1、鋪面工程新材料鋪面工程新材料CH9 CH9 鋼纖維混凝土鋼纖維混凝土第一節第一節 纖維混凝土纖維混凝土v纖維混凝土纖維混凝土 水泥混凝土中加入纖維，以改善混凝土自重大、脆性大、抗拉強度低等弱點，是混凝土改性的重要手段是混凝土改性的重要手段。 應用領域：建筑、交通、水利、礦山v常見的纖維常見的纖維 石棉纖維、植物纖維、玻璃纖維、尼龍纖維、高密度聚乙烯纖維 聚丙烯纖維、維尼綸纖維、丙綸纖維、腈綸纖維、碳纖維 開夫勒纖維、鋼纖維v公路工程常用的是鋼纖維混凝土公路工程常用的是鋼纖維混凝土，用于路面、橋梁、隧道 等工程中。第一節第一節 纖維混凝土纖維混凝土鋼纖維混凝土鋼纖維混凝土 在普通混凝土中摻入在普

2、通混凝土中摻入亂向分布亂向分布的的短鋼纖維短鋼纖維所形成的一種所形成的一種新型的新型的多相復合材料多相復合材料。 鋼纖維性能優良，是當今世界各國普遍采用的混凝土增鋼纖維性能優良，是當今世界各國普遍采用的混凝土增強材料。強材料。 鋼纖維具有抗裂、抗沖擊性能強、耐磨強度高、與水泥鋼纖維具有抗裂、抗沖擊性能強、耐磨強度高、與水泥親合性好，可增加構件強度，延長使用壽命等優點。親合性好，可增加構件強度，延長使用壽命等優點。第一節第一節 纖維混凝土纖維混凝土第一節第一節 纖維混凝土纖維混凝土鋼纖維混凝土較普通混凝土具有經濟優勢鋼纖維混凝土較普通混凝土具有經濟優勢： （1）在同等強度下可減少混凝土量減少混凝

3、土量30%50%； （2）可取代或部分取代鋼筋或者降低鋼筋直徑取代或部分取代鋼筋或者降低鋼筋直徑12mm; （3）可縮短施工周期縮短施工周期25%以上以上，特別適用于要求連續、快速澆灌混凝土的較大工程； （4）與普通的混凝土同樣攪拌施工，不需增添設備不需增添設備。第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能一、材料組成一、材料組成鋼纖維混凝土是由鋼纖維混凝土是由鋼纖維鋼纖維、水泥水泥、水水、粗集料粗集料、細集料細集料以及根據以及根據工程需要而摻入的工程需要而摻入的化學外摻劑或摻和料化學外摻劑或摻和料組成。組成。1. 鋼纖維鋼纖維1）鋼纖維的生產方法）鋼纖維的生產方法A

4、. 鋼絲切斷法：鋼絲切斷法：用用直徑為直徑為0.40.8mm的冷拔鋼絲的冷拔鋼絲按規定的長度按規定的長度切成短纖維。切成短纖維。加工手段：切刀、沖床、旋轉刀具加工手段：切刀、沖床、旋轉刀具產品特點：表面光滑，與混凝土的粘結強度較差。產品特點：表面光滑，與混凝土的粘結強度較差。改善措施：改善措施：改變鋼纖維的外形改變鋼纖維的外形，用進給鋼絲的夾送輥，用進給鋼絲的夾送輥將鋼絲將鋼絲壓成棱形凹坑、波形或等距離壓出彎鉤后壓成棱形凹坑、波形或等距離壓出彎鉤后再切斷。再切斷。第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能一、材料組成一、材料組成1. 鋼纖維鋼纖維1）鋼纖維的生產方法

5、）鋼纖維的生產方法B. 薄板剪切法：冷軋薄鋼板剪切而成。薄板剪切法：冷軋薄鋼板剪切而成。加工過程：剪切前，先將冷軋薄鋼板剪切成寬度與鋼纖維長加工過程：剪切前，先將冷軋薄鋼板剪切成寬度與鋼纖維長度相等的帶卷鋼，然后將帶鋼卷連續送入旋轉刀具或普通沖床度相等的帶卷鋼，然后將帶鋼卷連續送入旋轉刀具或普通沖床切斷。切斷。產品特點：截面為矩形，沿長度方向也可以制成彎鉤、波形產品特點：截面為矩形，沿長度方向也可以制成彎鉤、波形等異形鋼纖維。等異形鋼纖維。加工及產品特點：銑削時，鋼纖維產生很大的塑性變形，軸加工及產品特點：銑削時，鋼纖維產生很大的塑性變形，軸向扭曲，截面為月牙形，向扭曲，截面為月牙形，與混凝土

6、的粘結性能較好與混凝土的粘結性能較好。C. 厚板銑削法：將厚鋼板或鋼錠，用旋轉的平刃銑刀進行銑削。厚板銑削法：將厚鋼板或鋼錠，用旋轉的平刃銑刀進行銑削。第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能一、材料組成一、材料組成1. 鋼纖維鋼纖維1）鋼纖維的生產方法）鋼纖維的生產方法D. 熔鋼抽絲法：熔鋼抽絲法：將將回收的廢鋼回收的廢鋼用電爐用電爐熔融成熔融成15001600的的鋼液鋼液，在，在鋼液表面用一個高速旋轉的熔抽輪鋼液表面用一個高速旋轉的熔抽輪接近鋼液，熔抽輪接近鋼液，熔抽輪上按所需鋼纖維的尺寸刻出許多槽子，當熔抽輪下降到鋼液面上按所需鋼纖維的尺寸刻出許多槽子，當熔

7、抽輪下降到鋼液面時，鋼液被槽刮出，并被熔抽輪高速旋轉的離心力拋出，以極時，鋼液被槽刮出，并被熔抽輪高速旋轉的離心力拋出，以極快的速度冷卻成型。快的速度冷卻成型。加工特性：加工特性：工藝簡單，生產效率較高，價格較低工藝簡單，生產效率較高，價格較低。改變熔抽。改變熔抽輪上的刻槽尺寸、轉速和浸入深度，可生產不同尺度的鋼纖維。輪上的刻槽尺寸、轉速和浸入深度，可生產不同尺度的鋼纖維。第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能一、材料組成一、材料組成1. 鋼纖維鋼纖維2）鋼纖維的形狀）鋼纖維的形狀外形：外形：由于材質和生產工藝不同有所差異由于材質和生產工藝不同有所差異，包括長直

8、形、壓，包括長直形、壓痕形、波浪形、彎鉤形、大頭形、扭曲形。（圖痕形、波浪形、彎鉤形、大頭形、扭曲形。（圖9-1）截面：圓形、矩形、月牙形及不規則形等。（圖截面：圓形、矩形、月牙形及不規則形等。（圖9-2）第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能3）鋼纖維的幾何參數和體積率）鋼纖維的幾何參數和體積率 鋼纖維的長度與直徑或等效直徑的比值為鋼纖維的長度與直徑或等效直徑的比值為長徑比，通常為長徑比，通常為30100。鋼纖維的直徑鋼纖維的直徑（當鋼纖維截面積為非圓形截面時，按相當于（當鋼纖維截面積為非圓形截面時，按相當于圓形截面面積計算所得到的直徑為等效直徑）為圓形截面面

9、積計算所得到的直徑為等效直徑）為0.31.2mm 。 長度長度指鋼纖維兩端點間的指鋼纖維兩端點間的直線距離直線距離， 尺寸可為尺寸可為1560mm。第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能一、材料組成一、材料組成1. 鋼纖維鋼纖維4）鋼纖維的技術性能）鋼纖維的技術性能（1）抗拉強度）抗拉強度鋼纖維混凝土的強度取決于鋼纖維混凝土的強度取決于鋼纖維的強度鋼纖維的強度、混凝土基體的強度混凝土基體的強度、鋼纖維和混凝土的鋼纖維和混凝土的粘結強度粘結強度等幾個方面。等幾個方面。鋼纖維的抗拉強度受材質和加工工藝的影響。鋼纖維的抗拉強度受材質和加工工藝的影響。冷拔鋼絲切斷的鋼冷

10、拔鋼絲切斷的鋼纖維抗拉強度較高，為纖維抗拉強度較高，為6001000MPa，薄板剪切法、熔鋼抽絲法，薄板剪切法、熔鋼抽絲法和銑削法生產的鋼纖維抗拉強度為和銑削法生產的鋼纖維抗拉強度為380800MPa。（2）粘結強度）粘結強度 鋼纖維混凝土的破壞大多是鋼纖維被拔出，故粘結強度很重要。鋼纖維混凝土的破壞大多是鋼纖維被拔出，故粘結強度很重要。表面粗糙和截面不規則表面粗糙和截面不規則的鋼纖維可以增大鋼纖維與混凝土基體的粘結的鋼纖維可以增大鋼纖維與混凝土基體的粘結強度，強度，鋼纖維異形化鋼纖維異形化也可以增大鋼纖維與混凝土基體之間的錨固力可也可以增大鋼纖維與混凝土基體之間的錨固力可抗拔力。抗拔力。第二

11、節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能一、材料組成一、材料組成1. 鋼纖維鋼纖維4）鋼纖維的技術性能）鋼纖維的技術性能（3）硬度）硬度鋼纖維鋼纖維應具有較高的硬度應具有較高的硬度，與混凝土攪拌時，應不易于發生彎，與混凝土攪拌時，應不易于發生彎折線形，若鋼纖維的脆性過大，攪拌時易發生折斷，影響增強折線形，若鋼纖維的脆性過大，攪拌時易發生折斷，影響增強效果。效果。（4）耐腐蝕性）耐腐蝕性澆筑在鋼纖維混凝土內部的鋼纖維，只要搗固密實，與空氣隔澆筑在鋼纖維混凝土內部的鋼纖維，只要搗固密實，與空氣隔絕，一般不會發生銹蝕。露出混凝土表面或在裂縫寬度超過絕，一般不會發生銹蝕。露出

12、混凝土表面或在裂縫寬度超過0.25mm時，時，暴露在空氣中的鋼纖維易發生銹蝕暴露在空氣中的鋼纖維易發生銹蝕。第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能一、材料組成一、材料組成1. 鋼纖維鋼纖維5）用于鋼纖維混凝土路面用于鋼纖維混凝土路面的鋼纖維的規定的鋼纖維的規定公路水泥混凝土路面設計規范公路水泥混凝土路面設計規范（JTG D402002）規定，）規定，路面用鋼纖維的強度、尺寸、用量應滿足以下路面用鋼纖維的強度、尺寸、用量應滿足以下4條。條。（1）單絲抗拉強度不宜小于）單絲抗拉強度不宜小于600MPa（2）鋼纖維的）鋼纖維的長度宜控制在粗集料最大公稱粒徑（長度宜控制

13、在粗集料最大公稱粒徑（19mm）的）的1.332倍倍，兩者必須匹配。銑削型鋼纖維不宜大于，兩者必須匹配。銑削型鋼纖維不宜大于26.5mm，剪，剪切型或熔鋼抽絲型鋼纖維不宜大于切型或熔鋼抽絲型鋼纖維不宜大于19mm。（3）以體積率計的）以體積率計的鋼纖維摻量一般為鋼纖維摻量一般為0.61.0%（4）宜）宜使用錨固端使用錨固端的鋼纖維，不得使用鋼絲切斷型，兩端帶直的鋼纖維，不得使用鋼絲切斷型，兩端帶直角或彎鉤形鋼纖維，角或彎鉤形鋼纖維，不宜使用波浪形以及其他可能導致成團的鋼不宜使用波浪形以及其他可能導致成團的鋼纖維。纖維。第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能一、材

14、料組成一、材料組成2. 水泥水泥鋼纖維混凝土中常用的水泥是鋼纖維混凝土中常用的水泥是32.5級和級和42.5級普通硅酸鹽水級普通硅酸鹽水泥泥。鋼纖維混凝土中。鋼纖維混凝土中水泥用量比普通混凝土的水泥用量要大水泥用量比普通混凝土的水泥用量要大，一般為一般為360450kg/m3，對于路用鋼纖維混凝土，水泥用量不得，對于路用鋼纖維混凝土，水泥用量不得低于低于360kg/m3（非冰凍地區）或（非冰凍地區）或380kg/m3（冰凍地區）。（冰凍地區）。3. 水水凡凡能飲用的水和潔凈的天然水能飲用的水和潔凈的天然水，均可用于鋼纖維混凝土。因，均可用于鋼纖維混凝土。因為海水對鋼纖維有銹蝕作用，不允許用海水

15、拌制鋼纖維混凝土。為海水對鋼纖維有銹蝕作用，不允許用海水拌制鋼纖維混凝土。4. 石料石料粒徑粒徑不宜大于鋼纖維長度的不宜大于鋼纖維長度的2/3，一般為，一般為520mm，最大粒，最大粒徑不大于徑不大于20mm。第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能一、材料組成一、材料組成5. 砂砂宜采用宜采用中粗砂中粗砂。當鋼纖維混凝土拌和料的和易性相同時，用過粗的砂易產生離當鋼纖維混凝土拌和料的和易性相同時，用過粗的砂易產生離析和泌水現象；過細，則水泥用量過大。析和泌水現象；過細，則水泥用量過大。6. 外摻劑外摻劑使用目的：改善拌和料的和易性、減少水泥用量或者提高強度。使用目

16、的：改善拌和料的和易性、減少水泥用量或者提高強度。使用最多的是減水劑使用最多的是減水劑，以提高其和易性。，以提高其和易性。應注意外摻劑與水泥的適應性，根據使用目的選擇外摻劑的品應注意外摻劑與水泥的適應性，根據使用目的選擇外摻劑的品種，根據使用要求、施工條件、拌和的材料等因素，確定其用量。種，根據使用要求、施工條件、拌和的材料等因素，確定其用量。第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能 鋼纖維混凝土中鋼纖維混凝土中亂向分布亂向分布的鋼纖維主要作用是：的鋼纖維主要作用是：阻礙混凝阻礙混凝土內部微裂縫的擴展土內部微裂縫的擴展和和阻滯宏觀裂縫的發生和發展阻滯宏觀裂縫的發生

17、和發展。 在受荷（拉、彎）初期，水泥基體與纖維共同承受外力；在受荷（拉、彎）初期，水泥基體與纖維共同承受外力； 當混凝土開裂后，橫跨裂縫的纖維成為外力的主要承受者。當混凝土開裂后，橫跨裂縫的纖維成為外力的主要承受者。 因此，鋼纖維混凝土與普通混凝土相比具有一系列優越的因此，鋼纖維混凝土與普通混凝土相比具有一系列優越的物理和力學性能。使物理和力學性能。使纖維混凝土的抗拉、抗彎、抗剪強度比普纖維混凝土的抗拉、抗彎、抗剪強度比普通混凝土顯著提高通混凝土顯著提高，其，其抗沖擊、抗疲勞、裂后韌性和耐久性也抗沖擊、抗疲勞、裂后韌性和耐久性也有較大改善有較大改善。二、基本性能二、基本性能第二節第二節 鋼纖維

18、混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能二、基本性能二、基本性能1. 1. 鋼纖維對混凝土強度的增強效果和影響因素鋼纖維對混凝土強度的增強效果和影響因素2. 2. 鋼纖維混凝土的變形性能鋼纖維混凝土的變形性能3. 3. 收縮和徐變收縮和徐變4. 4. 疲勞性能疲勞性能5. 5. 物理耐久性物理耐久性6. 6. 化學耐久性化學耐久性第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能1. 1. 鋼纖維對混凝土強度的增強效果和影響因素鋼纖維對混凝土強度的增強效果和影響因素 二、基本性能二、基本性能第二節第二節 鋼纖維混凝土的材料組成及性能鋼纖維混凝土的材料組成及性能1.

19、 1. 鋼纖維對混凝土強度的增強效果和影響因素鋼纖維對混凝土強度的增強效果和影響因素工程實踐證明，鋼纖維混凝土的破壞大都是鋼纖維被拔出工程實踐證明，鋼纖維混凝土的破壞大都是鋼纖維被拔出而不是被拉斷，因此改善鋼纖維與基體間的粘結強度是改善而不是被拉斷，因此改善鋼纖維與基體間的粘結強度是改善其增強效果的主要控制因素之一。其增強效果的主要控制因素之一。改善措施：改善措施：增加鋼纖維的粘結長度增加鋼纖維的粘結長度鋼纖鋼纖維長度一般維長度一般2040mm，最長不超過，最長不超過60mm。提高基體對鋼纖維的粘結強度提高基體對鋼纖維的粘結強度摻入一定比例的摻入一定比例的硅粉或者超塑化劑硅粉或者超塑化劑。改善

20、鋼纖維的形狀改善鋼纖維的形狀增加鋼纖增加鋼纖維與維與基體間的摩阻力和咬合力。基體間的摩阻力和咬合力。改善鋼纖維的分布和取向改善鋼纖維的分布和取向對受拉混凝土構件，分布于受拉區沿受拉方向定向排列。對受拉混凝土構件，分布于受拉區沿受拉方向定向排列。 鋼纖維混凝土鋼纖維混凝土彈性階段的變形性能彈性階段的變形性能與其他條件相同的普與其他條件相同的普通水泥混凝土通水泥混凝土沒有顯著區別沒有顯著區別。 韌性是衡量塑性變形性能的重要指標，通常用與荷載韌性是衡量塑性變形性能的重要指標，通常用與荷載位移曲線（或應力位移曲線（或應力應變曲線）下面積有關的參數表示。應變曲線）下面積有關的參數表示。 在通常的纖維摻量

21、下，在通常的纖維摻量下，抗壓韌性可抗壓韌性可提高提高27倍倍，抗彎，抗彎韌性韌性可提高幾倍到幾十倍。可提高幾倍到幾十倍。 鋼纖維混凝土的鋼纖維混凝土的收縮值隨著纖維摻量的增加而有所降低收縮值隨著纖維摻量的增加而有所降低。 在路面和其他結構中，由于鋼纖維的約束作用還可消除在路面和其他結構中，由于鋼纖維的約束作用還可消除或或減少收縮裂縫。減少收縮裂縫。 鋼纖維混凝土與普通混凝土在持續荷載作用下的鋼纖維混凝土與普通混凝土在持續荷載作用下的受壓徐受壓徐變變差別不顯著。差別不顯著。2. 2. 鋼纖維混凝土的變形性能鋼纖維混凝土的變形性能3. 3. 收縮和徐變收縮和徐變 鋼纖維混凝土的鋼纖維混凝土的抗彎和

22、抗疲勞性能較普通混凝土有較大改善抗彎和抗疲勞性能較普通混凝土有較大改善。 例如例如: :當應力比為當應力比為0.70.7時時, ,摻量為摻量為1.5%1.5%的鋼纖維混凝土抗疲勞的鋼纖維混凝土抗疲勞壽命超過壽命超過10105 5次次，而普通混凝土僅為而普通混凝土僅為850850次。次。 因此，在路面和橋梁等承受疲勞荷載的工程中，使用因此，在路面和橋梁等承受疲勞荷載的工程中，使用鋼纖鋼纖維混凝土維混凝土將使抗疲勞壽命顯著提高。將使抗疲勞壽命顯著提高。 鋼纖維混凝土的鋼纖維混凝土的耐凍融性、耐熱性和抗氣蝕性有顯著提高耐凍融性、耐熱性和抗氣蝕性有顯著提高。 抗滲性與普通混凝土沒明顯差異抗滲性與普通混

23、凝土沒明顯差異，但由于抗裂性能好，可，但由于抗裂性能好，可以以用于有抗滲要求的薄壁蓄液結構。用于有抗滲要求的薄壁蓄液結構。 在空氣、污水和海水中有良好的耐腐蝕性。但已開裂的鋼在空氣、污水和海水中有良好的耐腐蝕性。但已開裂的鋼纖維混凝土，鋼纖維腐蝕速度取決于環境與裂縫狀況。纖維混凝土，鋼纖維腐蝕速度取決于環境與裂縫狀況。4. 4. 疲勞性能疲勞性能5. 5. 物理耐久性物理耐久性6. 6. 化學耐久性化學耐久性4. 4. 疲勞性能疲勞性能第三節第三節 鋼纖維混凝土的配合比設計鋼纖維混凝土的配合比設計一、配合比設計的基本要求和特點一、配合比設計的基本要求和特點當前沒有形成一套合理且成熟的鋼纖維混凝

24、土的當前沒有形成一套合理且成熟的鋼纖維混凝土的配合比設計方法，配合比設計方法，生產中一般按照普通混凝土的配生產中一般按照普通混凝土的配合比設計方法，以混凝土的抗壓強度確定拌和料的合比設計方法，以混凝土的抗壓強度確定拌和料的配合比配合比，只是適當的調整砂率、用水量和水泥用量。，只是適當的調整砂率、用水量和水泥用量。按此確定配合比時，為獲得較高的抗折強度，勢按此確定配合比時，為獲得較高的抗折強度，勢必會使抗壓強度也相應提高，這是不必要的。必會使抗壓強度也相應提高，這是不必要的。鋼纖維混凝土的配合比設計鋼纖維混凝土的配合比設計應根據混凝土的使用應根據混凝土的使用要求和鋼纖維的特點進行合理設計要求和鋼

25、纖維的特點進行合理設計。第三節第三節 鋼纖維混凝土的配合比設計鋼纖維混凝土的配合比設計鋼纖維混凝土配合比設計的基本目的鋼纖維混凝土配合比設計的基本目的： 將將各種材料各種材料（鋼纖維、水泥、水、粗細集料以及必要的外（鋼纖維、水泥、水、粗細集料以及必要的外摻劑）摻劑）按照一定的比例合理配制按照一定的比例合理配制，是配制出的鋼纖維混凝土滿，是配制出的鋼纖維混凝土滿足下列基本條件。足下列基本條件。 1 1）滿足結構設計強度要求。）滿足結構設計強度要求。 2 2）拌和出的混凝土的和易性滿足施工要求。）拌和出的混凝土的和易性滿足施工要求。 3 3）滿足混凝土耐久性的要求。）滿足混凝土耐久性的要求。 4

26、4）滿足經濟性的要求。）滿足經濟性的要求。基體混凝土中摻入鋼纖維的主要目的基體混凝土中摻入鋼纖維的主要目的： 提高混凝土的抗彎拉能力、抗疲勞能力及增強混凝土的韌提高混凝土的抗彎拉能力、抗疲勞能力及增強混凝土的韌性、防裂和阻裂能力。性、防裂和阻裂能力。第三節第三節 鋼纖維混凝土的配合比設計鋼纖維混凝土的配合比設計一、配合比設計的基本要求和特點一、配合比設計的基本要求和特點鋼纖維混凝土的配合比設計，鋼纖維混凝土的配合比設計，除了要按抗壓強度除了要按抗壓強度控制控制外，外，還應根據結構設計要求及工程具體要求進行還應根據結構設計要求及工程具體要求進行抗拉和抗折強度控制抗拉和抗折強度控制，以此來確定鋼纖

27、維混凝土的配，以此來確定鋼纖維混凝土的配置強度，以充分發揮鋼纖維的增強作用。置強度，以充分發揮鋼纖維的增強作用。在配合比設計時，既要考慮鋼纖維在混凝土中能在配合比設計時，既要考慮鋼纖維在混凝土中能均勻分散均勻分散，又要考慮到如何使，又要考慮到如何使鋼纖維周圍包裹滿水泥鋼纖維周圍包裹滿水泥漿液漿液，以保證鋼纖維在混凝土中能充分發揮作用。，以保證鋼纖維在混凝土中能充分發揮作用。同時，在混凝土中加入鋼纖維后，和易性有所降同時，在混凝土中加入鋼纖維后，和易性有所降低，應低，應適當增加用水量和水泥用量適當增加用水量和水泥用量。第三節第三節 鋼纖維混凝土的配合比設計鋼纖維混凝土的配合比設計二、配合比設計的

28、基本原理二、配合比設計的基本原理鋼纖維混凝土配合比設計的鋼纖維混凝土配合比設計的基本方法基本方法是建立在鋼纖維混是建立在鋼纖維混凝土凝土拌和料的特性拌和料的特性及其及其硬化后的強度硬化后的強度基礎上的。基礎上的。主要目的主要目的是根據使用要求，合理確定拌和料的是根據使用要求，合理確定拌和料的水灰比水灰比、鋼纖維體積率鋼纖維體積率、單位用水量單位用水量和和砂率砂率等四個基本參數，以此等四個基本參數，以此進一步計算出各組成材料的用量。進一步計算出各組成材料的用量。在確定設計參數時，既要在確定設計參數時，既要滿足抗壓強度滿足抗壓強度要求，又要符合要求，又要符合抗拉或抗折強度抗拉或抗折強度要求，以及和

29、易性、耐久性、經濟性的要要求，以及和易性、耐久性、經濟性的要求。求。第三節第三節 鋼纖維混凝土的配合比設計鋼纖維混凝土的配合比設計 鋼纖維混凝土的抗壓強度、抗折強度、抗拉強度與水泥等鋼纖維混凝土的抗壓強度、抗折強度、抗拉強度與水泥等級、水灰比、鋼纖維體積率和長徑比、砂率、用水量等因素有級、水灰比、鋼纖維體積率和長徑比、砂率、用水量等因素有關。關。 水灰比和水泥標號對抗壓強度影響最大；水灰比和水泥標號對抗壓強度影響最大； 鋼纖維的體積率和長徑比、水泥等級對抗折強度和抗拉鋼纖維的體積率和長徑比、水泥等級對抗折強度和抗拉強度影響較大；強度影響較大； 砂率和用水量對和易性影響較大。砂率和用水量對和易性

30、影響較大。抗壓強度與水灰比及水泥等級等級的關系水灰比抗折強度或抗拉強度體積率砂率用水量和易性和易性施工配合比試驗結果試驗結果施工現場條件施工現場條件計算配合比計算配合比鋼纖維混凝土與普通混凝土相比，有如下差異：鋼纖維混凝土與普通混凝土相比，有如下差異：第四節第四節 鋼纖維混凝土的應用及施工鋼纖維混凝土的應用及施工一、在公路路面和機場道面上的應用一、在公路路面和機場道面上的應用二、鋼纖維混凝土施工中的幾個問題二、鋼纖維混凝土施工中的幾個問題1.1.不得使用結團的鋼纖維混凝土拌和物不得使用結團的鋼纖維混凝土拌和物 應保證面板內鋼纖維分布的均勻性及結構的連續性。應保證面板內鋼纖維分布的均勻性及結構的

31、連續性。2.2.布料松鋪高度應通過試驗確定布料松鋪高度應通過試驗確定 拌和物坍落度相同時，宜比相同機械施工方式的普通拌和物坍落度相同時，宜比相同機械施工方式的普通混凝土路面布料松鋪高度高混凝土路面布料松鋪高度高10mm10mm左右。左右。 鋼纖維混凝土已應用于國內外的路面、機場跑道、鋼纖維混凝土已應用于國內外的路面、機場跑道、停機坪、橋面鋪裝等工程，停機坪、橋面鋪裝等工程， 效果良好。效果良好。 3. 3.振搗應保證鋼纖維分布的均勻性振搗應保證鋼纖維分布的均勻性 振搗機械和振搗方式既要保證混凝土的密實，又要保證鋼振搗機械和振搗方式既要保證混凝土的密實，又要保證鋼纖維分布的均勻。纖維分布的均勻。

32、 4. 4.整平后面板表面無裸露上翹的鋼纖維整平后面板表面無裸露上翹的鋼纖維 5. 5.鋼纖維混凝土路面的特殊工藝要求鋼纖維混凝土路面的特殊工藝要求 （1 1）嚴格控制施工作業總時間）嚴格控制施工作業總時間 拌和物從出料到運輸、鋪裝完畢的允許最長時間有規定拌和物從出料到運輸、鋪裝完畢的允許最長時間有規定 （2 2）表面抗滑用硬刻槽）表面抗滑用硬刻槽 不得使用粗麻袋、刷子和掃帚制作抗滑構造。不得使用粗麻袋、刷子和掃帚制作抗滑構造。 （3 3）面板長度與鋼纖維摻量有關）面板長度與鋼纖維摻量有關 鋼纖維混凝土路面的鋼纖維混凝土路面的板長板長610m，摻量大用大值，摻量摻量大用大值，摻量小用小值。小用

33、小值。 第五節第五節 噴射鋼纖維混凝土噴射鋼纖維混凝土噴射混凝土：噴射混凝土：既是一種新型的支護結構，又是一種新的施工工既是一種新型的支護結構，又是一種新的施工工 藝。藝。 它是使用混凝土噴射機，按一定的混合程序，它是使用混凝土噴射機，按一定的混合程序，將將 摻有速凝劑的細石混凝土，噴射到巖壁表面上，摻有速凝劑的細石混凝土，噴射到巖壁表面上， 并迅速固結成一層支護結構并迅速固結成一層支護結構，從而對圍巖起到支，從而對圍巖起到支 護作用。護作用。噴射鋼纖維混凝土噴射鋼纖維混凝土：是在普通噴射混凝土中：是在普通噴射混凝土中摻入適量短纖維摻入適量短纖維、 用機械噴射的新型復合材料。用機械噴射的新型復

34、合材料。 與素噴混凝土相比，其物理力學性能大大改善，尤其是增與素噴混凝土相比，其物理力學性能大大改善，尤其是增強、增韌方面。廣泛應用于水利水電、鐵道、公路、冶金、隧道強、增韌方面。廣泛應用于水利水電、鐵道、公路、冶金、隧道等工程。等工程。第五節第五節 噴射鋼纖維混凝土噴射鋼纖維混凝土一、噴射鋼纖維混凝土的主要特點一、噴射鋼纖維混凝土的主要特點 抗拉、抗彎、抗剪強度高；抗拉、抗彎、抗剪強度高； 抵抗沖擊和震動能力強；抵抗沖擊和震動能力強； 韌性好；韌性好； 抗凍、耐熱與耐疲勞性能好；抗凍、耐熱與耐疲勞性能好； 抗裂性能強；抗裂性能強； 集料回彈率低。集料回彈率低。 因此，在因此，在隧道設計施工的新奧法體系隧道設計施工的新奧法體系中得到了成中得到了成功運用功運用。優越性優越性第五節第五節 噴射鋼纖維混凝土噴射鋼纖維混凝土二、對原材料的要求二、對原材料的要求包括：水泥、細集料、粗集料、鋼纖維、水、外加劑（速凝包括：水泥、細集料、粗集料、鋼纖維、水、外加劑（速凝 劑、減水劑）、摻和料（硅粉、粉煤灰）等。劑、減水劑）、摻和料（硅粉、粉煤灰）等。1 1、水泥、水泥 噴射鋼纖維混凝土不是任何品種水泥都可以使用，一般噴射鋼纖維混凝土不是任何品種水泥都可以使用，一般以以普通硅