【浅析纤维混凝土的应用】纤维混凝土到底是什么
时间：2019-05-08 03:29:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：为了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺点，在混凝土中掺加纤维以改善混凝土性能。综述了常用纤维类型及纤维在水泥混凝土中的作用，就纤维混凝土的分类及相关特性展开研究。
关键词：纤维混凝土 新材料 增强
1、引言
混凝土是土木建筑工程最主要的材料,它伴随着工程建设的需要和科学技术的发展而进步。由于外加剂技术的进步,混凝土拌合物向塑性和流动性发展, 混凝土的强度和流动性得以兼顾,工程质量和速度同时得以提高,近10年来,人们又把耐久性作为混凝土追求的主要目标,并引入超细活性掺合料,从而发展了具有高耐久性、高流动性和体积稳定性,并且有一定强度的混凝土。但混凝土的固有弱点是因脆性而容易产生裂缝。随着裂缝扩展会造成性能的降低,以致使寿命缩短; 在结构设计时因裂缝宽度的限制,高强建筑材料的优越性得不到充分应用。因此现代混凝土除了要达到高抗压、高抗拉等要求外, 还要容易施工, 并能长期保持高强、高韧性、高抗渗等性能,这就导致了高性能混凝土的出现, 纤维混凝土是在混凝土改性过程中应运而生的。
2、纤维混凝土的现状
纤维混凝土通常是以水泥净浆、砂浆或者混凝土为基体，以金属纤维、无机纤维或有机纤维增强材料组成的一种水泥基复合材料。它是将短而细的，具有高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性等良好性能的纤维均匀的分散在混凝土基体中形成的一种新型建筑材料。纤维在混凝土中限制混凝土早期裂缝的产生及在外力作用下裂缝的进一步扩展。在纤维混凝土受力初期，纤维与混凝土共同受力，此时混凝土是外力的主要承担者，随着外力的不断增加或者外力持续一定时间，当裂缝扩展到一定程度之后，混凝土退出工作，纤维成为外力的主要承担者，横跨裂缝的纤维极大的限制了混凝土裂缝的进一步扩展。由此可见，纤维有效地克服了混凝土抗拉强度低、易开裂、抗疲劳性能差等固有缺陷。与普通混凝土相比，纤维混凝土具有较高的抗拉、抗弯拉、抗冲击、抗阻裂、抗爆和韧性、延性等性能，同时对混凝土抗渗、防水、抗冻、护筋性等方面也有很大的贡献。根据掺入混凝土中的材料种类不同分布，主要有三类：钢纤维混凝土、混杂纤维混凝土、碳纤维混凝土。
3、工作原理
使用纤维可以使混凝土在强度的某些方面有所改进, 但类似的强度也可以适当改变水泥用量和水灰比等简单方法获得。单纯的强度比较, 不能体现纤维混凝土的价值。对于适当压实的试件, 加入纤维对纤维增强混凝土抗压强度几乎没有影响。纤维对增强混凝土的弹性模量也没有多少影响。纤维增强混凝土的直接抗拉强度, 可由加入高弹性模量的纤维而有大幅度提高。但其增加决定于纤维的长径比。纤维的加入对抗扭强度的影响很小。( 只是钢纤维能改善混凝土的抗剪强度)。
采用纤维最大的好处在于可以增加了构件的韧性( 破坏时构件吸收能量) 。就是说纤维的加入使混凝土的延性大增。增加纤维含量对最大强度没有多少影响, 纤维混凝土的抗冲击性与延性有关。许多研究揭示混凝土耐冲击性可以因掺入纤维, 大幅度增加。如尼龙、聚丙烯一类低模量纤维在这方面特别有效。纤维耐冲击的效率同样与粘结特性有关。纤维不仅改善纤维混凝土冲击强度而且会在振动荷载下防止碎裂成碎片。此外, 纤维增强还可以提高混凝土抵抗磨损和气穴的破坏。
耐疲劳性同时与裂缝传播能力有关。混凝土弯曲疲劳强度随纤维含量的增加而增加, 但纤维的增加对压缩疲劳没有多少影响, 对压缩徐变也无影响,但在一定程度上可以减少拉伸徐变。已知很硬的碳纤维可非常明显的减少弯曲徐变。钢纤维可减少混凝土收缩约10% 。玻璃纤维将减少水泥浆体的收缩约20%。因此, 纤维在基体中起着刚性包裹物的作用, 由于其体积小不产生很大影响。更重要的是: 纤维对减少收缩开裂非常有效, 故对混凝土耐久性产生非常有利的作用。
4、结论及展望
混凝土作为建筑材料，其发展经过了一个较漫长的历史，其间也发生了几次根本的革命。每一次混凝土技术的革命都使整个建筑业的面貌为之一新，进而促进了整个社会文明的进步。纤维混凝土是一种新型建筑材料，它将合成化学纤维和传统的混凝土相结合，可有效防止混凝土因早期干缩，塌沉所引起的内蕴裂缝。纤维混凝土的应用范围很广，在高层、大跨建筑工程， 高速公路路面，荷载较大的仓库地面、机场、贮水池等结构中已得到广泛应用。随着国家经济建设的不断发展和人们对工程质量要求的日益提高，我们有理由相信， 纤维混凝土将展示出它超群的优势。
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