浅议钢纤维混凝土的*能机理与工程应用

摘要：本文结合钢纤维混凝土的*能机理，对钢纤维混凝土的力学*能、耐久*、耐冻融*等多项*能进行分析，并结合钢纤维混凝土的实际应用和其独特的*能对其应用前景进行了展望。

关键词：钢纤维混凝土；*能机理；工程应用

钢纤维混凝土（Steel Fiber Reinforced Concrete，简写为 SFRC）是在普通混凝土中掺入适量短钢纤维而形成的可浇筑、可喷*成型的一种新型复合材料。它是近些年来起来的一种*能优良且应用广泛的复合材料。

近年来钢纤维混凝土在国内外得到迅速发展，它克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、*脆等缺点，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧*等*能，已在建筑、路桥、水工等工程领域得到应用。

      1 钢纤维混凝土的*能研究

1.1 钢纤维混凝土的力学强度

1.1.1 抗压强度

钢纤维混凝土虽受压强度增加不明显，但受压韧*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*。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*。

1.1.2 抗剪强度

钢纤维混凝土具有优异的抗剪*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。

1.1.3 抗弯强度

钢纤维混凝土的抗弯强度，随着纤维掺量的增加而提高。钢纤维混凝土等级提高，使抗弯强度提高明显。在弯曲荷载作用下，钢纤维混凝土受拉区开裂，中*轴向上移，受拉区仍有部分纤维与基材的粘结力承受拉力，增加韧*，提高了混凝土的抗弯强度。而普通混凝土则很快发生断裂，以致脆*破坏。

1.2 钢纤维混凝土的韧*和抗裂*

韧*是在材料受压破坏前吸收能量的*质。抗裂*是指钢纤维在脆*混凝土基体中减少裂缝和阻滞裂缝进一步发展的*质。钢纤维混凝土具有很好的韧*和抗裂*。钢纤维混凝土的韧*随着钢纤维数量的增加而大幅度提高，同时与纤维和基材的粘结力有关。基材强度提高，纤维混凝土的韧*也相应提高。

1.3 钢纤维混凝土的抗冲击*能

在动荷载作用下，钢纤维混凝土在裂缝扩展时，首先是钢纤维克服基材的粘结力而被拔出，或是钢纤维达到屈服强度而被拉断。这都需要消耗大量的能量。因此，钢纤维混凝土能提高抗冲击*能。若采用剪切钢纤维制成试件。跨度为，钢纤维混凝土等级为CF55时，采用水泥硬练重锤冲击。当纤维掺量为0.5%时，耐冲击次数为素混凝土的3—4倍；纤维掺量为1%时，耐冲击次数为11~12倍；纤维掺量为1.5%时，耐冲击次数为21—22倍。可见，钢纤维混凝土的耐冲击*能随着纤维掺量的增加而大幅度提高。

1.4 钢纤维混凝土的抗疲劳*能

钢纤维明显改善了混凝土的弯曲疲劳*能。若CF80钢纤维混凝土与普通混凝土相比，当钢纤维掺量为1%时，200万次疲劳极限可提高10%；当钢纤维掺量为1.5%时，疲劳极限可提高15%。当疲劳应力比为0.7时，对钢纤维掺量1%的钢纤维混凝土，疲劳寿命可延长。

1.5 钢纤维混凝土的抗冻融*能

钢纤维混凝土在冻融循环过程中，由于温度的变化，在混凝土内形成温度应力场。钢纤维混凝土的基体组成部分的热膨胀系数不同，在温度应力作用下变形不协调，导致在混凝土内部界面产生拉应力，影响了界面的黏结*状。钢纤维体积率的增大，增加了混凝土内的界面，这些界面是混凝土的薄弱环节。当冻融次数不大时，钢纤维与砂浆的黏结*状良好，钢纤维能有效地发挥阻裂增强作用，减少裂缝源的数量和裂缝的宽度。所以，在冻融次数较低时，随钢纤维体积率的增加，使混凝土强度下降的幅度降低。

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