纖維混凝土是近年來在國際與國內迅速發展的新型複合材料，其中尤以聚丙烯纖維混凝土發展最快，它以優良的抗滲、抗凍、抗沖磨、抗衝擊等性能而廣泛用於公路、機場、橋樑、水工、建築等領域。目前，美國合成纖維混凝土的使用量己占混凝土總產值的7%，我國自20世紀90年代中期開始，已有數以千計的工程採用聚丙烯纖維混凝土，並取得顯著成效。
基本介紹
- 中文名：纖維性混凝
- 外文名：xian wei xing hun ning tu
- 定義：凝土裡摻加的纖維的外摻料
- 配製：原材料選擇.道路鋼纖維砼的配製
簡介,配製,
簡介
凝土裡摻加的纖維的外摻料，就是纖維混凝土，纖維包括鋼纖維和聚酯纖維，還有複合纖維。
配製
鋼纖維砼的配製：
1、原材料的選擇：
a、鋼纖維的選擇：
鋼纖維的品種主要分為四類：鋼絲纖維，剪下纖維，熔抽纖維，銑削纖維。選擇合適的鋼纖維品種，對試驗的成功與否有著重要的意義。由於鋼纖維砼破壞時，大都是纖維被拔出而不是拉斷，因此，改善纖維與基體間的粘結強度是改善纖維增強效果的主要控制因素之一。其方法有3種：
（1）增加纖維的粘結長度(即長徑比)，但纖維太長易起球，影響和易性和施工，太細易彎折，長徑比宜在40-100之間。
（2）改善基體對鋼纖維的粘結性能。
（3）改善纖維形狀，增加纖維與基體間的摩阻和咬合力。
根據上面三種方法，我們對四種纖維做了列表比較，從表中可看出銑削纖維有著較佳的綜合性能，它是80年代研製成功且目前發展迅速的一種鋼纖維，它可降低鋼纖維用量，防止結球，易於施工，因此，我們選擇哈瑞克斯銑削纖維。
1、原材料的選擇：
a、鋼纖維的選擇：
鋼纖維的品種主要分為四類：鋼絲纖維，剪下纖維，熔抽纖維，銑削纖維。選擇合適的鋼纖維品種，對試驗的成功與否有著重要的意義。由於鋼纖維砼破壞時，大都是纖維被拔出而不是拉斷，因此，改善纖維與基體間的粘結強度是改善纖維增強效果的主要控制因素之一。其方法有3種：
（1）增加纖維的粘結長度(即長徑比)，但纖維太長易起球，影響和易性和施工，太細易彎折，長徑比宜在40-100之間。
（2）改善基體對鋼纖維的粘結性能。
（3）改善纖維形狀，增加纖維與基體間的摩阻和咬合力。
根據上面三種方法，我們對四種纖維做了列表比較，從表中可看出銑削纖維有著較佳的綜合性能，它是80年代研製成功且目前發展迅速的一種鋼纖維，它可降低鋼纖維用量，防止結球，易於施工，因此，我們選擇哈瑞克斯銑削纖維。
纖維品種方法
鋼絲纖維長徑比較大，易起團表面有油，不利基體粘結光滑表面，摩阻、咬合力較小
剪下纖維同上
剪下纖維同上
熔抽纖維長徑比合適，不起球比面積大，利於粘結，只適於生產不鏽鋼纖維表面粗糙，摩阻、咬合力較大
銑削纖維長徑比合適，不會抱球起團表面無油，比表面積大，利於基本粘結一面為毛面，頭尾帶鉤，摩阻、咬合力大
銑削纖維長徑比合適，不會抱球起團表面無油，比表面積大，利於基本粘結一面為毛面，頭尾帶鉤，摩阻、咬合力大
b、其它材料：
根據實際情況，我們選定其它原材料如下：
水泥：泰立525普通水泥
石子：5-25cm連續級配
外加劑：WL-1，SP406
粉煤灰：Ⅱ級磨細灰
2、道路鋼纖維砼配合比的配製：
根據常用道路砼強度等級，我們設計了C35、抗折6.0鋼纖維砼配合比。鋼纖維摻量分別為35kg、40kg、45kg。試驗結果如下：
編水泥鋼纖維抗壓強度抗折強度坍落度
號kg/m3(kg)7d28d7d28d(mm)
Ⅰ380/25.742.23.805.3565
Ⅱ3394537.847.85.857.4045
Ⅲ3394035.346.75.376.1955
Ⅳ3393532.341.65.386.1685
根據實際情況，我們選定其它原材料如下：
水泥：泰立525普通水泥
石子：5-25cm連續級配
外加劑：WL-1，SP406
粉煤灰：Ⅱ級磨細灰
2、道路鋼纖維砼配合比的配製：
根據常用道路砼強度等級，我們設計了C35、抗折6.0鋼纖維砼配合比。鋼纖維摻量分別為35kg、40kg、45kg。試驗結果如下：
編水泥鋼纖維抗壓強度抗折強度坍落度
號kg/m3(kg)7d28d7d28d(mm)
Ⅰ380/25.742.23.805.3565
Ⅱ3394537.847.85.857.4045
Ⅲ3394035.346.75.376.1955
Ⅳ3393532.341.65.386.1685
上述配合比外加劑均為WL-1。
每立方砼摻鋼纖維45kg，粘聚性好，但由於鋼纖維用量大，砼流動性較差，施工性能較難保證。
每立方砼摻鋼纖維40kg，砼和易性良好，流動性有較大改善，能適應施工要求。
每立方砼摻鋼纖維35kg，砼和易性良好，流動性良好，但用水量還可進行適當調整。
根據上述試驗，可見鋼纖維摻量與試件抗折強度同步變化，每立方砼35kg，40kg摻量均能滿足配合比設計要求，且施工性能較佳，如早期強度要求較高，可考慮45kg摻量。
WL-1外加劑可適應此配合比。
砼坍落度大小，與鋼纖維摻量成反比，選用銑銷纖維後，減少了鋼纖維摻量，坍落度有了較大改善。
為保證砼有較好流動性，且不損傷抗折性能，砂率宜在38%-40%之間。故確立基準配合比如下：單位：kg/m
C：339SF:35~45外加劑用WL-1
其中用水量宜根據鋼纖維摻量做適當調整。
3、泵送鋼纖維砼配合比的配製：
在道路砼配合比研究中，我們發現鋼纖維在砼中會產生一種支撐效應，相互交錯，形成一種網路，從而大幅度削弱砼流動性能。因此泵送砼中運用鋼纖維，必須考慮適當用量，儘可能減少這種支撐效應。同時為了滿足泵送所需砼和易性，配合比設計中應適當加大砂率，並放大水灰比或改用高效減少劑來增加坍落度。
根據阻裂性能試驗，在鋼纖維摻量為45kg時，與普通砼相比，鋼纖維砼裂紋長度為其50%，開裂面積僅為其43%，可見其抗裂效果相當明顯，因而我們確定鋼纖維摻量為45kg。
我們設計了3組配合比：
序級配CSF外加劑坍落度
1C5037045SP406140mm
2C4033045SP406175mm
3C3033045WL-1110mm
每立方砼摻鋼纖維45kg，粘聚性好，但由於鋼纖維用量大，砼流動性較差，施工性能較難保證。
每立方砼摻鋼纖維40kg，砼和易性良好，流動性有較大改善，能適應施工要求。
每立方砼摻鋼纖維35kg，砼和易性良好，流動性良好，但用水量還可進行適當調整。
根據上述試驗，可見鋼纖維摻量與試件抗折強度同步變化，每立方砼35kg，40kg摻量均能滿足配合比設計要求，且施工性能較佳，如早期強度要求較高，可考慮45kg摻量。
WL-1外加劑可適應此配合比。
砼坍落度大小，與鋼纖維摻量成反比，選用銑銷纖維後，減少了鋼纖維摻量，坍落度有了較大改善。
為保證砼有較好流動性，且不損傷抗折性能，砂率宜在38%-40%之間。故確立基準配合比如下：單位：kg/m
C：339SF:35~45外加劑用WL-1
其中用水量宜根據鋼纖維摻量做適當調整。
3、泵送鋼纖維砼配合比的配製：
在道路砼配合比研究中，我們發現鋼纖維在砼中會產生一種支撐效應，相互交錯，形成一種網路，從而大幅度削弱砼流動性能。因此泵送砼中運用鋼纖維，必須考慮適當用量，儘可能減少這種支撐效應。同時為了滿足泵送所需砼和易性，配合比設計中應適當加大砂率，並放大水灰比或改用高效減少劑來增加坍落度。
根據阻裂性能試驗，在鋼纖維摻量為45kg時，與普通砼相比，鋼纖維砼裂紋長度為其50%，開裂面積僅為其43%，可見其抗裂效果相當明顯，因而我們確定鋼纖維摻量為45kg。
我們設計了3組配合比：
序級配CSF外加劑坍落度
1C5037045SP406140mm
2C4033045SP406175mm
3C3033045WL-1110mm
上表中3號配合比砼和易性差，坍落度在80-120mm之間，且再放大坍落度，砼出現離析，故調整如下：
C：360kgSF：45kg
調整後配合比和易性良好，初始坍落度及損失狀況均較好。數據如下：
1：坍落度=140mm30分後110mm1小時後90mm
2：坍落度=175mm30分後130mm1小時後115mm
3：坍落度=140mm30分後110mm1小時後95mm
坍落度損失後，砼流動性尚好，能保證施工性能。
下表為試件的強度情況：
單位：MPa
3d7d14d28d28d抗折
128.542.449.657.87.2
220.234.539.851.56.8
328.739.26.2
C：360kgSF：45kg
調整後配合比和易性良好，初始坍落度及損失狀況均較好。數據如下：
1：坍落度=140mm30分後110mm1小時後90mm
2：坍落度=175mm30分後130mm1小時後115mm
3：坍落度=140mm30分後110mm1小時後95mm
坍落度損失後，砼流動性尚好，能保證施工性能。
下表為試件的強度情況：
單位：MPa
3d7d14d28d28d抗折
128.542.449.657.87.2
220.234.539.851.56.8
328.739.26.2
根據上述數據，確立配合比如下：
單位：kg/m3
CSF外加劑
C5037045SP406
C4033045SP406
C3036045WL-1
單位：kg/m3
CSF外加劑
C5037045SP406
C4033045SP406
C3036045WL-1
4、確立配合比：
根據研究數據，我們確立了下列配合比(單位：kg/m3)
序號品種強度等級水泥鋼纖維外加劑品種
1道路C3533940WL--1
2泵送C5037045SP406
3C4033045SP406
4C3036045WL--1
根據研究數據，我們確立了下列配合比(單位：kg/m3)
序號品種強度等級水泥鋼纖維外加劑品種
1道路C3533940WL--1
2泵送C5037045SP406
3C4033045SP406
4C3036045WL--1
