發(fā)布日期：2023-04-23 10:07 瀏覽次數(shù)：次
纖維混凝土這個(gè)詞***早被ACI116R定義，是一個(gè)獨(dú)特的混凝土術(shù)語(yǔ)，它是由水泥凈漿、砂漿或混凝土基體材料組成的復(fù)合材料的總稱(chēng)[1]，用各種材料制成的各種纖維作為增強(qiáng)材料添加水泥凈漿。1874年，有人在混凝土中加入廢鋼[2]，而到1910年，H.F.Porter將短鋼作為一種纖維添加到混凝土中，以提高混凝土的抗拉性能[3]，并發(fā)布其科研成果并獲得專(zhuān)利。為了增強(qiáng)混凝土原料的效果，各種纖維遍布混凝土。雖然在1910年至1950年[4]期間，來(lái)自世界各地的專(zhuān)家給出了各種將纖維混入混凝土中改善其性能的想法，并獲得了專(zhuān)利。然而，由于當(dāng)時(shí)世界正處于戰(zhàn)爭(zhēng)期間，纖維對(duì)混凝土性能的影響機(jī)制等一系列科研成果尚未公布，這限制了纖維混凝土在世界材料行業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用[5]。直到1963年，兩位專(zhuān)家G.B.Baston和J.P.Romualdi公布了其關(guān)于提高纖維混凝土特性的各個(gè)方面的研究成果[6]。***重要的應(yīng)該是纖維間隔理論。**次提出纖維阻裂原理，纖維混凝土正式進(jìn)入快速發(fā)展環(huán)節(jié)[7]。然而，由于鋼纖維成本高，鋼纖維混凝土并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。直到20世紀(jì)70年代，鋼纖維的價(jià)格大幅下降，鋼纖維混凝土才開(kāi)始具備實(shí)際應(yīng)用的條件?，F(xiàn)階段，我國(guó)也開(kāi)始對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行研究。纖維混凝土在20世紀(jì)70年代和80年代早已廣泛應(yīng)用于各種混凝土結(jié)構(gòu)工程中[8]。近幾十年來(lái)，纖維混凝土的應(yīng)用和發(fā)展非常迅速，例如，在道路橋梁施工中使用[9]，在FRP-鋼隔層復(fù)合管混凝土橋樁軸壓承載力方面的應(yīng)用[10]，在改善濕噴混凝土配合方面的研究[11]，探索混凝土硫酸鹽腐蝕的類(lèi)型和作用機(jī)制[11]，探索隧道襯砌混凝土抗硫酸鹽腐蝕耐久性[12]。
纖維混凝土的性能
3.1.纖維的物理性能
與傳統(tǒng)混凝土相比，纖維混凝土的區(qū)別通常來(lái)自于摻雜的纖維。纖維的物理性能取決于纖維混凝土的性能。纖維的主要物理性能有三個(gè):抗壓強(qiáng)度、彈性模具和拉伸強(qiáng)度。
3.1.1.抗壓強(qiáng)度
傳統(tǒng)混凝土的抗壓強(qiáng)度來(lái)源于水泥基材的毛細(xì)管負(fù)壓，各種漿料的塑形抗壓強(qiáng)度與毛細(xì)管負(fù)壓的關(guān)系基本一致，毛細(xì)管負(fù)壓達(dá)到20。在Kpa上下之前，材料塑形抗拉強(qiáng)度與毛細(xì)管負(fù)壓正相關(guān)，然后趨向一定值達(dá)到平穩(wěn)約15~30。Kpa[2]；而且纖維的抗壓強(qiáng)度根據(jù)纖維的種類(lèi)而有所不同：鋼纖維的抗壓強(qiáng)度一般為380~2000Mpa；碳纖抗壓強(qiáng)度在780~4500之間?不同的Kpa；玻璃纖維的抗壓強(qiáng)度在1000~3000之間?Kpa；聚丙烯纖維的抗壓強(qiáng)度可達(dá)300~500?Kpa。不難看出，各種纖維的抗壓強(qiáng)度要高于水泥基材的抗壓強(qiáng)度。
3.1.2.彈性模具
常規(guī)混凝土彈性模具約為3.5×鋼纖維彈性模具104Mpa約為200?Gpa；一般來(lái)說(shuō)，碳纖維彈性模具是200?Gpa；玻璃纖維彈性模具大約65~86?Gpa；纖維與水泥基材的彈性模具比例對(duì)其提高混凝土的性能有很大影響。當(dāng)材料彎曲或拉伸時(shí)，纖維承受的分力與這個(gè)比率正相關(guān)。
3.1.斷裂延伸率3
鋼纖的拉伸強(qiáng)度為1.8%；碳纖拉伸強(qiáng)度為2%；玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度為2.7%~5.3%；但聚丙烯的拉伸強(qiáng)度在20%以上，但為了**摻入的纖維與水泥基材的融合特性，纖維對(duì)水泥基材的拉伸強(qiáng)度不能超過(guò)水泥基材的拉伸強(qiáng)度。
3.2.纖維在混凝土中的作用
很容易看出，混凝土的性能很大程度上取決于所摻入的纖維的特性，由于各種纖維的特性，混入混凝土中主要有以下作用。
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