钢纤维砼市政工程中的应用.docVIP

钢纤维砼在市政工程中的应用 本文就钢纤维砼在国内外发展应用的情况作了简单的介绍，并详细说明了我公司在该领域所做的研究和成果。 钢纤维砼具有比普通砼更优良的物理力学性能，在市政工程中有着广泛的应用前景。以往它应用于商品砼生产中存在纤维不易分布均匀，坍落度小，难以运输等难点。合理选择材料，特别是钢纤维品种，调节配合比，可使其应用于市政工程中，适应商品砼生产、运输和泵送施工。 关键词：钢纤维钢纤维砼配合比工艺应用 一、概况： 钢纤维砼是60年代在国外开始提出并申请专利的，最早的实用性研究报告是1963年J.P.Romualdi所做的。经过广大学者、研究人员的广泛细致的研究，钢纤维砼作为一种较佳的纤维复合材料已得到了广泛认可，国外已在许多工程中加以运用。根据试验室与工程运用的情况，美、英、日等国家相应制定了本国关于钢纤维砼的试验、应用检测的有关标准。 我国也早就开始了这方面的研究工作，并取得了一定成果，制定了有关标准，也在一些工程中加以了运用。 目前，国内外运用钢纤维砼的领域主要在以下方面： 1、隧洞衬砌和护坡： 此领域主要采用喷射钢纤维砼。较之传统工艺，它具有节省断面、强度高、韧性好、施工简便、成本少的优点。挪威国内隧洞衬砌工程的60%工程量采用此方法，我国浙江齐溪电站输水隧洞也采用了此方法。 2、路面、桥面、机场跑道： 此领域使用主要包括新建和修补工程，由于钢纤维砼的良好抗裂性、弯曲特性、耐冲击性、耐疲劳性，可使面层厚度减少，伸缩缝间距加长，维修费用降低、寿命延长。上海虹桥机场由我公司进行了钢纤维砼施工，迄今该工程情况良好。德国法兰克福机场也有运用。 3、桥梁结构和铁路轨枕： 此领域运用较少，工程项目有四川省大足县珠溪河桥及石太线上一段曲线轨道。 4、水工建筑物： 此领域主要为提高坝面抗渗、抗裂性能及高速水流作用部位的增强。如美国贝利泄洪洞、美国莫纽门特水闸坝、浙江省百丈涧高压引水洞和姚岭水库坝面以及葛洲坝泄水闸等。 5、港口和海洋工程： 由于担心海水环境下钢纤维砼的腐蚀问题，此领域应用仍在探索中，但已施工的工程如：Forsmark核电站、浙江半升洞码头靠船结构等目前情况良好。 6、建筑结构及制品： 此领域应用、试用种类很多，难以一一列举，但在运用中普遍钢纤维掺量较低，主要以抗震防爆，局部增强阻裂为目的，大规模使用和整体结构运用很少。 钢纤维砼之所以在短时期内能得到迅速发展，主要是它具有比普通砼更优良的性能(下表)。正因为此，钢纤维砼有着广阔的发展前景。但是，钢纤维砼的推广使用尚处于初始阶段，加强这方面的研究，将有助于钢纤维砼的推广应用。 项目钢纤维砼普通砼 抗压强度1.0--1.3倍1 早期抗裂1.5--2.0倍1 抗拉强度1.5--1.8倍1 抗弯强度1.5--1.8倍1 抗剪强度1.5--2.0倍1 耐冲击5--10倍1 韧性40--200倍1 耐久性抗冻融循环次数为4倍，耐腐蚀性略有提高，表面暴露的纤维有锈蚀。 耐磨性1.4倍1 二、钢纤维砼的技术特征： 研究表明，砼是由基相和分散相以及结合面组成的三相复合材料。由于砼是由多相材料复合而成，因而必然存在着结合面。由于浇注时砼的泌水作用和干燥期间水泥浆收缩受到硬骨料的限制，这些隐蔽的结合面就逐渐形成微裂缝，即结合缝。因此，剔除施工中造成的明显缺陷和使用中引起的变形破坏，就其原始状态而言，即使是浇注良好的砼，其本身也存在大量的先天裂缝和缺陷。在破坏时，应力集中于这些先天裂缝和缺陷中，使之稳定发展，最终形成砼的解体，反映在砼性能中，即砼是一种脆性材料，缺乏足够的韧性与延性。 钢纤维砼由于钢纤维的加入，使之成为纤维复合材料，根据复合材料的观点，钢纤维在试件破坏过程中承受了一部分荷载，起到了增强作用，从断裂力学观点来看，由于钢纤维的阻裂性能，使钢纤维砼在破坏之前有大范围的缓慢稳定裂缝扩展以及裂纹尖端存在微裂区或裂纹过渡区。在裂纹扩展过程中，将受到纤维阻挡而减慢发展或改变方向绕过去再被其他纤维阻挡。同时，开裂区的纤维提供拉拔阻力，阻裂纹扩张，从而使钢纤维砼产生塑性变化，钢纤维在这里减缓裂缝尖端应力起了抵消了裂缝处应力场强度因子集中的作用，即我们所说的阻裂增强效应。 三、生产钢纤维砼的技术难点： 由于我国在钢纤维砼的应用研究上尚处于一般水平，因而国内尚未大量推广使用。在过去的使用中，也发现了一些问题，如：纤维抱球起团严重，拌制中钢纤维不易分布均匀；钢纤维砼坍落度小，无法泵送施工；施工中振捣、平整难等，但是，在目前砼道路要求大大提高以及建筑结构自抗渗提法的广泛认同的情况下，钢纤维砼具有普通砼不可比拟的一些优良性能，再度引起了广泛注意。 市政道路使用的砼要求有较佳的抗折性能，耐冲击性能和耐磨性能。普通砼道面目前存在一些缺陷：道面砼抗折一般在5.0Mpa左右，且早期抗折较低。但市政道路施工普遍