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纤维混凝土范文1
摘要：钢纤维混凝土是一种新型的复合材料，具有较高的抗拉强度和断裂韧性，抗疲劳等性能，本文通过对普通钢纤维混凝土和自密实钢纤维混凝土性能的对比，阐述钢纤维混凝土在施工过程中的拌合工艺；通过与普通钢纤维混凝土工艺的对比，阐述自密实钢纤维混凝土在施工过程的优越性。
关键词：自密实混凝土 钢纤维 施工工艺
1.概述
钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforce Concrete简称SFRC)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。
自密实混凝土的应用已经20年的历史，在国内的应用仅有10多年，特别是最近几年，自密实混凝土的应用越来越广泛，自密实混凝土是指在自身的重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充米板，同时获得很好的均质性，并且不需要附加振动的混凝土，因自身具有很多优点，自密实混凝土被广泛的应用于工程中。
自密实钢纤维混凝土集这两种混凝土的优点于一身，即在混凝土施工浇筑的过程中利用自密实混凝土拌合物的易浇筑密实的特点，在混凝土硬化后利用钢纤维混凝土的力学与变形能力。
2.钢纤维混凝土的特点
在普通混凝土之中，以乱向的方式均匀地把一定量的钢纤维分布其中，再经过硬化从而制得钢纤维混凝土，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，较之普通混凝土，物理力学性质大多都较高：重量和强度比值增加；抗拉 抗压及抗弯的极限强度较高；良好的抗冲击性能；明显改善的变形性能；显著提高的抗裂与抗疲劳性能；抗剪性优越；对由于温度应力而造成的裂缝及裂缝的扩展的的阻止与抑制能力良好；耐磨与抗冻性能良好。
普通钢纤维混凝土的纤维体积率在1%—2%之间，较之普通混凝土，抗拉强度提高40%—80%，抗弯强度提高60%—120%，抗剪强度提高50%一100%，抗压强度提高幅度较小，一般在0—25%之间，但抗压韧性却大幅度提高。
自密实钢纤维混凝土拥有普通钢纤维混凝土的特点，同时还具有自密实混凝土的自密实性能，主要包括流动性、抗离析性及填充。每种性能均可采用坍落扩展度试验、V漏斗试验（或T50试验）和U型箱试验等一种以上方法检测。这种自密实性能可以保证混凝土良好的密实，不需要振捣，改善混凝土的表面质量，不会出现不会出现表面气泡或蜂窝麻面，不需要进行表面修补；能够逼真呈现模板表面的纹理或造型。但钢纤维体积率对钢纤维自密实混凝土的抗压强度影响不大，但对劈拉强度和抗折强度影响较明显，且随着钢纤维体积率的增加而增大。
3.钢纤维混凝土的比较
两种钢纤维混凝土比普通混凝土具有以上的特点，但是这些特点与钢纤维有着密切的关系，在钢纤维混凝土的制备过程中，两种混凝土钢纤维的选择要考虑以下几个方面：
⑴纤维种类 不同种类的钢纤维具有不同的力学性能（主要是抗拉强度、弹性模量、短裂延伸率等），而这些性能与钢纤维能否在混凝土中起作用有着很大的关联性。
⑵纤维长度与长径比 使用连续长钢纤维时，钢纤维与水泥基体黏结较好，因此可充分发挥钢纤维增强作用。但如果使用的是短钢纤维时，则要取决于钢纤维的临界长径比。钢纤维临界长径比是钢纤维的临界长度与其直径d的比值，即①若钢纤维的实际长径比小于临界长径比，则复合材料破坏时，钢纤维由水泥基体内拔除。②若钢纤维的实际长径比等于临界长径比，只有基体的裂缝发生在钢纤维中央时钢纤维才拉断。否则钢纤维短的一侧从基体内拔出。③若钢纤维的实际长径比大于临界长径比，则复合材料破坏时钢纤维可拉断。
钢纤维长度的选择：钢纤维的长度必须与混凝土中粗集料的公称粒径相匹配，混凝土粗集料的公称粒径应为钢纤维长度的2/3~1/2,即钢纤维可以跨越一个粗集料，并与另外一个粗集料的1/3搭接，同时钢纤维的长度不可以太长，过长的钢纤维搅拌不均匀，且容易成团。
⑶纤维体积率 纤维体积率直接影响到混凝土的工作性能，力学性能及耐久性能等。纤维掺量过少时，不能很好发挥效果，纤维掺量过多会使混凝土难以成行，出现“团聚”现象。
⑷纤维取向 钢纤维在混凝土中的取向对其利用率有很大影响钢纤维自密实混凝土搅拌时，宜采用强制式搅拌机，为了使钢纤维充分分散防止钢纤维由于一次性加入搅拌机而出现结团现象，把钢纤维先经过分散机然后加入搅拌机，采用先干后湿分级投料的工艺，将钢纤维，粗集料，细集料根据配合比配制的混合料在搅拌机先干拌1min，然后再加入水和外加剂进行搅拌。
两种钢纤维混凝土的施工制作顺序和方法类似，但是，在浇筑之后，普通钢纤维混凝土和一般的混凝土一样需要振捣，掺入的钢纤维由于自身的重量在振捣的过程中会向着振捣的相反方向聚集，导致混凝土中的钢纤维分布不均匀，从而影响钢纤维混凝土的力学性能。
相反，钢纤维自密实混凝土在浇筑之后，由于自密实混凝土在自身重力作用下能够流动填充模板而不需要振捣，避免了钢纤维在混凝土中聚集的现象，使得自密实钢纤维混凝土的力学性能得到充分的利用。
钢纤维自密实混凝土无需振捣而能自实。在实际施工中消除了浇筑混凝土时的振捣噪声，提高了施工速度和质量，实现了混凝土浇筑的省力化，为改善和解决过密配筋、薄壁、复杂形体、大体积、有特殊要求、振捣困难的工程施工施工条件带来了极大的方便。
决定钢纤维混凝土力学性能的最后总要参数是它的韧性，已经有研究结果显示钢纤维自密实混凝土的韧性要比普通钢纤维混凝土强的多[1]。
参考文献：
[1]张金强译.钢纤维在自密实混凝土中的应用[J].石家庄铁路工程职业技术学院学报，2002，1（3）：76-80.
[2]程庆国,高路彬等.钢纤维混凝土理论及应用[M].北京：中国铁道出版社， 1999.
[3]陈睿,刘真等.自密实混凝土应用研究[A].武汉：无哈理工大学学报，2001
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1.1原材料与混凝土配合比
试验采用天瑞集团郑州水泥有限公司PO42.5普通硅酸盐水泥；细骨料为焦作产中砂，细度模数2.9；粗骨料为新密产碎石，连续级配5~25mm；外加剂为郑州同辉建材有限公司TH-2A型高效减水剂，减水率18%；纤维采用泰安同伴纤维有限公司生产的纤维素纤维（性能指标见表1）；混凝土拌和与养护用水为试验采用郑州市自来水，符合国家标准要求.混凝土配合比设计依照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2011）［9］，综合考虑原材料状况、强度、耐久性等要求，通过配合比计算、试配和调整，确定混凝土的实际配合比如表2所示.
1.2试验方法及设备
混凝土试块在标准养护室养护28d，取出后自然晾干.将混凝土试块放入高温炉内，目标温度分别为200，400，600，800℃，升温速率为10℃/min，达到目标温度后恒温180min，自动关机停止加热，试块随炉冷却至室温.试验采用洛阳高温仪器设备厂生产的GWL型高温电阻炉（见图1）.试验依据《公路工程混凝土结构防腐技术规范》（JTG/TB07—01—2006）［10］，采用快速氯离子迁移系数法（RCM法）测试混凝土试件的氯离子扩散系数.试件尺寸为Ф100mm×50mm，试验设备采用RCM-NTB型氯离子扩散系数测定仪（见图2）.
2试验结果及分析
2.1混凝土外观变化
对混凝土外观的观察分析可以作为混凝土结构火灾后损伤程度的评判方法之一，对火灾后建筑物的鉴定评判和后期修缮能起到一定的指导作用.不同温度作用后纤维素纤维混凝土试块的表观损伤特征如表3所示.由表3可见，纤维素纤维混凝土试件遭受200℃高温后，颜色呈青灰色，试件表面完整，无裂缝、掉皮、缺角现象；400℃后颜色变为略白，有少量、细微裂缝出现，试件表面无掉皮、缺角、疏松等现象；600℃后，试件颜色变为暗红色，裂缝变多，有少量的掉皮、个别缺角、轻度疏松；800℃后，试件颜色变为灰白色、裂缝变得宽得多、少数几个面出现贯通裂缝、轻微掉皮、四角出现缺角、试件明显变得疏松.混凝土试件在高温过程中没有出现爆裂现象.与素混凝土相比，纤维素纤维混凝土高温后的外观相对较好，纤维素纤维掺量不同的情况下，混凝土外观损伤并无明显差异.
2.2混凝土渗透性
高温后纤维混凝土的氯离子扩散系数按下式计算［11］：根据表4的计算结果绘制出高温后纤维素纤维混凝土试件的氯离子扩散系数与温度的关系，如图3所示.由图3可见，4条曲线的变化趋势大致相同.高温作用后，纤维素纤维混凝土的氯离子扩散系数随着温度的升高逐渐增大，且上升趋势随着温度的升高而减缓.当温度在200℃左右时，混凝土的氯离子扩散系数提高比较明显，大约是常温下的3倍左右，原因是一方面试件内纤维素纤维融化，原来纤维素纤维占据的位置融化后形成通道，另一方面粗细骨料和水泥浆体的温度膨胀系数值不等，应变差的增大使骨料的界面形成裂纹，有利于氯离子扩散［11］.当温度达到400℃时，混凝土氯离子扩散系数的提高开始减缓，大约是常温下的4倍左右，主要原因是达到400℃时，骨料与浆体界面区由于水化物的脱水，浆体收缩产生许多孔洞，导致骨料与浆体界面黏结处开始松散，另外，由于骨料的膨胀和浆体的收缩，在界面区引起内应力，使骨料与浆体界面区产生裂纹［12］.当温度继续升高到600℃时，混凝土的氯离子扩散系数继续提高，大约是常温下的5倍左右，主要原因是结晶水脱水加剧，水化产物大量分解，混凝土内部结构孔隙增多，水化产物由连续相变为分散相，水化产物间与骨料边界处裂纹逐渐扩大、贯通，由于高温的作用，骨料与水泥浆体间的裂缝迅速扩展且宽度加大，甚至骨料也会发生破坏的现象.纤维素纤维的掺入降低了混凝土常温及高温后的氯离子渗透性，纤维掺量为0.6~0.9kg/m3时，效果最为显著，可视为最优掺量.随着纤维掺量增加纤维素纤维混凝土的氯离子渗透性有所增大.
3结论
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关键词：钢纤维；劈拉强度；抗折强度；抗压强度
1 试验材料及试验方案
1.1 试验材料
本试验所用水泥采用强度等级为425的普通硅酸盐水泥，技术性能满足国家标准的相关要求；粗集料采用级配良好的碎石，表观密度2.991g/cm3，堆积密度1.53 g/cm3，颗粒级配为5～10mm、10～20mm连续级配；细集料为普通河砂，最大粒径5mm，连续级配，细度模数2.83；本试验用了两种钢纤维，一种是普通钢纤维，另一种为短细钢纤维，两种钢纤维均为江西赣州利发金属材料公司生产。本试验用了无引气功能的萘系高效减水剂，减水率为15%~18%。
1.2 试验方案
本试验参照《钢纤维混凝土试验方法》（CECS 13：89）进行，试验包括抗压强度、劈拉强度和抗折强度试验三部分。抗压强度和抗折强度采用500t静载试验机，抗折强度采用50t静载试验机，采用标准的三等分点加载。本试验按照普通道路混凝土配合比设计方法设计弯拉强度标准值为5.0MPa的基准混凝土。并以0.41和0.42两个水灰比来调整基准混凝土配合比，然后选择较优配合比作为基准配合比。最终确定的基准混凝土配合比见表1。
在确定基准配合比的基础上，分别以钢纤维体积率为0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%进行钢纤维混凝土试验，以此考察钢纤维对混凝土的各种强度性能的影响。并且采用普通钢纤维和微细钢纤维按1:1比例组合，以充分发挥混杂效应，提高钢纤维混凝土的强度和韧性。以此综合考察钢纤维混凝土强度变化规律。
抗压强度试验采用100mm×100mm×100mm的试件，测定其无约束受力状态下的抗压强度。劈拉强度试验采用100mm×100mm×100mm的试件。加荷速度为0.05~0.08MPa/s。按式(1-1)计算劈拉强度。
FT为三分点加载模式下试件破坏荷载。
2 钢纤维混凝土强度试验结果分析
从图1可以看出，在钢纤维掺量为0.6%~1.2%时，其抗压强度随钢纤维掺量增加呈现出明显的规律性变化，7组试件的平均抗压强度增幅为6.6%。其中在掺量为0.8%时出现一个明显的峰值，其增幅为25.8%，从整体趋势看，当钢纤维掺量小于0.8%时，强度随掺量增加而增大；当钢纤维掺量大于0.8%时，强度随掺量增加而减小。并且可以看出钢纤维掺量为0.8%时，其强度在各个龄期内都最高，说明钢纤维对混凝土抗压强度的影响存在一个最佳掺量。在本次试验范围内，对钢纤维混凝土抗压强度来讲，存在一个最佳掺量0.8%。掺量大于或小于这个最佳掺量时都会造成增强效果不明显。 由图2-1(b)可知，多数组试件3d强度增强作用不明显，不过掺量为0.8时却有明显增强作用。
钢纤维对混凝土的增强作用主要体现在抗压强度上，许多研究都说明了这一点。本文的试验结果也表明，掺入钢纤维后，混凝土的抗压强度有较大地增长。其中，混杂钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度增长尤其明显，基本上都较基体混凝土劈拉强度增长了1倍以上，较单一钢纤维混凝土有更好的增强效果。
从图2可以看出，钢纤维混凝土28d劈拉强度随着钢纤维体积掺量的增加而增大，并且都高于基准混凝土。其增幅普遍较大，其中体积率为1.2%时达到最高增幅27%，0.6%体积率的增幅最小，为10.1%。七组试件的平均增幅为17.5%，而对抗压强度的平均增幅只有6.6%。这说明钢纤维对混凝土劈拉强度的增强效果要比对抗压强度的增强效果显著许多。另外，如图2所示，从3d强度看，其增强作用就不明显了，其中有四组强度明显低于基准强度，有一组强度基本与基准强度持平，只有两组强度较基准有明显增强。说明钢纤维的加入并不能有效提高混凝土早期劈拉强度。
钢纤维体积掺量为0.6%~1.2%时抗折强度较基准混凝土增长了7.1%~19.8%，其中，掺量为0.9%对应的抗折强度较基准强度增幅最大，达到19.8%，所有试件的平均增幅为10.7%。钢纤维掺量在0.6%~0.9%范围时，抗折强度随掺量增加而提高，随后却有降低趋势，其中最高掺量1.2%对应最低增幅7.1%。因此可以认为在本次试验条件下，对抗折强度的最佳掺量为0.9%。另外还可以发现抗折强度的平均增长幅度达到要比抗压强度的平均增幅大又比劈拉强度的增幅小。并且其体积率对抗折强度的影响趋势跟抗压强度的很相似，都是在掺量在0.6%~1.2%之间存在一个最佳掺量，超过这个最佳掺量，强度随着体积率的增加而减小。从而可以得出结论，就钢纤维的影响效果而言，对劈拉强度的影响最大，对抗折强度的影响次之，对抗压强度的影响最小。此结论符合已知的结论。
4 结论
通过综合分析得出如下结论：(1) 单掺钢纤维对混凝土强度有增强作用。当掺量为0.8%时，可以使抗压强度达到最佳效果，较基准强度提高了25.8%；当掺量为0.9%时，使抗折强度达到最高，较基准强度增长了19.8%；掺量为1.2%时对劈拉强度达到最佳增强效果，较基准强度提高了27%。
参考文献
［1］赵国藩，彭少明，黄承逵.钢纤维混凝土结构［M］.北京：中国建筑工业出版社，1999:1-50.
［2］徐至均. 纤维混凝土技术及应用［M］. 北京：中国建筑工业出版社，2002: 3-150.
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关 键 词：断裂韧度 钢纤维混凝土 裂纹扩展 叠加原理
1、钢纤维混凝土概述
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。
2、断裂判据
在工程中通常是通过判断结构构件应力是否超过了其材料的容许应力值来判定结构是否失效，而针对开裂破坏的结构，由于裂纹尖端处的应力场存在奇异性，这种判断依据就失效了，通常可以采用应力强度因子作为理论判据进行判定。
3、应力强度因子求解
3.1 数学物理模型建立
现在采用混凝土薄板为例进行讨论。假设该钢纤维混凝土板的破坏是在材料的线弹性范围内，且符合平面应力条件，在研究微小裂纹时可近似为无限宽板，钢纤维混凝土模型局部微小裂纹如图1所示：
研究表明，裂纹扩展遇到钢纤维时会绕过纤维向前继续扩张，当钢纤维处裂缝宽度变大时，由于钢纤维和混凝土之间应当满足变形协调关系，钢纤维周围裂缝边界处混凝土将发生小范围剥落，并产生纵向伸长的拉应变，从而对裂缝产生一组使裂缝闭合的集中力，将该力沿水平和纵向分解，整体受力如图2所示：
3.1.1 椭圆孔上无边界力情况下应力强度因子求解
3.1.2 椭圆孔上边界力情况下应力强度因子求解
在裂纹面上z=d处的上下面上作用一对等大反向集中力R=P+Q，边界力示意图如图2所示。通过变换函数 映射到 平面上进行简化求解。
3.1.3 叠加原理
由于线弹性断裂力学方法是建立在弹性基础上，故可通过线性累加每种类型载荷所产生的应力强度因子来确定一种以上的载荷对裂纹尖端应力场的影响。
4、讨论
从上式可以看出在钢纤维的作用下，应力强度因子增加了负项，也就是钢纤维提供的断裂韧度，因为该项的存在，裂纹端部的应力强度因子显著减小。由于变形协调，钢纤维在裂缝扩展过程中随着裂纹的张开被拉伸，假设裂纹宽度为 ，钢纤维与混凝土之间的剥落总长度为 ，则钢纤维的拉应变
从而钢纤维提供的拉力R= ，其中E为钢纤维的弹性模量，A为钢纤维截面积。也就是说决定拉力R大小的就是钢纤维的应变 ，在相同裂纹宽度 情况下，若剥落长度 越小，则产生的拉力愈大。剥落长度 值是由钢纤维的嵌固作用决定的，因此在钢纤维体积相同的前提下，增大钢纤维长细比就能增加钢纤维与混凝土之间总的有效接触面积和嵌固深度，且将钢纤维端部弯曲也能有效增加嵌固作用，从而大幅减小混凝土裂纹端部的应力强度因子。当应力强度因子降低到断裂韧度 ，裂纹将停止扩展。
5、结论
1） 增加纤维的粘结长度（即增加长径比）、改善基体对钢纤维的粘结性能、改善纤维的形状、增加纤维与基体间的摩阻和咬合力可以有效提高混凝土的断裂韧性。
2） 该篇文章中所阐述的是钢纤维混凝土的工作机理，实际上是可以应用于其他各种纤维混凝土以至于其他材料添加纤维的工作情况。
6、参考文献
[1] 洪起超. 工程断裂力学基础[M]. 上海：上海交通大学出版社，1986
纤维混凝土范文5
混凝土，简称为“砼”，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。聚丙烯纤维是由丙烯聚合物或共聚物制成的烯烃类纤维。聚丙烯纤维与水泥集料有极强的结合力，可以迅速而轻易地与混凝土材料混合，分布均匀；同时由于细微，故比表面积大，0.9kg聚丙烯纤维分布在1m3的混凝土中，则可使每立方米混凝土中就有2000～3000万根纤维不定向分布在其中，故能在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系。当微裂缝在细裂缝发展的过程中，必然碰到多条不同向的微纤维，由于遭到纤维的阻挡，消耗了能量，难以进一步发展。聚丙烯纤维可以有效地防止或减少裂缝、改善长期工作性能、提高变形能力因而在军事、交通、房建、机场、水利等类工程上得到了广泛的应用。
二、聚丙烯纤维混凝土性能特点
1.提高混凝土抗裂性能。混凝土裂缝主要发生在混凝土硬化前，此阶段由于水分的蒸发转移，因而引起混凝土内部塑性裂缝的产生。掺入聚丙烯工程纤维后，在混凝土内部形成一种均匀三维不定向分布的支撑体系，延缓和阻止早期混凝土塑性裂缝的发生和发展，因此起到更为有效的。
2.提高混凝土的抗渗性能。混凝土掺入少量纤维后，抑制了早期干缩裂缝及离析裂缝的产生和发展。使混凝土孔隙率大大降低，从而使混凝土抗渗能力大幅度提高，因此可用于抗渗要求高的混凝土工程，如大坝、混凝土防渗面板、引水隧洞、工民建的地下室、贮水池、屋面防水等工程。
3.提高混凝土抗冲击性能。纤维与水泥基料有极强的结合力，纤维能迅速和混凝土均匀混合，形成三维不定向支撑体系，当混凝土承受拉力和冲击时，均匀分布且数量众多的纤维起到了吸收能量和分担应力的加强筋作用。这一特性对易受到疲劳冲击的混凝土结构，如道路、桥梁、机场跑道等工程非常有用。
4.提高混凝土耐磨性能。混凝土掺入少量纤维后，可以控制塑性沉降和塑性收缩龟裂，表面形成质地均匀的泌浆胶膜，同时三维不定向体系纤维能较多地吸收能量，增强混凝土耐磨性能。
5.提高了混凝土抗冻和耐温差能力。掺入纤维的混凝土因纤维具有大分子结构，当外界温度为40℃时，它具有收缩性，当外界温度为-40℃时，玻璃态和结晶态大分子具有抗收缩性，这种性能弥补了混凝土热胀冷缩的特性，缓解温度变化而引起的混凝土内部应力作用，阻止温度裂缝的扩展。可广泛应用于寒冷地区混凝土工程。
三、聚丙烯纤维混凝土工程应用
在威海市某标志性工程项目的混凝土施工过程中，聚丙烯纤维作为混凝土的一种填料，加入混凝土中进行生产。该工程被市委市政府定为市重点工程，由主楼和裙楼组成，建筑总高度45米。浇筑部位——基础筏板，混凝土厚度达1.2m，采用了强度等级C40P6的混凝土，工程量约15000 m3，属于大体积混凝土施工，分五次进行浇筑。在控制大体积混凝土温差裂缝的同时，还要考虑混凝土的抗裂、抗渗及抗冲刷等性能。
（1）原料进厂。按批次抽样检验后，各种原材料方可入厂。聚丙烯纤维作为聚丙烯纤维混凝土的一种重要原材料之一，应注意以下几点：a.通过厂家提供的产品合格证及检验报告，判断该种纤维是否满足该种混凝土的要求。b.要求生产厂家将聚丙烯纤维按一定重量分袋包装（0.6kg/袋～0.9kg/袋），方便计量、投放。c.不易暴晒，应堆放在干燥、阴凉处，以免材料老化变性。
（2）上料计量。
（3）泵送。泵送浇注混凝土应注意的几点要求：a.开始泵送时，混凝土处于慢速、匀速并随时可反泵的状态。泵送速度，先慢后快，逐步加速。同时，观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况，待各系统运转顺利后，方可以正常速度进行泵送。b.泵送前，应先用适量的与混凝土内成分相同的水泥砂浆输送管内壁。预计泵送间歇时间超过45min或混凝土出现离析现象时，应立即用压力水或其他方法冲洗管内残留的混凝土。c.将高强混凝土倒入料斗时，应注意下料的高度和方向，以免高强混凝土离析或骨料过于集中在一个缸内。
（4）浇筑、养护。a.混凝土入模后，处于松散状态，不仅不能很好填满模具，而且其强度和对钢筋的握裹力都不能达到设计和使用要求。浇筑聚丙烯纤维混凝土采用高频振捣器。分层与布点合理，避免欠振与过振。b.使用插入式振动器进行捣实。振动频率和时间以能使拌合物中的所含空气成分逸出为准，达到表面平整，从而使强度等各种性能符合设计要求。振动器震动间距控制在30～40cm，插入深度约50mm，板面使用二次振捣工艺，20～30min后进行复振。c.浇筑完毕后应根据季节不同及时做好相应的养护工作。保证聚丙烯纤维混凝土表面处于温润状态，保证早期强度的增加。
（5）安全措施。a.聚丙烯纤维属于易燃物品，使用及堆放时需远离电气焊及其它火源。严格执行现场用火制度，接受相关部门的检查。b.对投放聚丙烯纤维的操作人员及时发放安全技术交底，并对其进行培训后方可上岗。不要让纤维进入眼睛，施工中不宜从高空抛洒，一旦进入眼睛，千万不能揉眼，要翻开眼睑用大量清水冲洗后就医。c.设专人对厂区定期进行安全检查，并建立检查记录，时期有可追溯性。d.仓库、料场应配备足够的消防器材，对易燃材料要集中管理，并设有明显标志。
纤维混凝土范文6
关键词：混杂纤维；高性能混凝土；高温性能；抗折强度；抗压强度；
中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：
0.引言
火灾事故中民众的人身安全是民用建筑、公共建筑及工业建筑设计所必须考虑的问题。与木材和塑料相比，混凝土是不燃物，即使在高温条件下也不会释放有毒烟雾；与钢材相比， 混凝土即使在700~800 e 高温下，仍然能在一定时间内保持足够的强度，从而降低了结构倒塌的风险，使人们可以赢得安全撤离的时间。然而，混凝土结构在高温下极有可能发生毁坏性爆裂，表现为突然、猛烈的脆性破坏。对于脆性和密度更大、渗透性更低的高强混凝土，产生爆裂的危险性更大，并且受热温度越高，混凝土强度等级越大，发生爆裂的几率和剧烈程度也越大。因此，深入研究混凝土高温爆裂的成因机理，设法改善混凝土的内部缺陷， 对提高混凝土的抗火性能有着深远的意义。
1.试验原材料与试验方法
1.1 试验原材料
进行试验的原材料主要包括以下几种：水泥，采用的是42.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰，采用的是汇能II型复合粉煤灰；粗骨料，采用玄武岩碎石，粗骨料为5—20mm连续级配碎石；细骨料，采用的是江砂，中砂，细度模数为2.7；减水剂，采用的是Grace S20高效减水剂，减水率大于20%；钢纤维，采用的是Harex钢丝钢纤维，l=30mm，d=0.60mm，l/d=50；聚丙烯纤维，在本次试验中，采用的是长坚聚丙烯纤维。材料选择好之后，按照相关的规定和标准做好配合比。
1.2 试验方法
在试验的时候，主要是试验混凝土的抗压强度、抗折强度、破裂抗拉强度，所采用的是试件尺寸是150mm×150mm×150mm。当试件成型之后，在室温下经过24h养护之后，然后脱模，放在标准养护室当中养护至60d，再在常温下放置1d之后，进行高温试验。在高温试验的时候，采用的是电炉，其温度一直不断的升高，当达到一定的值之后温度保持相对稳定。本电炉的最高温度能够达到1000℃，采用正常方式升温，达到指定的温度之后，恒温两个小时。冷却方式采用炉内自然冷却。掺混杂纤维混凝土抗爆裂性能影响试验温度为800℃和1000℃。
2.试验结果分析
（1）混杂纤维对高温下混凝土抗折强度的影响。通过对比分析，在200℃以前，200℃-400℃之间，800℃时候，掺入与未掺入混杂纤维的抗折强度呈现出不同变化。但最终二者的抗折强度变化逐渐趋同。值得注意的是，纤维挥发会在混凝土当中引入一定数量的孔道，影响了混凝土的抗折强度。而在200℃-400℃范围之内，基准混凝土抗折强度急剧下降，当温度升高到一定的时候，纤维发挥殆尽，引起抗折强度随着温度的变化而逐渐趋同。
（2）混杂纤维对高温下混凝土抗压强度的影响。常温下掺加与不掺加混杂纤维的混凝土抗压强度相差不大。随着温度的升高，它们的抗压强度变化趋势相同，并且降低的速度相差也比较小。
（3）混杂纤维对高温下混凝土劈裂抗拉强度的影响。常温下，掺入和没有掺入混杂纤维的混凝土的劈裂抗拉强度差别不大，而掺入混杂纤维之后，由于钢纤维的存在，提高了抗拉强度剩余率，由此我们可以得知，掺加钢纤维能够能够提高混凝土高温后的抗拉性能。
3.混杂纤维改善混凝土高温性能的机理
（1）混凝土爆裂现象的产生。一般来说，人们普遍认为混凝土受热爆裂的过程，就是混凝土的水分从内部逸出的过程。当温度不断升高，混凝土强度损失的速率也相应的增加，温度达到600℃的时候，强度会损失50%，当温度达到800℃的时候，强度会损失80%左右。就高强度混凝土来说，它的密实度往往比较高，空隙率比较低，蒸发通道不畅，这就使得水分不容易逸出，往往达到过高蒸汽分压，大大超过了混凝土的抗张强度，使得混凝土不能抵御这种过大的内部压力，从而引起爆裂现象的发生。
（2）混杂纤维改善混凝土高温性能。当掺入混杂纤维之后，这种情况就得到了相应的变化。当温度为180℃的时候，混凝土处在自蒸阶段，内部的压力变化比较小。而聚丙烯纤维的熔点很低，到了该温度的时候早已经熔化，熔化之后其液体体积十分小，占用很小的空间，往往形成很多的小空隙，聚丙烯纤维分布均匀，纤维数量极多，比较细小，引起混凝土内部孔结构发生相应的变化，这就加强了孔隙的连通性，为混凝土内部水分的蒸发提供了通道。同时还缓解了水分膨胀所形成的分压，大大降低了混凝土内部的压力，防止了混凝土爆裂的产生。
4.试验结论
通过对以上试验结果分析，可以得出以下几个结论：
（1）高温情况下，混在纤维可以发挥良好的作用，能够有效的阻止混凝土发生爆裂现象，还不会对混凝土造成破坏，能够保证混凝土的完整性。在高温之后，混凝土还能够承受较高的荷载。当达到800℃高温的时候，抗折强度剩余率约为10%，劈裂抗拉强度剩余率约为20%。
（2）在高温条件下，聚丙烯纤维熔化之后，往往会留下若干的孔洞。这些孔洞形成高压蒸汽的排出通道，这样就阻止了爆裂的产生。但与此同时，也使得混凝土的强度得以减弱。并且，还形成了外部介质入侵的连通性通道，使得混凝土的耐久性大大降低。
（3）当温度如果继续升高，超过一定的限度之后，基准混凝土与混杂纤维混凝土的抗折性能变化趋势一致。
5.结语
（1）具有高强或高耐久性的高性能混凝土正逐渐替代普通混凝土并已广泛应用于混凝土结构中，但由于高性能混凝土本身的内部缺陷，使其在遭遇火灾时容易发生爆裂，这无疑会对人们的生命财产安全造成极大隐患。混杂纤维的掺入不仅能降低混凝土在高温下产生爆裂的可能性、较好地保持混凝土的完整性，而且能改进高强混凝土的脆性问题、明显改善混凝土高温后的力学性能。
（2）合理的纤维掺量能使高性能混凝土的耐火性达到最佳状态，但目前对混杂纤维混凝土高温性能的研究还比较离散，需要继续深入研究混杂纤维混凝土抗爆裂性能并寻求纤维的合理掺量，以期既能提高混凝土的耐火性，又能降低纤维混凝土的成本，使纤维混凝土在实际工程中得到更广泛的应用。
参考文献
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[2]鞠丽艳.混杂纤维对高性能混凝土高温性能的影响[J].同济大学学报,2011(1)
[3]潘慧敏.混杂纤维混凝土耐高温性能试验研究[J].铁道建筑,2012(10)
