以水泥浆、砂浆或混凝土作基材,以纤维作增强材料所组成的水泥基复合材料,称为纤维混凝土。纤维可控制基体混凝土裂纹的进一步发展,从而提高抗裂性。由于纤维的抗拉强度大、延伸率大,使混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击
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。
现代施工工艺中,采用钢纤维混凝土,其优点是:
1、硬度高。
2、抗风化能力强。
3、抗冲击能力强。
4、回弹率较高。
钢纤维是当今世界各国普遍采用的混凝土增强材料。钢纤维具有抗裂、抗冲击性能强、耐磨强度高、与水泥亲合性好,可增加构件强度,延长使用寿命等优点。
钢纤维混凝土中乱向分布的钢纤维主要作用是阻碍混凝土内部微裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展。在受荷(拉、弯)初期,水泥基料与纤维共同承受外力,当混凝土开裂后,横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。因此钢纤维混凝土与普通混凝土相比具有一系列优越的物理和力学性能。
Ø钢纤维混凝土的物理和力学性能
具体表现在:
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%~99%,抗弯强度提高50%~80%,抗剪强度提高50%~99%。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《公路水泥混凝土纤维材料钢纤维》JT/T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7%~9%。
4.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。当掺有15%钢纤维抗弯疲劳寿命为1×106次时,应力比为068,而普通混凝土仅为051;当掺有2%钢纤维混凝土抗压疲劳寿命达2×106次时,应力比为092,而普通混凝土仅为056。
Ø5.耐久性能显著提高
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。
掺有15%的钢纤维混凝土经150次冻融循环,其抗压和抗弯强度下降20%,而其他条件相同的普通混凝土却下降60%以上;经过200次冻融循环,钢纤维混凝土试件仍保持完好。
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%的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14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年后的试件碳化深度小于5mm,只有表层的钢纤维产生锈斑,内部钢纤维未锈蚀,不像普通钢筋混凝土中钢盘锈蚀后,锈蚀层体积膨胀而将混凝土胀裂。
混凝土的分类方式有如下几种:
一、混凝土按胶凝材料分类
1、无机胶凝材料混凝土,如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土等;
2、有机胶结料混凝土,如沥青混凝土、聚合物混凝土等。
二、混凝土按表观密度分类
混凝土按照表观密度的大小可分为:重混凝土、普通混凝土、轻质混凝土。这三种混凝土不同之处就是骨料的不同。
1、重混凝土是表观密度大于2500Kg/m3,用特别密实和特别重的集料制成的。如重晶石混凝土、钢屑混凝土等,它们具有不透x射线和γ射线的性能。
2、普通混凝土即是我们在建筑中常用的混凝土,表观密度为1950~2500Kg/m3,集料为砂、石。
3、轻质混凝土是表观密度小于1950Kg/m3的混凝土,它又可以分为三类:
(1)轻集料混凝土,其表观密度在800~1950Kg/m3,轻集料包括浮石、火山渣、陶粒、膨胀珍珠岩、膨胀矿渣、矿渣等。
(2)多空混凝土(泡沫混凝土、加气混凝土),其表观密度是300~1000Kg/m3。泡沫混凝土是由水泥浆或水泥砂浆与稳定的泡沫制成的。加气混凝土是由水泥、水与发气剂制成的。
(3)大孔混凝土(普通大孔混凝土、轻骨料大孔混凝土),其组成中无细集料。
普通大孔混凝土的表观密度范围为1500~1900Kg/m3,是用碎石、软石、重矿渣作集料配制的。
轻骨料大孔混凝土的表观密度为500~1500Kg/m3,是用陶粒、浮石、碎砖、矿渣等作为集料配制的。
三、按使用功能分类主要有
结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土等。
四、按施工工艺分类主要有
离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等。
五、按配筋方式分有:
素(即无筋)混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水泥、纤维混凝土、预应力混凝土等。
六、按混凝土拌合物的和易性分类
干硬性混凝土、 半干硬性混凝土、 塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流态混凝土等。
七、混凝土按用途分类就是按使用功能分类主要有
结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土等。
再给你补充一下。
一、混凝土的分类
混凝土是指用胶凝材料将粗细骨料胶结成整体的复合固体材料的总称。混凝土的种类很多,分类方法也很多。
(一)按表观密度分类
1
重混凝土。表观密度大于2600kg/m3的混凝土。常由重晶石和铁矿石配制而成。
2
普通混凝土。表观密度为1950~2500kg/m3的水泥混凝土。主要以砂、石子和水泥配制而成,是土木工程中最常用的混凝土品种。
3
轻混凝土。表观密度小于1950kg/m3的混凝土。包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等。
(二)按胶凝材料的品种分类
通常根据主要胶凝材料的品种,并以其名称命名,如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。有时也以加入的特种改性材料命名,如水泥混凝土中掺入钢纤维时,称为钢纤维混凝土;水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等等。
(三)按使用功能和特性分类
按使用部位、功能和特性通常可分为:结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等等。
二、普通混凝土
普通混凝土是指以水泥为胶凝材料,砂子和石子为骨料,经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的“人工石材”,即水泥混凝土,是目前工程上最大量使用的混凝土品种。“混凝土”一词通常可简作“砼”。
(一)普通混凝土的主要优点
1
原材料来源丰富。混凝土中约70%以上的材料是砂石料,属地方性材料,可就地取材,避免远距离运输,因而价格低廉。
2
施工方便。混凝土拌合物具有良好的流动性和可塑性,可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件及构筑物。既可现场浇筑成型,也可预制。
3
性能可根据需要设计调整。通过调整各组成材料的品种和数量,特别是掺入不同外加剂和掺合料,可获得不同施工和易性、强度、耐久性或具有特殊性能的混凝土,满足工程上的不同要求。
4
抗压强度高。混凝土的抗压强度一般在75~60mpa之间。当掺入高效减水剂和掺合料时,强度可达100mpa以上。而且,混凝土与钢筋具有良好的匹配性,浇筑成钢筋混凝土后,可以有效地改善抗拉强度低的缺陷,使混凝土能够应用于各种结构部位。
5
耐久性好。原材料选择正确、配比合理、施工养护良好的混凝土具有优异的抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性能,且对钢筋有保护作用,可保持混凝土结构长期使用性能稳定。
(二)普通混凝土存在的主要缺点
1
自重大。1m3混凝土重约2400kg,故结构物自重较大,导致地基处理费用增加。
2
抗拉强度低,抗裂性差。混凝土的抗拉强度一般只有抗压强度的1/10~1/20,易开裂。
3
收缩变形大。水泥水化凝结硬化引起的自身收缩和干燥收缩达500×10-6m/m以上,易产生混凝土收缩裂缝。
(三)普通混凝土的基本要求
1
满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性。
2
满足设计要求的强度等级。
3
满足工程所处环境条件所必需的耐久性。
4
满足上述三项要求的前提下,最大限度地降低水泥用量,节约成本,即经济合理性。
为了满足上述四项基本要求,就必须研究原材料性能,研究影响混凝土和易性、强度、耐久性、变形性能的主要因素;研究配合比设计原理、混凝土质量波动规律以及相关的检验评定标准等等。