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纤维混凝土在土木工程中的应用

2010-09-26 17:49  来源于网络  【  【打印】【我要纠错】

  近几年来,纤维混凝土的发展很快,工中常用的纤维主要有石棉、玻璃纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯、尼龙、碳纤维、钢纤维等。混凝土是当代应用最广泛、用量最大的建筑材料,但它抗拉强度低、易开裂、脆性大、变形性能差不利于抗震、自重大等弱点限制了其应用范围,因此,轻质、高强、改善脆性一直是混凝土的发展方向。采用纤维增强混凝土是混凝土改性的一个重要途径,纤维材料的掺入可大大提高混凝土的抗拉强度、抗裂、抗疲劳性能、断裂韧性及变形性能。钢纤维混凝土适用于对抗拉、抗弯、抗裂、抗冲击、抗疲劳和耐磨等性能要求较高的工程和部位。与普通的钢筋混凝土比,钢纤维混凝土具有较高的抗拉强度、抗裂性能和耐磨性能,其韧性和抗疲劳性能为同等级普通混凝土的数倍[1].钢纤维增强混凝土的应用起始于20世纪60年代。由于纤维的形状、施工技术提高和改进,从70年代起,钢纤维混凝土成为商品并得到应用,其使用范围也在不断扩展。通过对80年代钢纤维混凝土试验工程的检查和考评,肯定了其应用于工程的优越性。目前,钢纤维混凝土主要用于工业厂房地坪、隧道衬砌、公路路面、桥梁以及机场跑道、滑行道和停机坪,并逐步扩展到民用建筑结构中。钢纤维混凝土在施工过程中的质量控制要点主要有:

  高性能混凝土应选用优质硅酸盐水泥,配制时掺入一种以上的优质矿物掺合料,通过掺合料品种与掺量的选择调节混凝土的性能,这将比直接选用普通水泥、矿渣水泥或粉煤灰水泥具有更好的技术效果。

  细度是指水泥颗粒的粗细程度。当水泥的细度增大时,水泥活性提高,早期强度也得到提高。一些熟料烧成质量较差的水泥厂,为满足早期强度往往以提高粉磨细度来达到。但是,过高的细度对外加剂吸附量大,且在低水胶比条件下,易产生收缩,而且水泥净浆流动度随水泥细度的增大而下降。所以国家标准就把水泥的细度规定在一定的范围内。如GB 175-1999硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥规定,硅酸盐水泥的比表面积应大于300 ㎡/kg,普通硅酸盐水泥的细度用80μm方孔筛筛余不得超过10.0 %.但传统的规定和试验方法只能评价出水泥颗粒总体的粗细程度,而无法表征水泥颗粒的分布级配。

  研究表明,水泥颗粒中4μm~30μm的颗粒对强度贡献最大,大于60μm的颗粒仅起填充作用,小于30μm的颗粒对减少泌水及早强有利。当水泥颗粒越细时,水化活性虽然增高,但同时由于水泥颗粒分布窄,颗粒堆积的空隙率大,水泥的标准稠度用水量大,凝结时间长,早期强度低,与外加剂的相容性差。因而配制高性能混凝土的水泥,应具有连续的颗粒分布级配,其最佳粒径分布应该使水泥的堆积密度和水泥颗粒的水化活性相匹配,使水泥粉体达到最佳堆积密度,则其用水量最低,与外加剂匹性强。所以,高性能混凝土的水泥细度,应以颗粒分布级配表征,取代目前的细度评价法。

延伸阅读:土木工程 混凝土 纤维
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