一、粘結(jié)性
由于鋼纖維與混凝土基體的界面粘結(jié)主要是物理性的,即以摩擦剪力的傳遞為主,因此對(duì)鋼纖維本身來說,應(yīng)該從纖維表面和纖維形狀兩個(gè)方面來改善其粘結(jié)性能。具體的方法有下列四種。
1.使鋼纖維表面粗糙化、截面呈不規(guī)則形。采用熔抽法生產(chǎn)就能達(dá)到這個(gè)目的。因?yàn)殇摾w維在遇空氣急劇冷卻時(shí),表面收縮不均勻而變得粗糙,同時(shí)截面也收縮成月牙形,增加與基體的接觸面積。銑削型鋼纖維一個(gè)表面光滑,另一個(gè)表面粗糙,也增加了與混凝土的接觸面積。
2.沿鋼纖維軸線方向按一定間距對(duì)纖維進(jìn)行塑性加工。例如日本神戶制鋼公司的“柯”鋼纖維雷邦公司的“XOREX"鋼纖維(圖2-1,c)以及慶安鋼鐵廠的“S-2”和“S--3"號(hào)鋼纖維。由于表面壓成棱形,或壓成波形,增加了機(jī)械粘結(jié)力。
3.使鋼纖維的兩端異形化。如鋼錠銑削型鋼纖維兩端帶有錨固臺(tái);貝克爾公甸的"DRAMⅨ"鋼纖維(圖2-1,e)和慶安鋼鐵廠的“S-4和as-so型鋼纖維,.都是在兩端制成彎鉤;還有熔抽法抽取的大頭形鋼纖維。由于兩端的錨固作用,提高了抗撥力。
影響因素
根據(jù)纖維增強(qiáng)機(jī)理的各種理論,諸如纖維間距理論、復(fù)合材料理論和觀斷裂理論,以及大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,可以確定纖維的增果主要取決于基體強(qiáng)度(fm),纖維的長徑比(鋼纖維長度l與直徑d的比值,即I/d),纖維的體積率(鋼纖維混凝土中鋼纖維所占體積百分?jǐn)?shù)),纖維與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度(τ),以及纖維在基體中的分布和取向(η)的影響。當(dāng)鋼纖維混凝土破壞時(shí),大都是纖維被拔出而不是被拉斷,因此改善纖維與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度是改善纖維增果的主要控制因素之一。
用途
鋼纖維主要用于制造鋼纖維混凝土,任何方法生產(chǎn)的鋼纖維都能起到強(qiáng)化混凝土的作用。
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鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fftk=ftk(1+αt?ρf?lf/df);
其中,fftk,ftk--鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,設(shè)計(jì)值;
αt--鋼纖維對(duì)鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度影響系數(shù),宜通過試驗(yàn)確定;
ρf--鋼纖維體積率(即鋼纖維摻量體積率);
lf--鋼纖維長度;
df--鋼纖維直徑或等效直徑;
lf/df--鋼纖維長徑比
鋼纖維混凝土彎拉強(qiáng)度(抗折強(qiáng)度)。
鋼纖維混凝土用于公路路面、機(jī)場道面、或其它采用彎拉強(qiáng)度為設(shè)計(jì)指標(biāo)的結(jié)構(gòu)時(shí),與鋼纖維混凝土相應(yīng)的集體混凝土的彎拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的分級(jí)和使用范圍,可按現(xiàn)行有關(guān)水泥混凝土路面、機(jī)場道面等行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用。