置施工中防侧向位移的抗拉锚栓，在墩台上设置横向抗震挡块。设计荷载等级：汽车—超20级，挂车—120。空心板上为10cm厚的现浇FC40钢纤维混凝土铺装层，最上层为10cm 厚的沥青混凝土面层。 （二）钢纤维混凝土桥面铺装层的施工流程 1、准备 在铺装前，首先应做好严密的施工计划，对现场进行合理的安排： ①在保证施工人员安全的前提下，选择对桥面铺装干扰最小的施工场地；
钢纤维增强钢筋网混凝土（SFRC） 在桥面铺装改造工程中的应用 李永鳞 （江苏扬子大桥股份有限公司江苏靖江 214500） 摘要：桥面铺装层常被设计和施工所忽视，往往造成桥面铺装开裂等病害，引起桥梁使用质量下降，成为桥梁结构安全隐患，降低使用寿命。钢纤维混凝土作为桥面铺装材料及铺装层的修复材料是目前国内外纤维混凝土较为成功的领域，江阴大桥南接线引桥采用剪切异型钢纤维混凝土修复桥面铺装，成功解决了桥面铺装开裂、渗水等问题。本文介绍了剪切异型钢纤维混凝土的优点、施工要求和使用效果。 关键词：钢纤维桥面铺装改造应用 1 钢筋混凝土桥梁桥面铺装存在的问题 桥面铺装层不是桥梁的主体结构，因而常被设计和施工所忽视，所以桥面铺装经常出现混凝土强度不足，发生裂缝、表面蜂窝、麻面等病害；同时，道路超载现象屡禁不止，桥面铺装层在重车荷载作用下容易开裂、破碎，引起混凝土渗水，腐蚀主梁混凝土，锈蚀钢筋，从而使桥梁的使用质量下降，使用寿命降低，严重的甚至造成桥梁的破坏。桥面铺装层一旦损坏，修复非常麻烦，所以重视铺装结构，采用高质量的桥面铺装材料，保证桥面铺装的良好使用状态非常重要。 2 钢纤维增强钢筋网混凝土的优点、作用 钢纤维混凝土作为桥面铺装材料以及铺装层的修复材料也是目前国内外纤维混凝土较为成功的领域。钢纤维增强钢筋网混凝土是由钢筋、钢纤混凝土复合而成的高性能混凝土材料，简称为SFRC，研究表明，钢纤维混凝土具有比钢筋混凝土更为优良的抗拉性能、抗裂度，其耐磨性能，其韧性和疲劳性能为同等级普通混凝土的数倍，在公路、机场、桥梁、建筑等工程领域得到广泛的应用。大量工程实践证明，钢纤维增强钢筋混凝土大大提高了桥面铺装的抗裂度、耐磨耐久性，延长桥梁的使用寿命。采用钢纤维增强钢筋混凝土作为桥面铺装对于减少桥面铺装病害效果明显，有着良好的经济效益。 2.1钢纤维混凝土的力学强度 2.1.1抗压强度 钢纤维混凝土虽受压强度较普通混凝土增加不明显，但受压韧性却大幅度提高了。这是由于钢纤维的存在，增大了试件的压缩变形，提高了受压破坏时的韧性。从宏观上呈现，钢纤维混凝土受压破坏时，没有明显的碎块或崩落，仍保持这整体性。 2.1.2抗剪强度 钢纤维混凝土具有优异的抗剪性能，对提高钢筋混凝土结构抗剪能力有重要意义。通常在钢筋混凝土的构件中，其抗剪承载力主要靠箍筋和弯起钢筋承担，这些筋多了，不仅要提高工程投资，而且施工很不方便，尤其对薄壁、抗震结构和复杂形状的特种结构，问题则尤为突出。因此采用钢纤维混凝土是提高结构抗剪能力的有效途径。
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玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 1、短切玄武岩纤维 玄武岩纤维是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经1450～1500℃高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。短切玄武岩纤维是由相应的连续玄武岩纤维基材为原料短切而成的长度小于50mm，能均匀分散在水泥混凝土中的无机矿物纤维。 2、短切玄武岩纤维的特性 （1）原材料的天然性。由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。 （2）性能的综合性。玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。
（3）成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维等，和合成纤维相当。 （4）天然的相容性。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。 除了它具有强度高、防渗抗裂、耐高温、耐酸碱腐蚀能力强、抗冲击性好等一系列优点外，它还在我国分布较广，价格便宜，造价低，还兼有绿色、环保、节约资源等优势，产品符合国家相关产业政策。且大量试验证明玄武岩纤维对混凝土性能有很好的改善作用，与钢纤维和合成纤维相比，玄武岩纤维的结合性更好，玄武岩纤维抗腐蚀耐锈蚀性均好于其它纤维。因此，玄武岩纤维用于水泥混凝土中有其自身的优势和特点，相比钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、合成纤维混凝土和碳纤维混凝土较有明显的性能、价格等综合优势 3、玄武岩纤维的技术指标 随着国家863计划“玄武岩纤维及其复合材料”等课题的研发完成，《水泥混凝土和砂浆用玄武岩纤维》（GB/T 23265-2009）国家标准及《公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分：玄武岩短切纤维》 （JT/T 776.1-2010）交通部标准的实施，玄武岩纤维在水泥混凝土中的得到了全面的应用。短切玄武岩纤维的指标应满足上述标准的要求，具体见下表： 表2.3.1 短切玄武岩纤维的性能指标
钢纤维混凝土 随着国民经济建设和公路交通事业的飞速发展，城市道路和国道干线公路上的车辆荷载及密度越来越大，行驶速度越来越快，致使路面的损坏也日趋严重起来。特别是对损坏的水泥混凝土路面而言，它不仅翻修投资大，且施工周期较长，严重影响交通畅通及行车安全。如用普通水泥混凝土修复路面虽有强度高，板块性好，有一定的抗磨性及承受气象作用的耐久性好等特点，但它的最大缺陷是脆性大、易开裂、抗温性差，路面板块容易受弯折而产生断裂，所以就要求路面面板应有足够的抗弯、抗拉强度和厚度。用钢纤维混凝土修筑路面，就是意将钢纤维均匀地分散于基体混凝土中（与混凝土一起搅拌），并通过分散的钢纤维，减小因荷载在基体混凝土引起的细裂缝端部的应力集中，从而控制混凝土裂缝的扩展，提高整个复合材料的抗裂性。同时由于混凝土与钢纤维接触界面之间有很大的界面粘结力，因而可将外力传到抗拉强度大、延伸率高的纤维上面，使钢纤维混凝土作为一个均匀的整体抵抗外力的作用，显着提高了混凝土原有的抗拉、抗弯强度和断裂延伸率。特别是提高了混凝土的韧性和抗冲击性。 实践证明，采用钢纤维混凝土这一新型高强复合材料对路面修理，既可提高路面的抗裂性、抗弯曲、耐冲击和耐疲劳性，而且可改善路面的使用性能，延长使用寿命从而减少老路开挖，对节省工程造价等具有重要的经济效益和社会效益；为提高道路补强与改造提供了良好的途径。 1、基本要求 1.1钢纤维混凝土材料 钢纤维混凝土就是在一般普通混凝土中掺配一定数量的短而细的钢纤维所组成的一种新型高强复合材料。由于钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的产生，不但具有普通混凝土的优良性能，而且具有良好的抗折、抗冲击、抗疲劳以及收缩率小、韧性好、耐磨耗能力强等特性。可使路面厚度减薄50%以上，缩缝间距可增至15m～30m，不用设胀缝和纵缝。钢纤维混凝土用钢纤维类型有圆直型、熔抽型和剪切型钢纤维。其长度分为各种不同规格，最佳长径比为40～70，截面直径在0.4mm～0.7mm范围内，抗拉强度不低于380mpa.在施工时钢纤维在混凝土中的掺入量为1.0%～2.0%（体积比），但最大掺量不宜超过2.0%。水泥采用425#～525#普通硅酸盐水泥，以保证混合料具有较高的强度和耐磨性能。钢纤维混凝土用的粗骨料最大粒径为钢纤维长度的23.不宜大于20mm.细集料采用中粗砂，平均粒径0.35mm～ 0.45mm，松装密度1.37g/cm3.砂率采用45%～50%。 1.2钢纤维混凝土配合比 钢纤维混凝土混合料配合比的要求首先应使路面厚度减薄，其次是保证钢纤维混凝土有较高的抗弯强度，以满足结构设计对强度等级的要求即抗压强度与抗折强度，以及施工的和易性。钢纤维混凝土配合比设计基本按以下步骤进行。 （1）根据强度设计值以及施工配制强度提高系数，确定试配抗压强度与抗折强度；钢纤维混凝土抗折强度设计值的确定：fftm＝ftm（1+atmpflf/df） 式中fftm――钢纤维混凝土抗折强度设计值；ftm――与钢纤维混凝土具有相同的配合材料、水灰比和相近稠度的素混凝土的抗折强度设计值；atm――钢纤维对抗折强度的影响系数（试验确定）；pf――钢纤维体积率，%；lf/df――钢纤维长径比，当ftm＜6.0n/mm2时，可按表1采用。 （2）根据试配抗压强度计算水灰比；
理论研究 THEORETICAL RESEARCH 混 凝 土 Concrete Abstract: A 100 mm diameter split Hopkinson pressure bar and a home-grown heating equipment were used to experimentally study the impact energy absorption characteristics of plain concrete and steel fiber reinforced concrete at elevated temperatures.The effects of temperature and loading rate on the energy absorbing features of concretes were investigated.The results showed that compared with plain concrete ，steel fiber reinforced concrete had a more excellent performance in absorbing impact energy and it had a higher ductility.The en-ergy density of concrete increased with the rising of loading rate and decreased with the rising of temperature.The weakening effect caused by temperature was more pronounced than the strengthening effect caused by loading rate on energy density of concrete ，and the energy density of concrete eventually descended with the influence of two efforts. Key words: steel fiber reinforced concrete ；split Hopkinson pressure bar ；energy absorption ；elevated temperature Study on energy absorption properties of steel fiber reinforced concrete at elevated temperatures WANG Zhikun 1，XU Jinyu 1，FAN Jianshe 2，YIN Yaogang 3 （1. Department of Airfield and Building Engineering ，Air Force Engineering University ，Xi'an 710038, China ； 2. The Ninth Engineering Head Group of China Airport ，Chengdu 611430，China ； 3. Logistics Department ，Air Force Aviation University ，Changchun 130062，China ） 摘 要： 采用准100 mm 分离式霍普金森压杆系统以及自主研制的高温加热设备，研究了高温下素混凝土以及钢纤维混凝土的 冲击吸能特性，分析了温度、加载速率等因素对混凝土吸能特性的影响规律。结果表明：钢纤维混凝土较素混凝土在冲击能量吸收方面性能更加优异，具有更高的韧性；混凝土的能量密度随加载速率的提高而增大，随作用温度的升高而减小；高温对能量密度的弱化效应比加载速率引起的强化效应表现更为突出，造成材料能量密度下降。关键词： 钢纤维混凝土；分离式霍普金森压杆；能量吸收；高温 中图分类号： TU528.572 文献标志码： A 文章编号： 1002-3550（2014）02-0014-04 王志坤1，许金余1，范建设2，尹跃刚3 （1. 空军工程大学机场建筑工程系，陕西西安710038；2. 中国航空港建设第九工程总队，四川成都611430； 3. 空军航空大学飞行训练基地后勤部机场营房科，吉林长春130062） 高温下钢纤维混凝土吸能特性研究 doi ：10.3969/j.issn.1002-3550.2014.02.004 2014年第2期（总第292期）Number 2 in 2014（Total No.292） 收稿日期：2013-08-14 基金项目：国家自然科学基金项目（51078350、51208507） 0 引言 钢纤维混凝土（steel fiber reinforced concrete ，SFRC ）是 在普通素混凝土中均匀掺入乱向分布的钢纤维所形成的一种纤维增强混凝土[1]，目前已被广泛应用于各类建筑与桥梁工程中。近年来，随着城市建筑密度日趋增加，火灾事故频发，同时由火灾及其他因素导致的爆炸事故使建筑结构可能同时遭受爆炸和火灾的袭击，危害极大。另外，钢纤维混凝土在桥梁工程中应用广泛，且桥梁建设过程中模板失火、使用过程中交通事故引发的火灾时有发生。上述灾害使钢纤维混凝土的高温性能及吸能特性成为目前工程领域日益关注的问题。 国内外对高温下SFRC 力学性能的研究很少，绝大部分研究集中于高温后SFRC 的静态力学、热力学和热损伤特性[2-6]。混凝土的高温分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar ，SHPB ）试验是研究高温下混凝土动态力学特性 的一种重要手段。本研究基于自主研制的适用于准100 mm SHPB 装置[7]的高温试验设备，对高温下混凝土的动态力学特性进行了试验，分析了温度、加载速率等因素对PC 及SFRC 吸能特性的影响。 1 试验方案 1.1 原材料及试件制备 水泥：选用P ·O 42.5R 级秦岭水泥；硅灰：选用西安霖源微硅粉，平均粒径0.1~0.15 μm ，比表面积为15~27 m 2/g ，SiO 2含量92%；粉煤灰：韩城第二发电厂提供，表观密度2 050 kg/m 3，比表面积≥355 m 2/kg ；粗骨料：选用泾阳县石灰岩碎石，粒径5~20 mm ，表观密度2 700 kg/m 3，堆积密度1 620 kg/m 3，含泥量0.2%；细骨料：选用灞河中砂，细度模数为2.78，级配合格，表观密度2 630 kg/m 3，堆积密度1 500 kg/m 3，含泥量1.1%；水：自来水；减水剂：FDN 高效减水剂，掺量 14··
钢纤维具体分类以及钢纤维的性能不同 钢纤维是以切断细钢丝法、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。 为增强砂浆或混凝土而加入的、长度和直径在一定范围内的细钢丝。常用截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10～60毫米，直径为0.2～0.6毫米，长径比为30～100。为增加纤维和砂浆或混凝土的界面粘结，可选用各种异形的钢纤维，其截面有矩形、锯齿形、弯月形的；截面尺寸沿长度而交替变化的；波形的；圆圈状的；端部放大的或带弯钩的等。 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30～100的纤维。 因制取方法的不同钢纤维的性能有很大不同，如冷拔钢丝拉伸强度为380-3000MPa、冷轧带钢剪切法拉伸强度为600-900MPa、钢锭铣削法为700MPa；钢水冷凝法虽为 380MPa，但是适合生产耐热纤维。 平直形钢纤维（a）、压棱形钢纤维（b)、波形钢纤维（c）、弯钩形钢纤维（d\e）、大头形钢纤维（f）、双尖形钢纤维（g）、集束钢纤维（h）等等。 2.按截面形状划分（图2）有：圆形（a）、矩形（b）、槽型（c）、不规则性（d） 3.按生产工艺划分有：切断钢纤维（用细钢丝切断）；剪切钢纤维（用薄钢板、带钢剪切）；切削钢纤维（用厚钢板或钢锭切削）；溶抽钢纤维（用熔融钢水抽制）。最有前途的是溶抽钢纤维，价格最低。 4.按材质划分有：普碳钢纤维（抗拉强度一般在300~2500MPa）；不锈钢纤维（按材质有304,310,330,430,446等）；其他金属纤维（铝纤维、铜纤维、钛纤维以及合金纤维）。 ⒌按表面涂覆状态划分有：无涂覆层，表面涂环氧树脂，镀锌等。工业上大量使用的是无涂覆层的普通钢纤维。 ⒍按施工工艺分类有：喷射用、浇注用。 ⒎按直径尺寸分类有：普通钢纤维（直径d>0.08mm）；超细钢纤维（直径d≤0.08mm）；超细钢纤维主要用于增强塑料及石棉摩擦材料。钢纤维是指用钢材的短纤维，将钢丝切断，
玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册
玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 1、短切玄武岩纤维 玄武岩纤维是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经1450～1500℃高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。短切玄武岩纤维是由相应的连续玄武岩纤维基材为原料短切而成的长度小于50mm，能均匀分散在水泥混凝土中的无机矿物纤维。 2、短切玄武岩纤维的特性 （1）原材料的天然性。由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。 （2）性能的综合性。玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶
劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。 （3）成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维等，和合成纤维相当。 （4）天然的相容性。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。 除了它具有强度高、防渗抗裂、耐高温、耐酸碱腐蚀能力强、抗冲击性好等一系列优点外，它还在我国分布较广，价格便宜，造价低，还兼有绿色、环保、节约资源等优势，产品符合国家相关产业政策。且大量试验证明玄武岩纤维对混凝土性能有很好的改善作用，与钢纤维和合成纤维相比，玄武岩纤维的结合性更好，玄武岩纤维抗腐蚀耐锈蚀性均好于其它纤维。因此，玄武岩纤维用于水泥混凝土中有其自身的优势和特点，相比钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、合成纤维混凝土和碳纤维混凝土较有明显的性能、价格等综合优势 3、玄武岩纤维的技术指标 随着国家863计划“玄武岩纤维及其复合材料”等课题的研发完成，《水泥混凝土和砂浆用玄武岩纤维》（GB/T 23265-2009）国家标准及《公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分：玄武岩短切纤维》（JT/T 776.1-2010）交通部标准的实施，玄武岩纤维在水泥混凝土中的得到了全面的应用。短切玄武岩纤维的指标应满足上述标准的要求，具体见下表： 表2.3.1 短切玄武岩纤维的性能指标
摘要：纤维混凝土是一种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建筑材料。其物理和力学性能优于普通混凝土，在建筑工程界具有很大的实用价值，鉴于其结构形式不同将其大致分为四类，而本文重要简述四种中的一种——钢纤维混凝土的研究现状和发展动态。 关键词：钢纤维钢纤维混凝土 １前言 随着1824年波特兰水泥的诞生，在1830年前后出现了混凝土，作为当时的一种新型建筑材料，就广泛地应用于土木和水利工程。尤其是在19世纪中叶以后，伴随着钢铁的发展，人们把钢筋和混凝土结合起来，诞生了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，大大提高了结构的抗裂性能、刚度、承载能力和耐久性，从而使建筑业经历了一场革命。尽管混凝土的固有优点是高抗压强度，然而它也有固有弱点——如构件的自重大、易于塑性干缩开裂、抗疲劳能力低、韧性差、抗拉强度低(一般仅为抗压强度的7%－14%)、易产生裂纹、抗冲击碎裂性差等，限制了在工程中的使用范围。这些弱点随着混凝土强度的提高显得尤为突出。因此，长期以来许多专家和学者不断探索改善混凝土性能(主要是提高抗拉性能，增强耐久性)的各种方法和途径，于是，提出了一种以传统素混凝土为基体的新型复合材料——纤维混凝土。 2 纤维混凝土的发展和现状 纤维混凝土(Fiber Reinforced Concrete，简称FRC)，是纤维增强混凝土的简称，通常是以水泥净浆、砂浆或者混凝土为基体，以金属纤维、无机纤维或有机纤维增强材料组成的一种新型建筑材料，钢纤维混凝土就是其中一种。纤维在混凝土中限制混凝土早期裂缝的产生及在外力作用下裂缝的进一步扩展。在纤维混凝土受力初期，纤维与混凝土共同受力，此时混凝土是外力的主要承担者，随着外力的不断增加或者外力持续一定时间，当裂缝扩展到一定程度之后，混凝土退出工作，纤维成为外力的主要承担者，横跨裂缝的纤维极大的限制了混凝土裂缝的进一步扩展。由此可见，与普通混凝土相比，纤维混凝土具有较高的抗拉、抗弯拉、抗冲击、抗阻裂、抗爆和韧性、延性等性能，同时抗渗、防水、抗冻、护筋性等方面也很强。到目前，随着钢纤维混凝土的推广应用，因纤维在混凝土中的分布情况不同，主要有四类：钢纤维混凝土、混杂纤维混凝土、层布式钢纤维混凝土和层布式混杂纤维混凝土。 3、钢纤维混凝土的基本性能 国内外对钢纤维的作用机理和钢纤维混凝土的基本性能做了大量的研究,现归纳如下: 1.强度和重量比值增大。这是钢纤维混凝土具有优越经济性的重要标志。 2.具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度。在混凝土中掺入适量钢纤维,其抗拉强度提高25%～50%,抗弯强度提高40%～80%,抗剪强度提高50%～100%。 3.具有卓越的抗冲击性能。材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能,称为冲击韧性,在通常的纤维掺量下,冲击抗压韧性可提高2～7倍,冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。 4.收缩性能明显改善。在通常的纤维掺量下,钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%～9%。 5.抗疲劳性能显著提高。钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能比普通混凝土都有较大改善。 6.耐久性能显著提高。钢纤维混凝土除抗渗性能与普通混凝土相比没有明显变化外,由于钢纤维混凝土抗裂性、整体性好,因而耐冻融性、耐热性、耐磨性、抗气蚀性和抗腐蚀性均有显著提高。例如，掺量为1%、强度等级为CF35的钢纤维混凝土耐磨损失比普通混凝土降低30%。掺有2%钢纤维高强混凝土抗气蚀能力较其他条件相同的高强混凝土提高1.4倍。钢纤维混凝土在空气、污水和海水中都呈现良好的耐腐蚀性,暴露在污水和海水中5年后的试件
混凝土用钢纤维 YB/T 151－1999 国家冶金工业局1999－08－19批准2000－01－01实施 前言 本标准非等效采用美国材料与试验协会标准ASTM A820—1990《增强纤维混凝土用钢纤维》。 本标准在钢纤维定义、抗拉强度、弯曲性能、尺寸偏差值及计算等主要技术内容与ASTM A820相同，但未规定尺寸超差试样的比例。本标准增加了产品外形分类、产品标记及包装的内容，并对在生产过程中产生的轧屑和粘连片的允许值作了规定。 本标准由全国钢标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：上海哈瑞克斯金属制品有限公司、冶金信息标准研究院。 本标准主要起草人：陈伯祥、叶坚、姜清梅、封文华。 1 范围 本标准规定了混凝土用钢纤维的定义及符号、分类及代号、尺寸、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输及贮存。 本标准适用于为提高混凝土性能而使用的钢纤维。 对用于其他增强工程材料，如增强耐火材料的不锈钢纤维，可参考本标准。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB／T 228—1987 金属拉伸试验方法 3 定义及符号 3．1 本标准采用下列定义 钢纤维：用钢材料经一定工艺制成的、能随机地分布于混凝土中的短而细的纤维。3．2 符号 本标准采用符号见表1。 表1 4 分类及代号 4．1 按原材料分类，类别和代号为： 碳素结构钢 C 合金结构钢 A 不锈钢S 4．2 按生产工艺分类，类别和代号为： 钢丝切断纤维W 薄板剪切纤维S 熔抽纤维Me
玄武岩纤维混凝土施工工法 水泥混凝土 河南金石路桥技术开发有限公司
玄武岩纤维水泥混凝土 施工工法 连续玄武岩纤维 为进一步改善水泥混凝土的性能，适应现代道路与桥梁工程的需要，有很多不同功能的混凝土得到了发展。随着生产技术的解密，连续玄武岩纤维(简称CBF是近几年来才时有报道的新纤维，它是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经1450?1500 E高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在如今讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。 连续玄武岩纤维的特性 (1)原材料的天然性。由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。 (2)性能的综合性。玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。 (3)成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维 等，和合成纤维相当 (4)天然的相容性。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。
三、连续玄武岩纤维的技术指标(参照国标GB/T23265- 2009) 玄武岩纤维的性能指标 掺短切玄武岩纤维水泥混凝土或砂浆性能指标
HAREX钢锭铣削型钢纤维混凝土施工技术说明 1、钢纤维 钢锭铣削型钢纤维，纤维外弧面光滑，内弧面粗糙，表面自然 抛兰防锈处理，两端带锚固端。材质为结构用低合金高强铸钢 ST52-3。 抗拉强度不应低于700MPa。 2、配合比设计 1）钢锭铣削钢纤维混凝土粗骨料粒径一般不大于25mm 2）根据施工要求的稠度确定单位体积水量，钢锭铣削钢纤维每掺加0.3%（体积率），单位体积用水量相应增加3kg，如掺用外 加剂应考虑外加剂的影响。 3) 钢锭铣削钢纤维体积率一般为0.4%～0.8%，有特殊要求时按设 计规定。 4）钢锭铣削钢纤维每掺加0.3%（体积率）砂率相应增加2%。 5）根据抗压强度要求确定水灰比（与普通混凝土相同）。 6）钢锭铣削钢纤维混凝土坍落度值可比相应普通混凝土要求值小20mm，维勃稠度值与相应混凝土要求值相同。 3、搅拌、运输、浇筑和养护 1）钢锭铣削钢纤维混凝土搅拌的投料次序和方法与普通混凝土相同，钢纤维可在任意时段加入。搅拌时间应较普通混凝土 规定的搅拌时间延长30~60秒。
注：钢锭铣削型钢纤维投料无须专门控制投料顺序、无须人工撒布或采用布料机、无须干拌。 2）钢锭铣削钢纤维混凝土的运输可采用与普通混凝土相同的运输规定。 3）若施工现场从搅拌车中卸下的钢纤维混凝土塌落度较小，无法满足施工要求，可先用振捣棒稍加振捣，即可使混凝土达 到较好的施工度。严禁在现场加水。 4）应连续浇筑、防止出现施工冷缝。 5）不许采用人工插捣。干硬性和半干硬性混凝土不应采用振捣捧振捣。 6）摊铺路面宜采用平板振捣器振捣密实，边角可采用振捣捧补振，再采用底面设凸棱的振动梁压实整平。 7）路面施工必须使用硬刻槽的方式制作抗滑沟槽，不得使用粗麻袋、刷子和扫帚制作抗滑构造，以免将钢纤维带出。 8）钢锭铣削钢纤维混凝土可采用与普通混凝土相同的养护方法。 4、质量检查 1）按YB/T151-1999《混凝土用钢纤维》、DGJ08-59-2006《钢锭 铣削钢纤维混凝土应用技术规程》对钢纤维进行质量检查。 2）钢纤维的称量每一工作班至少检验二次。 3）应采用水洗法在浇筑地点取样检验钢纤维体积率，每一工作 班至少二次，水洗法检验钢纤维体积率的误差不应超过配合比 要求的钢纤维体积率的±15%。