钢纤维混凝土

钢纤维混凝土（精选12篇）

1.钢纤维混凝土 篇一

钢纤维混凝土的设计与施工

介绍铺筑水泥混凝土路面采用钢纤维混凝土的优越性和钢纤维混凝土的设计及用钢纤维混凝土铺筑水泥混凝土路面时的`施工要点.

作 者：马育慧  作者单位：青海省海西公路桥梁工程有限责任公司,西宁,816200 刊 名：青海交通科技 英文刊名：QINGHAI JIAOTONG KEJI 年，卷(期)：2009 “”(3) 分类号：U4 关键词：材料科学   钢纤维混凝土   设计与施工  

2.钢纤维混凝土 篇二

混凝土是一种广泛使用的建筑材料, 但是由于其自重大, 脆性较强限制了它的使用。目前, 改性混凝土已经广泛应用到建筑领域, 改性混凝土将是21世纪混凝土研究的主要方向, 其改善了普通混凝土的某些重要特性, 同时又赋予普通混凝土以某些新的特性。纤维的加入能大大提高混凝土原有的抗弯、抗拉强度以及断裂延伸率, 还将提高混凝土的抗冲击性和韧性, 从而将较大改变混凝土原来一直作为脆性材料的概念。钢纤维混凝土是一种典型的改性混凝土, 由于钢纤维混凝土具有很好的增韧效果, 使得它在地下工程, 防护工程等建筑领域得到广泛的使用。在防护工程领域中最重要的是混凝土材料的动态力学性能, 关于钢纤维混凝土材料的动态力学性能已经在国内外引起广泛关注, 其动态性能测试也大量开展。近年来, 国内外对其进行了许多在爆炸与冲击作用下的钢纤维混凝土材料响应试验研究[1,2,3,4,5], 主要是研究了混凝土的动力学性能、应变率效应和本构关系[6,7,8]。至今为止, 混凝土本构关系是混凝土结构研究的基础, 对混凝土本构关系的深入研究可使结构分析更精确合理, 结构更安全可靠, 且更经济, 具有极大的工程意义。本文采用C40混凝土为基体材料, 通过SHPB实验 (分离式Hopkinson压杆) 得到与应变率相关的钢纤维混凝土的应力与应变曲线, 并通过对应力与应变曲线标定了钢纤维混凝土的动态本构模型参数。

1 SHPB试验方法

本文采用了标准的SHPB试验方法, 杆的直径为40mm, 入射杆、透射杆长度分别为2m, 吸能杆为0.6m, SHPB装置示意图见图1。为了能得到较高的应变率, 试件采用了直径为35mm的试件, 其长径比为1∶2。试件的制作采用了抽芯的方法进行制作 (先把混凝土制作为标准的方形试件, 然后养护28d, 再通过取芯的方法取出圆柱形试件, 并进行切割, 打磨等工作。) , 得到的测试试件离散性降到最低, 平整度满足实验要求。制作得到的混凝土试块见图2。实验得到的典型波形图见图3。

SHPB试验中, 以下方程通常用来处理应变率、应变, 应力等:

式中:εi, εr, εt分别代表入射波、反射波和透射波的应变, c0表示杆中的应力波的波速, A, AS分别表示压杆与试件的横截面面积, E是压杆的弹性模量。

分别对钢纤维体积含量vf为0、5.5%的混凝土进行SHPB动力学试验, 对实验结果根据式 (1) 、 (2) 、 (3) 进行处理, 得到了典型的变应变率下的混凝土的应力与应变关系曲线 (图4) 。

3 动态放大因子

混凝土材料是一种应变率敏感材料, 其动态强度与静态强度有着本质的区别, 由于混凝土动态强度会随着应变率的提高而显著提高, 通常用动态增强因数 (Dynamic Increas Factor简称DIF) 定义增强效果, 虽然目前关于混凝土材料DIF的研究已经广泛开展, 然而, 在钢纤维混凝土中, 纤维对DIF的贡献较少的有报导。为此, 本文通过应力与应变关系曲线, 确定SHPB实验中混凝土材料的应力峰值与应变率的关系 (图5) , 并结合静态实验, 确定混凝土材料的动态放大因子 (图6) 。

4 结论

(1) 通过试验得到了vf分别为0、5.5%的混凝土材料在变应变率条件下的应力与应变关系曲线, 通过测试得到的应力峰值与应变率关系可以看出, 混凝土材料是一种应变率敏感材料, 并且其动态强度要大于静态强度。

(2) 本文通过应力峰值与应变率以及DIF计算, 研究了钢纤维对混凝土的增强效应, 研究结果表明, 该混凝土的应变率敏感阈值在30左右, 在敏感阈值以下, 钢纤维对DIF的贡献并不多, 然而, 当应变率超过敏感阈值后, 钢纤维对DIF的贡献再也不可忽略。

摘要：采用SHPB实验装置, 通过试验得到了压杆中入射波与透射波随时间变化曲线, 通过SHPB实验中的基本关系式求得变应变率条件下被测混凝土材料的应力与应变的关系曲线。并通过动态放大因子 (DIF) 的计算, 确定了C40混凝土的应变率敏感阈值, 通过对实验中的应变率与应力峰值的关系曲线以及DIF研究, 确定了钢纤维对混凝土DIF的定量影响, 从而确定了钢纤维对混凝土的增强效应。

关键词：SHPB,DIF,钢纤维,混凝土

参考文献

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3.钢纤维混凝土的耐久性研究 篇三

关键词：混凝土;钢纤维;碳化;氯离子侵蚀;硫酸盐侵蚀

钢纤维混凝土是由钢纤维与水泥基体组成的新型复合材料。钢纤维是一种短纤维，在混凝土基体中乱向分布，起到阻碍内部裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展的作用。钢纤维混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力称为钢纤维混凝土的耐久性。钢纤维混凝土的耐久性直接影响到混凝土结构的使用寿命，是工程界普遍关注的问题之一。目前对于钢纤维混凝土耐久性的研究，大多从混凝土碳化、氯离子侵蚀和硫酸盐侵蚀等三个方面考虑。下面做具体分析。

1 碳化作用

混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中CO2气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，其基本化学反应式为Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O。混凝土碳化后，混凝土内部的孔隙特征和化学成分发生了一定程度的变化，Ca（OH）2与CO2在有水的情况下反应生成CaCO3，CaCO3填充与混凝土内部的微裂纹和毛细孔等空隙中。混凝土碳化从表面开始，随着时间的发展，持续不断的向混凝土内部发展。碳化作用与混凝土内部孔隙液体的组成和水化产物的形态等因素密切相关，碳化作用同时间的增长成反比，是一个减速过程。

钢纤维改善混凝土的抗碳化能力，一般认为是由于混凝土中加入钢纤维以后，钢纤维分布在水泥砂浆中，彼此相连形成网络，抑制骨料下沉，阻碍混凝土拌合物离析，降低混凝土的泌水，从而减少了混凝土中的孔隙通道;同时，大量分布在砂浆中的钢纤维会使砂浆中的毛细孔变小，毛细管细化甚至堵塞，另外，钢纤维的加入减少或阻止了混凝土中裂缝的形成、生长及扩展，并阻断裂纹的连通，也就是说，在钢纤维混凝土中，钢纤维削弱了CO2的扩散途径，抑制了CO2的扩散，故钢纤维混凝土的抗碳化能力高于素混凝土。但是，碳化试验是在相对湿度为（70+5）%的环境下发生的，CO2侵入钢纤维混凝土遇水会发生化学反应，生成碳酸，对钢纤维有一定的腐蚀性，因此钢纤维的腐蚀也是一个亟待解决的问题。

2氯离子侵蚀

氯离子是影响钢纤维混凝土耐久性的重要因素之一，它是一种较强的阳极活化剂，随着时间的增加，当氯离子渗透积累至混凝土中钢筋周围一定浓度时，就会使钢筋表面的钝化膜破坏，从而造成电化学腐蚀。氯离子主要通过“渗入”和“掺入”两种途径侵蚀混凝土。“渗入”主要是指水中的氯离子以混凝土的微观和宏观缺陷为途径，经过复杂的化学变化进入混凝土中，这种氯离子的侵蚀方式对混凝土的破坏较为多见。“掺入”主要是指在混凝土拌合过程中来自于水泥、外加剂和砂子等材料中的氯离子，然而由于原材料中的氯离子含量受到严格控制，这种侵蚀方式所造成的破坏较小。

在我国沿海地区和西北内陆盐渍土地带，混凝土长期暴露在海水、海风或盐渍土环境中，氯离子会渗透进入混凝土中，引起混凝土内部的钢筋去钝化从而导致混凝土的钢筋锈蚀。当在混凝土中掺入冷拉钢丝制造的钢纤维时，钢纤维的弹性模量大于混凝土基体的弹性模量，增加了硬化初期混凝土的强度和韧度，使混凝土内部的微裂纹减少，有效抑制了连通孔的产生，改善了混凝土的内部结构。另一方面，钢纤维使混凝土的失水面积变小，水分迁移困难，降低了毛细管试水收缩形成的毛细管张力，从而提高抗氯离子侵蚀能力。有关学者通过对比在海洋性环境下钢纤维混凝土和钢筋混凝土中的氯离子渗透情况发现，氯离子在钢筋混凝土中的渗透性远高于钢纤维混凝土。

图1.1钢纤维混凝土的氯离子渗透试验

图1.2钢筋混凝土氯离子渗透试验

从图中可以看出，与钢筋混凝土构件相比，钢纤维混凝土电压变化幅度较小，腐蚀现象不明显，而钢筋混凝土表面出现了较严重的腐蚀现象。

3 硫酸盐侵蚀

混凝土的硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的重要因素之一，它也是影响因素最复杂、危害性最大的一种侵蚀。近年来，在我国的公路、桥梁、水电等工程中均大量发现混凝土结构物受硫酸盐侵蚀破坏的问题混凝土硫酸盐侵蚀破坏机理是一个复杂的物理化学过程，本质上是外界侵蚀物质中的SO42-随着时间的发展深入混凝土的空隙内部，同混凝土的某些成分发生化学反应，产生体积膨胀，导致混凝土开裂，并最终引起混凝土结构的破坏。

混凝土的侵蚀过程是一个复杂的物理化学反应过程，在掺入钢纤维后在混凝土基体周围会发生水化反应生成膨胀性产物钙矾石（3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O）。在混凝土硬化过程中，由于水泥浆体中的水化硅酸盐钙（C-S-H）是一种结晶不完整的蜂窝型或错综复杂的网状结构，一方面会填塞混凝土自身结构中的毛细空隙和C-S-H凝胶中的蜂窝空隙，另一方面又会与C-S-H凝胶交织在一起，形成三维空间网状结构，起到了填充、堵塞及切断毛细孔和其他孔隙作用，使混凝土试件在侵蚀早期变得更加密实，降低了混凝土试件的透水性，增加混凝土强度。相关实验研究表明，在硫酸盐侵蚀条件下的混凝土中加入一定掺量的钢纤维，钢纤维在混凝土中呈现多维乱向分布，通过传递基体界面粘结力，使钢纤维受力，有效的限制了混凝土试件的膨胀，大大改善了混凝土试件的抗硫酸盐侵蚀能力。

4 结语

4.钢纤维混凝土 篇四

钢纤维混凝土在路桥施工中的应用分析

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料.这些乱向分布的.钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成,显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,具有较好的延性.本文主要介绍了钢纤维混凝土的基本性能和钢纤维混凝土在路桥施工中应用,并提出了钢纤维混凝土施工方面的控制.

作 者：苏长勇 黄国强 作者单位：宜春市公路管理局,江西,宜春,336000刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：”“(12)分类号：U4关键词：钢纤维混凝土 基本性能 施工应用 控制

5.桥梁工程中纤维混凝土运用论文 篇五

1纤维混凝土种类及性能

1．1钢纤维混凝土

钢纤维混凝土的优点在于抗裂的性能好，且在承受了相应的负荷时变形的能力比较大。裂缝发生时，钢纤维混凝土的变形是普通混凝土的两倍多，裂缝发生后，钢纤维混凝土因两端有锚钩，可把裂缝固定来减少混凝土的开裂宽度，从而桥面可以继续承受外力作用，从某种程度上分析，可以减小变形量。钢纤维掺入量越大，混凝土的韧性就越大，甚至可达到普通混凝土的30倍。钢纤维有以下几种构成形式。

(1)切削成形类专用的钢料切削加工成此类钢纤维，纤维的横截面是月牙形状，纤维直径达0．8mm，界面面积大，材质坚挺，加工时容易掺拌，加至混凝土时不易起团;纤维还要做发蓝的表面处理，防止锈蚀。由于纤维界面面积大，一定量的混凝土中加入的钢纤维根数就比较少，从而确保其稳定的性能、可靠的质量。

(2)胶合类此类钢纤维外形为弓状，矩形截面的截面边长0．5～1mm，L/D=45～80，相对量较大，外观显得细长，加入混凝土能被紧紧地裹住。其结构与订书钉类似，每根钢纤维被胶合而成板的形状，便于运输和掺合。

(3)剪切类①平直型类:由轧制薄板的切边料、冲边薄板的角料、废桶料等普通材料剪切成，剪切后一般不做表面处理。剪切类钢纤维截面也为矩形，其边长一般为0．3～1．0mm。②异型类:由薄板的边料剪切而成，横截面仍是矩形，纤维的边长约0．4～0．8mm。异形钢纤维一般包括弓型、弯钩型、条纹型、凹凸型等。异形钢纤维在两端或者全长都做了变形处理，此类钢纤维混凝土非常适合用于锚固。

1．2化学纤维聚丙烯纤维

聚丙烯纤维是由化学高分子聚合物构成的纤维，外观为半透明的白色，结构呈网状或束状，搅拌于混凝土中时会散成单丝条状;聚丙烯纤维外径细，质量轻，不会生锈，不起团。它以聚丙烯为首要的材质，以相应的生产工艺制造而成的高强度束状纤维;而聚丙烯是一种结晶型聚合物，其耐热性强，不溶于水，与大多数的化学品(如酸、碱及有机溶剂)不会产生反应;聚丙烯的力学性能也十分优异，其抗拉强度达到33～41．5MPa。化学纤维混凝土中使用的聚丙烯纤维可以是单丝状也可以是网状。聚丙烯纤维混凝土的功用如下:具有出色的抗裂、抗渗功能，同时还有极好的抗冲击、抗疲乏性能，较好的耐磨功用等;其次，它还具有较好的抗冻融性、耐腐蚀性及改善混凝土脆性的特征。

2纤维混凝土在桥梁工程中的运用

2．1钢纤维混凝土在桥梁工程中的运用

钢纤维混凝土是一种新型的复合材料，它优良的抗裂性能、弯曲性、抗冲击性、耐疲劳性，可以使使用的混凝土厚度较少，伸缩缝的间距加长。钢纤维所受的应力由纤维的长径比和界面的粘结强度情况决定，增强钢纤维在桥梁施工混凝土中的应用效果，首先要适当增加钢纤维的长径比，但也不能无限度加大，一般控制在30～100范围内，比值过大或过小都会使混凝土产生纤维结团或者混凝土的均匀性不合格，从而影响钢纤维混凝土的使用性能;其次要采取适当的措施如加入添加剂来提高钢纤维与混凝土之间的粘结强度。钢纤维混凝土的性能优良、在施工中比较好操作，同时也很经济，它在桥梁工程的施工中有很大的作用，尤其随着道路桥梁工程对建筑施工材料的要求越来越高，钢纤维混凝土已广泛地应用于一般道路的路面、桥梁结构、房屋建筑物等工程领域中。尤其是在桥梁的管道工程中，以钢纤维混凝土制作成的壁厚达到25～50mm的圆管，可以承受相当大的环向拉力和附加荷载。在公路桥梁工程里以钢纤维混凝土制作成的薄壁连续箱形牛桥梁面板等，抗弯疲劳寿命长。也可使用于公路或机场路面，其中，根据有关数据统计得出，其抗折强度可提高30%～80%，抗弯疲劳强度可提高50%～80%，抗裂强度可提高10%～20%，冲击韧性可提高2～4倍。

2．2聚丙烯纤维混凝土在桥梁工程中的应用

聚丙烯纤维混凝土广泛应用于刚性自防水结构立交高架桥桥面、桥墩、超长结构等领域。在立交桥的桥面板抗裂性研讨试验中，对聚丙烯混凝土进行了相关系列的缩短率测定试验和缩短应力分析的工作，实验结果证明聚丙烯纤维混凝土在应用于桥梁工程时，具有较好的阻裂功用。其主要施工应用的过程是:

(1)根据每次搅拌混凝土的总量，按照配合比的要求计算每次应该加入的纤维量;

(2)接着使用强制式搅拌机将砂石、水泥和纤维进行搅拌，可把原料和纤维一同加入搅拌机，但要保证纤维加在原料中间，先干拌约30s，加入水后，再湿拌30s秒左右，可以使纤维充分地扩散到原料中去;

(3)完成后随机取样检测，如果纤维在混凝土中已均匀分成单丝状，则混合合格，如仍有成束的纤维存在，则要对搅拌时间加长20～30s，才可使用;

(4)加入纤维的混凝土同普通混凝土施工的养护工艺完全一致。聚丙烯纤维混凝土有优良的抗裂性能，尤其对混凝土早起缩短裂缝并防止其扩大化具有明显的作用，聚丙烯纤维的掺入可以使得混凝土的抗渗性能增加约为25%～50%。聚丙烯纤维的掺入可以使得混凝土内部的原生裂纹范围减小、数量减少，在桥梁工程中使用时，纤维的存在可以增加陡峭裂缝尖端应力的会合程度，减小重复荷载下裂缝拓宽时的.塑性区域构成，能有效降低外力疲劳危害的累加。

2．3纤维混凝土在桥梁中的具体应用

(1)纤维混凝土桥面铺装纤维混凝土作桥面铺装，是纤维混凝土运用最成功、最广泛的领域。纤维混凝土应用于桥面铺装时，混凝土的配比数值同普通混凝土，不同在于用钢纤维或聚丙烯纤维替代钢筋网格，在铺装桥面时的厚度与普通钢筋网混凝土的厚度相同;需要注意的是，剪切类钢纤维混凝土中钢纤维含量约为75～120kg;聚丙烯纤维混凝土中为每立方米混凝土中聚丙烯纤维的含量约为0．9kg，纤维含量偏多或偏少对桥面工程施工都有影响。与钢筋网混凝土相比，桥面铺装时，纤维混凝土在抗弯折、抗裂、抗疲劳、耐磨的综合力学性能上比较优异，尤其运用于连续负弯矩的区段和较厚的桥面铺装时，其抗裂性能更是更胜一筹。

(2)加强梁体混凝土、改善抗裂性能宜宾中坝金沙江大桥400多米长的连续桥梁，一般跨径达20m，主要跨径达30m。在第一、二步骤的浇注后，还未通车使用时，梁体的底部和侧面已有大量明显的裂纹存在。经检算，梁体的布筋完全满足力学性能要求。对桥梁产生的裂纹进行修复的措施，就要从其混凝土材料中着手，首先在桥梁外露面混凝土内加防裂的细钢筋网;在梁体中加入聚丙烯纤维，含量是每立方米混凝土中约为0．9kg，经实践验证，最后桥梁梁体裂缝的宽度变窄了。

(3)用纤维混凝土进行旧桥加固长江大桥是一座修建近五十年，跨径10×40m+8×20m，桥梁全长510m的双曲拱桥，从前的设计荷载标准已不能适用于现在的交通需要。为了提高桥梁的承载力，补强方案拟采取增加拱肋缘钢筋和补充浇筑拱背及波谷处的混凝土。对旧桥的加固施工方法是:首先凿开并露出拱肋下缘主筋和箍筋，在原来的下缘主筋处点焊2－25的新钢筋，同时在外增加箍筋，最后喷射混凝土封住新加的下缘主筋和箍筋。以往加固施工使用的都是普通混凝土，具有反弹大、损耗量多、加固的效果不好等缺点，采用聚丙烯纤维混凝土喷射后，桥梁加强筋的回弹明显减少，防裂效果也得到了增强。

(4)纤维混凝土组合桥面板马鞍山长江大桥220m+500m+220m钢悬索桥方案中，拟采用钢纤维混凝土与钢组合桥面板，除了桥面与普通钢板桥面不同之外，截面其余部分两者均一致。实际应用时，钢桥面上的钢板厚度可达13mm，在钢板顶面直接铺沥青混凝土，而组合桥面是将桥面的钢板缩减至6mm，在钢板的顶面浇注斤9mm钢纤维混凝土组合层，在钢纤维混凝土的表面浇筑沥青，形成后天的磨耗层。

(5)聚丙烯纤维混凝土应用于铁路地道桥铁路地道桥采用的是框架形式，框架的底板是支撑在基础上的面支撑平板结构，采用的现浇施工会收到基础地面的约束加上钢筋混凝土的约束作用，其收缩应力大容易裂开。地道桥的侧墙直接与土体接触，对混凝土的抗渗性能要求较高。地道桥的顶板在浇筑时会受到侧墙的约束而产生较大的收缩应力，在运营阶段，地道桥顶板直接承受火车荷载，对抗冲击和抗疲劳的要求较高。设计中常采用加强钢筋布置、设置防裂钢筋网等方法。为保证其特性，可在地道框架结构中使用聚丙烯纤维混凝土，利用其优良的抗裂、抗渗、抗冲击、抗疲劳特性，较全面地提高顶板、底板和侧墙各部分的使用性能。

3结束语

6.钢纤维混凝土 篇六

活性粉末混凝土是一种具有超高强度和高耐久性的新型水泥基复合材料，制备过程中通过最紧密堆积理论优选骨料，同时掺入大量活性粉末提高基体致密性[1]。

活性粉末混凝土仍具有混凝土的脆性，且由于胶凝材料较多，容易开裂，因此需要掺入纤维来提高其韧性和抗裂性。

目前活性粉末混凝土在配制过程中多通过掺入钢纤维来达到增强增韧抗裂的目的[23]，但是钢纤维自重较大，且有锈蚀的隐患，若施工不当造成钢纤维外露则可能发生锈蚀进而导致基体腐蚀。

粗合成纤维(直径大于0.1 mm)是一种新型的增强增韧材料[4]，与钢纤维相比具有轻质、耐腐蚀、易分散的特点，同时能提高混凝土的抗裂性[5]、抗冲击性[67]、抗弯韧性和抗疲劳性能[89]，在活性粉末混凝土中掺入粗合成纤维可以提高试件的延性[10]。

抗弯韧性是反映纤维增韧效果及基体内部结构性能的一个重要指标。

为研究粗合成纤维对活性粉末混凝土的增韧效果，本文中笔者采用四点弯曲试验对粗合成纤维活性粉末混凝土进行了研究。

1试验方案

1.1原材料及配合比

本次试验中采用的活性粉末混凝土的原材料有：P.O42.5普通硅酸盐水泥;超细微硅粉;粒径为0.625～1 mm的石英砂;减水率为29%的高性能减水剂;粗合成纤维和水。

其中粗合成纤维为直径0.91 mm、长度38 mm的聚丙烯粗纤维，表面压痕处理，纤维密度为0.91 kg・m-3，抗拉强度大于450 MPa。

粗合成纤维掺量(体积分数，下同)为0%，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%五种，其用量分别为4.75，9.5，14.25，19 kg・m-3。

根据纤维掺量的不同，试验共分5组，每组3个试件。

活性粉末混凝土试验配合比及试件编组列于表1。

1.2试件制备及养护

采用100 mm×100 mm×400 mm的棱柱体试

1.3试验方法

参考《钢纤维混凝土试验方法》(CECS 14：89)，采用四点弯曲方式加载，跨度为300 mm，加载点间距为100 mm。

试验在300 kN的万能试验机上完成，加载速率为0.1 mm・s-1。

采用100 kN的荷载传感器量测试验荷载，跨中挠度采用2个量程为30 mm的位移传感器量测，所有数据由东华测试系统自动采集。

2试验过程及分析

2.1试件破坏过程及破坏形态

所有弯拉试件破坏时均在其跨中出现1条主裂纹。

不掺入粗合成纤维的C0组试件表现出明显的脆性，在裂缝出现后随即发生断裂，试件断成两截，与普通混凝土弯曲破坏形式相同。

掺入粗合成纤维试件(C0.5，C1.0，C1.5，C2.0组试件)的破坏形态如图1所示。

从图1可以看出，粗合成纤维掺入后弯拉试件的破坏形态相似，都是在三分点内开裂，有1条主裂缝，裂缝处有纤维相连，试件未发生断裂，表现出明显的延性破坏。

通过试验发现，在加载过程中，图1粗合成纤维试件破坏形态

Fig.1Failure Modes of Synthetic Macrofiber Specimens首先在试件底部出现1条细而短的裂缝;随着荷载持续增加，裂缝逐渐增大，达到峰值荷载后，荷载开始下降，裂缝继续变宽变长，开始向顶部发展，挠度也越来越大。

试验过程中持续发出咯噔的声音，裂缝长度逐渐增大，最后贯通整个试件，直到试验停止时掺入粗合成纤维的试件都未发生断裂，裂缝处有纤维相连。

由于裂缝宽度及跨中挠度较大，试验继续进行已无意义，因此在挠度达到10 mm时停止试验。

试验结束后，观察试件断面发现，大多数粗合成纤维被拔出而不是被拉断，基体断面处可见纤维被拔出的孔洞。

2.2荷载挠度曲线

图2为根据实际量测得到的荷载及跨中挠度绘制的粗合成纤维掺量为0%～2.0%时抗弯韧性试验的荷载挠度曲线，其曲线均为每组试件的平均值曲线。

从图2可以看出，除不掺入粗合成纤维的试件(C0组)外，掺入粗合成纤维的试件都得到了荷载挠度曲线的下降段，且曲线都出现了二次强化现象[图2(b)～(e)]，即荷载在达到极限值后忽然下降到一定值，随后又开始上升，达到二次峰值后缓慢下降，此现象与粗合成纤维普通混凝土相同[11]。

分图2荷载挠度曲线

Fig.2Loaddeflection Curves析其原因是，粗合成纤维长度及直径较大，掺入到活性粉末混凝土中单位面积上的纤维数量较少，但是纤维与基体间紧密结合。

试件出现裂缝后试验机卸载，荷载下降，当裂缝发展到有纤维处时，纤维与基体紧密结合且具有较强的粘结力，因此将粗合成纤维由基体内拔出需要耗费很大的能量，荷载增大。

随着荷载继续增大，粗合成纤维慢慢被拔出，之后荷载再次缓慢下降，荷载挠度曲线下降段中荷载反复上升、下降呈现锯齿状即为纤维拔出过程。

随着纤维掺量的增加，荷载挠度曲线的二次强化效应愈加明显，同时曲线下降段更加饱满，与x轴所围面积增大，表明试件的抗弯韧性提高。

掺入粗合成纤维后能够提高活性粉末混凝土试件抗弯韧性的主要原因是，本次试验中采用的粗合成纤维表面进行了压痕处理，纤维与基体间具有很高的粘结强度。

当基体发生裂缝破坏时，裂缝处的纤维开始承受拉力，并通过与基体间的粘结力将荷载传至裂缝两侧混凝土基体，阻止裂缝的发展，同时提高基体的能量吸收能力。

纤维拔出过程中需要吸收很大的能量，能量吸收过程与纤维和基体间的粘结强度有关，随着纤维掺量的增加，裂缝处纤维数量增大，大量纤维的桥联作用可有效提高基体的韧性。

当外部荷载产生的弯拉应力大于纤维与基体间的粘结强度时，纤维即被拔出。

由于粗合成纤维在拔出前会发生极大变形，因此即使开裂基体变形值(挠度)很大也不破坏，从而大大提高活性粉末混凝土的断裂韧性，以此达到增韧的目的[12]。

纤维拔出过程主要体现在荷载挠度曲线的下降段，纤维掺量越大，纤维拔出所需要的能量就越大，相应的荷载挠度曲线也越加平缓。

3试验结果及分析

采用《钢纤维混凝土试验方法》(CECS 14：89)中的公式(1)，(2)计算初裂强度及抗折强度，即

式中：Pcr，Pmax分别为试件初裂荷载和极限荷载;ffc，cr，ffc，m分别为初裂强度和抗折强度;L，b，h分别为支座间距、试件截面宽度和试件截面高度。

对于低弹性模量纤维，剩余强度可真实地反映纤维混凝土裂后强度的特性[13]，因此，本文中采用美国ASTM建议的韧性指数I5，I10，I30及剩余强度分析抗弯韧性，其中剩余强度SAR及相对剩余强度SIR可按以下公式进行计算

由于粗合成纤维混凝土的韧性较好，挠度为2 mm时，纤维的增韧作用仍比较明显，为此邓宗才等[14]提出在计算剩余强度时，采用挠度为2 mm作为结束标准，剩余强度可采用下式计算

从图2还可以看出，粗合成纤维掺入后活性粉末混凝土弯拉试件的荷载挠度曲线有2个峰值，同时曲线的下降段斜率较小，即荷载达到最大值后，随着挠度的增加，荷载降低幅度较小。

剩余强度主要考察试件开裂后特征，若在挠度较大的情况下，荷载降低较小，说明纤维对裂缝出现后增韧效果越明显。

为此，本文中采用公式(3)，(5)两种方法计算剩余强度，从而更好地反映粗合成纤维的增韧效果。

根据公式(1)～(5)及荷载挠度曲线积分，计算得到粗合成纤维掺量为0%～2.0%时活性粉末混凝土抗弯韧性结果见表2。

从表2可以看出：

(1)粗合成纤维的掺入对活性粉末混凝土初裂强度无明显影响，粗合成纤维掺量在0%～2.0%之间变化时，初裂强度都集中在8.6 MPa左右。

粗合成纤维掺量小于1.5%时，抗折强度都在10 MPa左右，当粗合成纤维掺量增加到2.0%时，抗折强度有表2抗弯韧性试验结果

(2)粗合成纤维掺量为0.5%～2.0%时活性粉末混凝土的弯曲韧性指数I5，I10，I30均随粗合成纤维掺量的增加而增大。

粗合成纤维掺量为0.5%时，韧性指数I5，I10，I30分别为4.18，5.88，11.97，粗合成纤维掺量增加到2.0%时，I5，I10，I30增加到5.64，11.77，17.89，分别提高了34.93%，100.17%，49.46%，说明掺入粗合成纤维能够大大提高活性粉末混凝土的抗弯韧性。

(3)利用公式(3)，(5)计算得到的剩余强度差别不大。

粗合成纤维掺量为1.0%～2.0%时，剩余强度都在抗折强度的85%以上，说明掺入粗合成纤维具有较高的阻裂能力，使得试件在达到峰值荷载后还可保持较高的荷载，有效提高了活性粉末混凝土的.韧性。

粗合成纤维掺量为0.5%时，荷载达到极限值后急剧下降，所以剩余强度相对较小，但是裂缝处的纤维仍然能够起到一定的增韧作用，改变了试件的破坏形式。

4结语

(1)不掺入纤维的素活性粉末混凝土弯拉试件发生脆性破坏，粗合成纤维掺入后能够提高活性粉末混凝土试件的韧性，使破坏形态转变成为明显的延性破坏。

(2)粗合成纤维掺入后活性粉末混凝土弯拉试件的荷载挠度曲线具有稳定的下降段，同时出现了二次强化现象，曲线有2个峰值，且随纤维掺量的增加，曲线的下降段更加饱满，与x轴所围面积增大。

(3)粗合成纤维不能提高弯拉试件的抗折强度，但是能够阻止试件开裂后裂缝的发展，从而有效提高了活性粉末混凝土弯拉试件的韧性，随着纤维掺量的增加，试件的韧性指数增大，纤维掺量为2.0%时，韧性指数I5，I10，I30相比纤维掺量为0.5%时的韧性指数分别提高34.93%，100.17%，49.46%。

(4)粗合成纤维对弯拉试件基体开裂后的增韧效果明显，纤维掺量为1.0%～2.0%时，抗弯试件的剩余强度均在抗折强度的85%以上。

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7.谈钢纤维混凝土路面设计方法 篇七

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。其物理和力学性能优于普通混凝土路面。适用于桥面铺装、机场跑道、停车场和旧混凝土路面的加铺层等场合。现行《水泥混凝土路面设计规范》对钢纤维混凝土路面设计仅作了简单的规定:面板厚度取普通混凝土路面面板厚度的0.55倍～0.65倍，且不小于10 cm。但混凝土新型的路面材料的优良性能在设计过程中未能体现出来。因此，有必要对钢纤维混凝土的设计方法进行探讨。

2 设计方法

在现有普通混凝土路面的设计方法中以钢纤维混凝土的设计参数(设计弯拉强度fcm、弯拉弹性模量Ec)取代普通混凝土的设计参数，进行钢纤维混凝土路面设计。

钢纤维混凝土的设计弯拉强度fcm、弯拉弹性模量Exc无图表可查，需要通过试验的方法获得。钢纤维混凝土的厚度计算先按普通混凝土的规定进行，然后决定钢纤维混凝土厚度，即根据钢纤维的体积率(一般为0.75%～1.2%)，采用普通混凝土加铺层厚度，其厚度还应符合钢纤维加铺层最小厚度的规定。钢纤维混凝土弯拉弹性模量Exc可由其弯拉强度推算。下面以实例阐明钢纤维混凝土路面设计方法和步骤。

3 钢纤维混凝土路面设计实例

江西有一条二级公路，根据全国公路自然区划图属于Ⅳ5区，其公里桩K23+000～K25+200原设计为沥青碎石路面，因该段设计标高低，基本与两边农田齐平，路基经处理后测得的弯沉值基本达到要求，经研究确定改钢纤维混凝土面层。

3.1 交通分析

根据2004年度当地公路管理局交通调查资料，将该路段各类车辆日交通量进行标准轴载换算得:N1=270轴次/d。交通量年增长率r=5%;车辆代表车型估计误差修正系数rq=1.2。故该工程竣工后第一年的标准轴载BZZ-100平均日当量作用次数Ns=270×1.2×(1+5%)=270×1.26=340次/d。查表知属重交通。

当设计年限t=30年、车道系数c=0.35，可计算得到设计年限内一个车道上标准轴载累计作用次数Ne为:

3.2 初拟路面结构

初估混凝土板厚24 cm，则取钢纤维混凝土板厚24×0.6≈14 cm，基层选用水泥稳定粒料20 cm,E2=400 MPa，板平面尺寸选为宽3.0 m，长5.0 m，纵缝为设计拉杆平缝，横缝为不设传力杆的缩缝(假缝)。

3.3 确定基层顶面的回弹模量Et

3.3.1 实测弯沉确定土基回弹模量E0

由E0与L0的经验关系式:E0=2 430×L0-0.7实测土基弯沉即可求得土基回弹模量。

该段实测弯沉数据如下(单位:0.01 mm):

一组:114 173 188 219 219 219 147 225 220157 158 90 108;

二组:118 126 132 142 105 127 143 156 168170 152 144 163;

三组:123 150 134 145 164 180 110 125 172145 163 152 106 98 178。

根据实测的41个弯沉数据，计算弯沉L平均值为152(0.01 mm)，标准差S为35.1(0.01 mm)，保证率系数Za为1.645，得出符合规范要求的弯沉代表值:L0=L(平均)+Za×S=152+1.645×35.1=210(0.01 mm)。

土基回弹模量计算:

试验结果:钢纤维混凝土矿料级配见表1，钢纤维混凝土抗压、抗折强度测试结果(面板厚度14 cm)见表2。

3.3.2 确定材料参数

根据实测混凝土的设计弯拉强度和弹性模量，计算基层顶面的当量回弹模量Et。

1)确定设计弯拉强度fcm。

路面以设计弯拉强度作为设计控制指标，取28 d龄期的14 cm板厚的钢纤维混凝土两组试件，每组3根同条件制作和养护的试件，用三分点加载试验方法确定。

根据表2的抗折强度值，6个试件fcm平均值为7.63 MPa，λ值取2，弯拉强度的标准差为0.103 3，则设计弯拉强度fcm按下式计算:

fcm=fcm(平均)-λ×σ=7.63-2×0.103 3=7.423 MPa。

2)确定弹性模量Ec。

因无实测条件，根据《现代道路路基路面工程》按下式计算:

根据回弹弯沉值L0，按下式转换成基层顶面的当量回弹模量Et为:

3.4 确定荷载疲劳应力Qp

荷载在混凝土面层内产生的应力，采用半无限大地基上弹性小扰度薄板的力学模型和有限元法进行分析计算，并采用纵缝边缘中部作为应力计算时的临界荷位。

3.4.1 确定疲劳应力系数kf

3.4.2 计算轴载在临界荷位处产生的最大应力Qp

根据《现代道路路基路面工程》，不考虑接缝传荷能力的应力折减系数，综合系数kc查表得1.35，应用有限元法得出的应力计算图，通过查图得出标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力Qps。拟定钢纤维混凝土板厚14 cm，已知基层选用水泥稳定粒料20 cm,E2=400 MPa，则Ec/Ec1=36 065/400=90.2，通过查应力计算图得Qps=2.23 MPa，修正后的荷载疲劳应力:

3.5 确定温度疲劳应力Qt

3.5.1 确定温度翘曲应力Qtm

其中，Qtm为最大温度梯度时的温度翘曲应力，MPa;ac为混凝土的线膨胀系数，通常可取1×10-5/℃;Ec为混凝土的弯拉弹性模量，MPa;h为混凝土面板厚度;Tg为所在地混凝土面板的最大温度梯度，℃/cm，按表取用换成板厚14 cm的温度梯度值为55℃/cm;kx为考虑温度沿板厚非线性分布的温度应力系数，按板长L与板相对刚度半径r的比值L/r和板厚h按图确定，其中r=0.537h(Ec/Etc)1/3。

1)确定温度应力系数kx。

基层顶面当量回弹模量的修正公式Etc=n Et=0.35×52.83=18.5 MPa，则Ec/Etc=36 065/18.5=1 949。

那么:

L/r=500/94=5.32，由板温度翘曲应力系数值的图求得温度应力系数kx=1.09。

2)确定温度翘曲应力Qtm。

3.5.2 确定累计疲劳损伤系数kt

由于温度翘曲应力年变化所产生的累计疲劳损伤系数kt，按所在地公路自然区划和最大温度翘曲应力Qtm同混凝土设计弯拉强度fcm的比值，由相应的温度应力疲劳系数表确定，则:

相应得疲劳损伤系数kt=0.294。

3.5.3 确定温度疲劳应力Qt

温度疲劳应力:

3.6 检验初拟的路面结构

按下述条件检验:

其中，Qp为荷载疲劳应力，MPa;Qt为温度疲劳应力，MPa;fcm为混凝土的设计弯拉强度，MPa。

因为满足Qp+Qt=(0.95～1.03)×fcm条件，所以拟定的路面面层厚度满足要求。

4 结语

通过探讨钢纤维混凝土路面设计方法，阐明了路面结构层的组合设计，应根据该路的交通繁重程度，结合当地环境条件和材料供应情况。钢纤维混凝土路面的混凝土面板要求具有较高的弯拉强度，表面平整、抗滑、耐磨。它与普通混凝土路面相比，钢纤维混凝土路面厚度可以减薄35%～45%，而缩缝间距可以增至15 m～20 m，胀缝与纵缝可以不设。

当今，伴随着运输量和汽车载重的增加，作为重交通或特重交通等级的水泥路面，使用钢纤维混凝土路面将成为一种趋势。特别在地方交通项目中的连接线工程以及养护工程中，钢纤维混凝土路面具有很大的实用价值。

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8.钢纤维混凝土 篇八

关键词：钢纤维混凝土；收费站；水泥路面；强度试验

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1000-8136(2009)35-0020-03

钢纤维混凝土是一種在水泥基中掺入短纤维的新型复合材料，具有弯拉强度高、耐磨、抗裂、抗疲劳、抗冲击性能好的特点，可在一定程度上取代钢筋混凝土、减薄道面厚度、加大缩缝间距、缩短施工周期、降低工程维修费用以及延长使用寿命。虽然已经在公路工程、机场道路中多有应用，但是在收费站水泥路面中的应用并不多见，本研究在夏汾高速公路交城收费站广场水泥路面加宽改造实际施工中应用了钢纤维混凝土，并且取得了令人满意的应用效果。

1项目概况

交城收费站位于夏汾高速公路夏家营－汾阳方向交城互通立交(喇叭型、二级立交)的右侧连接线上，在交城县东南方向，磁窑河以东，交城县义望乡青村南。交城收费站原设计均为二进三出共5个收费车道，采用水泥混凝土路面，面层为26cm素水泥混凝土面板，基层为20cm水泥稳定碎石，底基层为24cm综合稳定土，土路肩采用6cm厚水泥混凝土预制块、20cm水泥碎石加周。

交城收费站近几年出入口交通量增长迅猛，计重收费的实行更是增加了较大的交通压力，长时间、长距离堵车现象不可避免，为此，夏汾高速急需对两收费站进行加宽改造，以提高通道的通行能力，保障交通安全、快速运行。拟对该收费站增加两个进口车道和一个出口车道，改为四进四出共8个车遵，共增加3个收费岛(进口2个、出口1个)，从连接线AK0+119起对进口方向的路基进行加宽，到AK0+500匝道处增加2个车道，加宽宽度为(3.2+2.2)×2=10.8m，同时在此范围内对出口方向的路基也增加1个车道，加宽宽度为3.2+2.2=5.4m，加宽长度381m，均采用钢纤维水泥混凝土路面结构。

2原材料和配合比

2.1原材料

在钢纤维混凝土的原材料设计中，由于钢纤维混凝土粗骨料最大粒径是影响其自身强度的重要因素，所以往往不能根据构件尺寸来确定粗骨料的最大粒径，而必须从强度角度来确定粗骨料的最大粒径。鉴于上述原因，根据以往的经验确定钢纤维混凝土的最大粒径为25mm。采用3种品牌的425号普通硅酸盐水泥，均有很大的强度富余量。中粗砂的细度模数为Mx=2.6，较洁净。5mm～25mm粗骨料为轧制碎石，石灰岩石质，其各项技术指标均满足规范要求。

钢纤维的性能直接影响钢纤维混凝土的强度，因此在比选了数家产品后，最终选定了某国产剪切型钢纤维。其外观为平直形，矩形截面。各项指标见表1。由表1中不难看出，该种钢纤维各项技术指标均达到或超过了规范标准。

2.2钢纤维掺量的确定

为了确定钢纤维的最佳掺量，比选试验制备了素混凝土和3种钢纤维掺量的混凝土试件，15×15×55cm混凝土弯拉强度梁式试件和15×15×15cm的抗压强度立方体试件。钢纤维掺量分别为0、30、45和60kg／m³。各组混凝土材料配合比见表2。对上述混凝土进行28天龄期强度测定，结果见表3。

由试验结果可知。钢纤维混凝土的抗压强度R_s和抗折强度R_h都随着钢纤维掺量的增加而增长，见图1。抗压强度R_s提高了3.8％、7.4％和9.7％，而抗折强度Rb提高了11.5％、21.2％和26.9％(钢纤维掺量为30、45、60kg／m³时)。可见，钢纤维混凝土抗折强度R_h随钢纤维掺量增加而增长的幅度更大。但是，当钢纤维用量较高时，无论是抗压强度还是抗折强度的增长趋势都有所减缓。上述分析表明，剪切型钢纤维的掺入，较大程度上改善了混凝土的受拉特性，当钢纤维掺量为30、45、60 kg／m³时，其28天抗折强度呈现出规律性的提高。鉴于交城收费站加宽车道水泥路面的设计强度和工程技术经济条件，最终确定了59kg／m³(体积率0.75％)钢纤维掺量。

2.3施工配合比

钢纤维混凝土施工配合比设计应着重考虑以下几点要素：粗骨料的最大粒径、砂率、钢纤维的掺量和混凝土的水灰比。粗骨料的最大粒径和钢纤维的掺量已经确定，不再赘述。钢纤维混凝土砂率的确定与普通混凝土相比具有重要意义，其原因在于细骨料的比率是决定钢纤维混凝土密实度的最主要因素，而细骨料的用量是控制钢纤维混凝土稠度的主要因素。从强度方面考虑，一些资料显示砂率应取用50％～60％。此外，钢纤维混凝土的抗压强度和抗折强度主要由钢纤维的增强部分(由钢纤维掺量和排列方向决定)和混凝土部分的强度(主要由水灰比决定)相叠加而成；虽然如此，配合比设计仍以钢纤维掺量确定为主，水灰比居于次要地位，因为钢纤维的掺量不仅影响混凝土的强度，而且还影响韧性、抗裂性等钢纤维混凝土的特有性能。综合考虑上述影响因素后，最终确定钢纤维掺量为59kg／m³，水灰比为0.52，砂率为0.50。施工配合比见表4。

3强度试验及分析

在加宽车道水泥混凝土的浇注施工过程中，设计要求仅对CF45钢纤维混凝土进行常规抗压强度的检测。但为了分析钢纤维对混凝土物理力学性质的影响，实际中增加了同配合比下钢纤维混凝土与素混凝土抗压、抗折强度的对比试验，试验结果见表5。

由表5可知，钢纤维混凝土的抗压强度和抗折强度都随其龄期的增加而不断增长，强度均高于同龄期素混凝土强度。较素混凝土而言，钢纤维混凝土7天抗折强度高18.8％。抗压强度无明显增强；28天抗折强度高26.9％，抗压强度高9.7％；90天抗折强度高14.5％，见图4。可见，钢纤维的掺人对抗折强度的增强，无论是早期强度还是后期强度的增长均有明显效果，这种强度增长的趋势经历了一个先快后缓的过程；而对抗压强度的后期增长有一定效果。与CF45标准对比不难发现，索混凝土的28天抗压强度不能满足设计标准，而钢纤维混凝土则超过了此标准，并且在抗折强度方面有很大幅度的增长。由此可知，交城收费站水泥路面加宽改造的钢纤维混凝土设计是适当的。

4结论

9.钢纤维砼桥面铺装施工技术 篇九

论述了钢纤维混凝土的配合比设计、施工工艺、质量控制.从应用效果看,桥面采用钢纤维混凝土铺装层具有较好的社会效益和经济效益.

作 者：曲世忱  作者单位：黑龙江省龙建路桥第五工程有限公司,黑龙江,哈尔滨,150000 刊 名：黑龙江科技信息 英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：2009 “”(14) 分类号：U4 关键词：钢纤维庇凝土   桥面铺装   施工技术  

10.膳食纤维的论文 篇十

摘要：膳食纤维俗称肠道清道夫，是自1970年才被正式命名的一种膳食元素。膳食纤维是健康饮食不可缺少的，纤维在保持消化系统健康上扮演着重要的角色，同时摄取足够的纤维也可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其它疾病。纤维可以清洁消化壁和增强消化功能，纤维同时可稀释和加速食物中的致癌物质和有毒物质的移除，保护脆弱的消化道和预防结肠癌。纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水平。

关键词：膳食纤维；预防疾病

膳食纤维在正式命名之前只有粗纤维一说。粗纤维曾被认为是对人体没有营养作用的非营养成分，吃多了会影响人体对食物中营养素（尤其是微量元素）的吸收。然而近年的调查研究都发现认识到这种“非营养素”与人体健康有密切的关系，在预防人体某些疾病方面起着重要作用。所以将粗纤维一词废弃，而改为“膳食纤维”。

膳食纤维主要来源于于植物性食物，按溶解度分为可溶性和非可溶性两类。可溶性膳食纤维主要是植物细胞壁内的储存物质和分泌物、部分半纤维素、部分微生物多糖和合成类多糖，如果胶、魔芋多糖、瓜尔胶、阿拉伯胶等。

不溶性膳食纤维包括纤维素、不溶性半纤维素和木质素、抗性淀粉、一些不可消化的寡糖等。

膳食纤维虽不能被消化吸收，但在人体内具有重要的生理作用，是维持人体健康必不可少的。国际食品法典委员会在2004年第26届会议中指出：膳食纤维至少具有以下多个生理功能：增加粪便体积，软化粪便，刺激结肠内的发酵，降低血中总胆固醇和（或）低密度胆固醇的水平，降低餐后血糖和（或）胰岛素水平。

因此膳食纤维具有预防便秘、血脂异常、糖尿病的作用，并有益于肠道健康。鉴于其对人体健康的重要功能，膳食纤维已被认为是膳食中不可缺少的部分。

一、膳食纤维的主要特性

1、吸水黏滞作用

膳食纤维有很强的吸水能力或与水结合的能力，其中可溶性比不溶性吸水性强。膳食纤维吸水膨胀可填充胃肠道，增加饱腹感。可溶性纤维吸水后，重量可增加到原自身重量的30倍，并能形成溶胶和凝胶，延缓胃中食糜的排空速度。

2、发酵作用

膳食纤维可以被肠道内的微生物不同程度地分解发酵。其中可溶性膳食纤维可以完全被细菌所酵解，酵解后产生的短链脂肪酸可以作为肠道细胞和细菌的能量来源

3、结合有机化合物作用

膳食纤维可以吸附结合胆酸、胆固醇、变异原等有机分子，同时还能吸附肠道内的有毒物质，并促使它们排出体外。

4、阳离子交换作用

膳食纤维的化学结构中包含一些羧基，可与钙、锌、镁等阳离子结合，使钠离子与钾离子交换，特别是与有机离子时行可逆的交换。

二、膳食纤维的作用

1、防治便秘：膳食纤维体积大，可促进肠蠕动、减少食物在肠道中停留时间，其中的水份不容易被吸收。另一方面，膳食纤维在大肠内经细菌发酵，直接吸收纤维中的水份，使大便变软，产生通便作用。

2、利于减肥：一般肥胖人大都与食物中热能摄入增加或体力活动减少有关。而提高膳食中膳食纤维含量，可使摄入的热能减少，在肠道内营养的消化吸收也下降，最终使体内脂肪消耗而起减肥作用。

3、预防结肠和直肠癌：这两种癌的发生主要与致癌物质在肠道内停留时间长，和肠壁长期接触有关。增加膳食中纤维含量，使致癌物质浓度相对降低，加上膳食纤维有刺激肠蠕动作用，致癌物质与肠壁接触时间大大缩短。学者一致认为，长期以高动物蛋白为主的饮食，再加上摄入纤维素不足是导致这两种癌的重要原因。

4、防治痔疮：痔疮的发生是因为大便秘结而使血液长期阻滞与瘀积所引起的。由于膳食纤维的通便作用，可降低肛门周围的压力，使血流通畅，从而起防治痔疮的作用。

5、降低血脂，预防冠心病：由于膳食纤维中有些成分如果胶可结合胆固醇，木质素可结合胆酸，使其直接从粪便中排出，从而消耗体内的胆固醇来补充胆汁中被消耗的胆固醇，由此降低了胆固醇，从而有预防冠心病的作用。

6、改善糖尿病症状：膳食纤维中的果胶可延长食物在肠内的停留时间、降低葡萄糖的吸收速度，使进餐后血糖不会急剧上升，有利于糖尿病病情的改善。近年来，经学者研究表明，食物纤维具有降低血糖的功效，经实验证明，每日在膳食中加入26克食用玉米麸(含纤维91.2%)或大豆壳(含纤维86.7%)。结果在 28—30天后，糖耐量有明显改善。因此，糖尿病膳食中长期增加食物纤维，可降低胰岛素需要量，控制进餐后的代谢，要作为糖尿病治疗的一种辅助措施。

7、改善口腔及牙齿功能：现代人由于食物越来越精，越柔软，使用口腔肌肉牙齿的机会越来越少，因此，牙齿脱落，龋齿出现的情况越来越多。而增加膳食中的纤维素，自然增加了使用口腔肌肉牙齿咀嚼的机会，长期下去，则会使口腔得到保健，功能得以改善。

8、防治胆结石：胆结石的形成与胆汁胆固醇含量过高有关，由于膳食纤维可结合胆固醇，促进胆汁的分泌、循环。因而可预防胆结石的形成。有人每天给病人增加20-30克的谷皮纤维，一月后即可发现胆结石缩小，这与胆汁流动通畅有关。

9、预防妇女乳腺癌：据流行病学发现，乳腺癌的发生与膳食中高脂肪、高糖、高肉类及低膳食纤维摄入有关。因为体内过多的脂肪促进某些激素的合成，形成激素之间的不平衡，使乳房内激素水平上升所造成。

10、减少有害物质吸收：膳食纤维能够延缓和减少重金属等有害物质的吸收,减少和预防有害化学物质对人体的毒害作用。

三、副作用

膳食纤维有妨碍消化与吸附营养的副作用。因此，胃气不强的人，吃了粗粮就会感觉胃不舒服；不喝肉汤和果汁的人，吃了粗粮就会营养不良。也正是因为如此，必须在升提胃气与喝肉汤、果汁的情况之下，才能坚持吃粗粮。过多的摄食膳食纤维会致腹部不适，如增加肠蠕动和增加产气量，影响其他营养素如蛋白质的消化和钙、铁的吸收。

四、膳食纤维的参考摄入量

成人以每日摄入25－30克膳食纤维为宜。摄入过多可能会造成一些副作用，如腹泻、腹胀，也可能会影响对营养素的吸收。另外，患有急慢性肠炎、肠道肿瘤等疾病的病人，要控制膳食纤维的摄入。

但现在普遍的问题是，人们食物中的膳食纤维越来越少，平均水平只有10克多，远达不到需要。因为人们吃的越来越精细，很多人只吃精加工的米面，对粗粮很少问津；只在意蛋白质的摄入，对水果蔬菜不太在意。膳食纤维摄入量的减少导致原来很少见的富贵病现在成了常见病。

五、膳食纤维与美容瘦身的关系

现在因不良饮食习惯造成的便秘、肥胖、皮肤粗糙很常见。其中有相当部分原因是膳食纤维摄入不足，引起便秘。肠道得不到及时排空，粪便在体内停留时间过长，极易引起皮肤问题，最常见的就是皮肤粗糙、长暗疮，肤色灰暗。所以要想皮肤好，首先要解决便秘问题，尽量减少废物、毒素在体内的停留时间。而增加食物中的膳食纤维是最有效最方便也最健康的方式。多吃一些富含膳食纤维的食物，可以使人不易发胖，皮肤清洁光滑，对多种慢性病也有防治功效。

六、膳食纤维的主要食物来源

膳食纤维主要存在于谷薯、豆类、蔬菜水果中。其中谷物含膳食纤维最多，全麦粉含6%，精面粉2%，糙米1%，蔬菜3%，水果2%左右。但是因加工方法、食入部位和品种不同，膳食纤维的含量也不同。

1、粗粮、豆类高于精粮细粮；绿叶菜高于瓜茄类菜；水果中菠萝、芒果、鲜枣等高于香蕉、苹果等。粮食中，大麦9.9%、荞麦6.5%，高粱米4.3%，黑米3.9%，薏米2.0%，小米1.6%，而白米仅有0.4%。豆类中，红小豆7.7%，红芸豆8.3%，绿豆6.4%。全粒小麦的纤维达到了10%，但磨成面粉后，标准粉为2.1%，富强粉仅0.6%

2、同种蔬菜边皮的纤维含量高于中心部位，同种水果果皮纤维量高于果肉。所以食用蔬菜水果时如果把边皮去掉，就会损失部分膳食纤维。如果打成果蔬汁，膳食纤维基本都留在果渣中。比如未去外皮的红豆馅纤维含量是每100克中7.9克，而去掉外皮的红豆沙仅为1.7克，相差数倍。

3、没有筋的食物可能纤维含量更高，例如红薯口感绵软，但其纤维素的含量大大高于有筋的大白菜。豆类、薯类、杏仁的膳食纤维也非常高，口感却并不粗糙。膳食纤维的作用 七、三大误区

膳食纤维近年来非常受欢迎，因它可以“清洁肠胃”、“防止脂肪堆积”、“缓解便秘”，受到了不少爱美人士和中老年人的喜爱。芹菜中可以看见的细丝，就是最直观的膳食纤维。但其实，膳食纤维多种多样，它对肠胃的保健功效也因人而异。总结起来，以下三个误区几乎人人都有。

误区一：口感粗糙的食物中才有纤维。根据物理性质的不同，膳食纤维分为可溶性和不可溶性两类。不可溶性纤维主要存在于麦麸、坚果、蔬菜中，因为无法溶解，所以口感粗糙。主要改善大肠功能，包括缩短消化残渣的通过时间、增加排便次数，起到预防便秘和肠癌的作用，芹菜中的就是这种纤维。大麦、豆类、胡萝卜、柑橘、燕麦等都含有丰富的可溶性纤维，能够减缓食物的消化速度，使餐后血糖平稳，还可以降低血降胆固醇水平，这些食物的口感较为细腻，但也有丰富的膳食纤维。

误区二：纤维可以排出废物、留住营养。膳食纤维在阻止人体对有害物质吸收的同时，也会影响人体对食物中蛋白质、无机盐和某些微量元素的吸收，特别是对于生长发育阶段的青少年儿童，过多的膳食纤维，很可能把人体必需的一些营养物质带出体外，从而造成营养不良。所以，吃高纤维食物要适可而止，儿童尤其不能多吃。

误区三：肠胃不好的人要多补充膳食纤维。膳食纤维的确可以缓解便秘，但它也会引起胀气和腹痛。胃肠功能差者多食膳食纤维反而会对肠胃道造成刺激。对成人来说，每天摄入25—35克纤维就足够了。

八、膳食纤维注意事项

膳食纤维理想的摄入量是每天不少于35克。如果食物选择得恰当，很容易就可以达到这个标准而不需要进行额外的补充。萨里大学的营养学家约翰·迪克森(JOhn Dickerson)曾强调指出，在营养本不丰富的饮食中加入麦茨会对健康造成危害。其原因是麦鼓中含有大量的肌醇六磷酸，这是一种抗营养物质，它会降低身体对包括锌在内的各种矿物质的吸收。总之，最好还是从大量不同的食物来源中获得纤维，这些食物来源包括燕麦、小扁豆、蚕豆、植物种子、水果以及生食或轻微烹制的蔬菜。蔬菜中大部分的纤维在烹制过程中都被破坏了，因此蔬菜最好还是生食。备注：

1、纤维片不如天然食物

有些人知道了膳食纤维的重要性，也知道自己的膳食纤维摄入不够，便会寻求其他方法，比如服用纤维片。纤维片的作用是在胃中吸大量水而膨胀，起到填充胃袋的作用，从而可以减少其他食物的摄入。但是如果在多吃了纤维的同时，没有减少饭量，没有改变饮食习惯，仍是选择精制、膳食纤维含量少的食物，那么仅凭那些药片根本起不到什么实际作用。

2、强化高纤食物未必好

现在也有一些号称富含高纤维的强化食物，比如高纤饼干、高纤零食之类。这类食物可能会补充了很多膳食纤维，但是为了口感好，必会加入大量的油脂和糖。这样的“高纤食物”，无论是对减肥瘦身，还是预防慢性病，都毫无作用，甚至会起到反作用。所以选择时一定要慎重。

11.钢纤维混凝土 篇十一

【关键词】:钢纤维混凝土 除险加固 拱坝

中图分类号:TV22 文献标识码: A 文章编号:1003-8809(2010)-06-0045-01

1.概述

钢纤维喷射混凝土是通过管道输送装置在高压作用下将掺入钢纤维的混凝土拌合物高速喷射到施工作业面的的一项技术。^[1]

钢纤维喷射混凝土首次于1973年在美国爱华达州得到应用,其后,将其成功应用于隧道衬砌、斜坡稳定、涵洞、水库等其他结构工程。

70年代后期和80年代初期,加拿大广泛开展了钢纤维喷混凝土工艺的应用和研究,并将干拌法钢纤维喷射混凝土工艺成功应用于岩石加固措施中。^[1][2]

2.工程概况

横泾水库是我国90年代建造的浆砌石拱坝。坝顶长118m,坝顶平均宽1.92m,坝底宽为6.50m,坝顶高程为70.00m。由于受当时施工条件及资金等因素影响,水库建成之后就出现了裂缝和渗漏水现象,随着时间的推移,裂缝渗水越来越大。2005年横泾水库被评定为三类坝,需要进行除险加固。加固方案中主要是对大坝进行防渗处理,经研究比较,采用上游面喷射钢纤维混凝土防渗。

3.主要工程措施

3.1锚杆

在高程42.50m～67.50m之间均设锚杆。锚杆采用Ф22,锚进深度为0.60m,外露0.08～0.12m,水平间距为1.00m,垂直间距为2.00m。

锚杆杆体使用前应平直、除绣、除油,杆体钢筋保护层厚度不小于8mm。水泥砂浆的强度等级为M20,砂浆采用中细砂,粒径不大于2.5mm,使用前应过筛;配合比水泥砂浆为1:1～1:2(重量比),水灰比为0.38～0.45;砂浆拌和均匀,随拌随用,一次拌和的砂浆应在初凝前用完,并严防石块、杂物混入。

注浆开始或中途停止超过30min时,应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路;注浆时,注浆管应插至距孔底50～100mm,随砂浆的注入缓慢均速拔出;杆体插入后,若孔口无砂浆溢出,应及时补注。杆体插入孔内长度不小于设计规范的95%,锚杆安装后不得随意敲击。

锚杆质量,应检查砂浆密实度,注浆密实度大于75%方为合格。3.2喷射料

喷射方法采用干喷法。钢纤维不得有明显的锈蚀和油渍及其他妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质;钢纤维内含有的应加工不良造成的粘连片、铁屑及杂量的总重量不应超过钢纤维重量的1%。 喷射砼采用的水泥为普通硅酸盐水泥,其强度不低于32.5MPa。砂应采用坚硬耐久的中砂或粗砂,细度模数宜大于2.5,砂的含水率宜控制在5%～7%;骨料粒径应小于10mm,使用碱性速凝剂时,不能使用含有活性二氧化硅的石材。干法喷射水泥与砂、石之重量宜为1.0:4.0～1.0:4.5;水灰比宜为0.40～0.45。

3.3施工机械

干法喷射砼机要求密封性能良好,输料连续均匀,生产能力(混合料)为3～5m3/h;允许输送的骨料最大粒径为25mm,输送距离(混合料)水平不小于10mm,垂直不小于30mm。

选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗毛量的要求;压风进入喷射机前,必须进行油水分离。

混合料的搅拌采用强制式搅拌机;输料管应能承受0.8MPa以上的压力,并应有良好的耐磨性能;干法喷射砼施工供水设施应保证喷头处的水压为0.15～0.20MPa。

3.4喷射前的准备工作

在喷射砼前,应对喷射区的坝面凿毛以及拆除作业面障碍物、清除开挖面的浮石和坝脚的岩渣、堆积物,用高压风水冲洗受喷面,以清除表层杂物及风化薄层,并埋设控制砼厚度的标志。

3.5喷射作业

喷射可以采用空中悬挂作业,但务必注意施工安全。喷射作业应分段分片进行,喷射顺序应自下而上。

开始喷射时,应减少喷头与受喷面的距离,并调节喷射角度,以保证砼的密实性。喷射机的工作风压,应满足喷头处的压力在0.1MPa左右,喷射作业完毕或因故中断喷射时,必须将喷射机和输料管内的积料清除干净。

3.6喷射砼强度质量的控制

钢纤维的称量每一工作班至少检验二次;同时水洗磁铁收集钢纤维的方法在浇筑地点取样检验钢纤维体积率,每一工作班至少一次;该方法检验钢纤维体积率的误差不应超过配合比要求的钢纤维体积率的±15%。

喷射砼的匀质性,可以现场28d龄期喷射砼抗压强度的标准差和变异系数,按表3.1的控制水平表示。

检查喷射砼强度抗压强度所需的试块应在工程施工中抽样制取,试块数量每喷射50m3混合料设一组,每组试块不得小于3个。

目前喷射混凝土已广泛应用于各个工程领域,但钢纤维喷射混凝土仍用的较少,将其加固浆砌石拱坝还是首次应用。

参考文献:

[1]高丹盈,刘建秀.钢纤维混凝土基本理论[M].北京:科学技术文献出版社,1994

[2]罗章,李启月,凌同华.钢纤维混凝土的工程应用研究[J].江西有色金属,2003,(2):12-15

12.钢纤维混凝土墙梁试验研究 篇十二

砌体结构在我国存在广大的市场,墙梁构件在大小空间转换时以及承托墙体时作用十分明显,在房屋建筑中应用较广泛,研究墙梁构件有重要的经济价值。墙梁构件中的托梁通常采用钢筋混凝土建造,采用钢纤维未见报道。墙梁承受自重或外荷载时要在托梁内部产生拉力,为偏心受拉构件,采用钢筋混凝土建造时由于混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、材质脆等缺点,对墙梁结构的受力性能和耐久性能是十分不利的。采用钢筋钢纤维混凝土建造墙梁构件中的托梁,利用钢纤维混凝土抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等优良性能,无疑可以克服普通混凝土的缺点,改善墙梁结构的受力性能和耐久性能。

1 试 验

水泥:湖北襄樊产三顾堂牌P.0 32.5普通硅酸盐; 细集料:Ⅱ区中砂,细度模数2:81,含泥量为1.5%; 粗集料:砾石,采用粒径5~20 mm,含泥量<1%; 钢纤维:湖北武汉汉森钢纤维有限责任公司生产的汉森牌SFB28~32(Ⅰ)剪切异型工程纤维,长度Lf=32 mm;等效直径df=0.8 mm,长径比Lf/df=40,抗拉强度为380 MPa。

2 混凝土配合比

按照普通混凝土配合比设计方法计算出C30混凝土的配合比,水灰比W/C 和砂率Sp保持不变,仅改变钢纤维体积率ρf,分别按0.8%、1.2%、1.5%的3种体积率ρf,采用绝对体积法用钢纤维等体积替代部分骨料。混凝土配合比采用重量比,基准配合比及材料用量见表1。

3 试验方案

按砌体结构设计规范(GB50003—2001)[3]要求设计构件,按表1的配合比配制混凝土,强制式搅拌机搅拌后入模,用木槌敲击试模侧壁振动成型,振捣密实,用湿麻袋覆盖24 h后编号拆模,塑料薄膜覆盖,每天浇水2次,常温养护15 d后在抗弯大梁上安装就位。用粘土砖强度等级MU10和强度等级M10水泥砂浆砌筑托梁上的墙体,继续养护至28 d后进行加载试验。构件安装及加载简图见图1。

构件共4组12根,其中:普通混凝土梁3根,钢纤维混凝土梁9根(截面双筋梁,上下各2Φ12,箍筋为ϕL5.5冷拉钢筋,间距120 mm体积率ρf分别为0.8%、1.2%、1.5%各3根)。试验方法试验梁采用跨中集中荷载单点加载,加载级差为1/10的预估破坏荷载,在即将开裂和接近破坏荷载时,适当减小加载级差,以便较精确地测定相应荷载值。试验主要测试内容有:开裂荷载、破坏荷载、钢筋应变、混凝土应变、裂缝的出现及开展等。

同时制作试块,与构件现场同条件进行养护,拆模时间和拆模后的养护条件均同构件,以保证试块的力学特征和构件保持一致,进行劈裂抗拉试验,以试块的试验数据代表材料的强度值。

4 试验数据与讨论

4.1 劈裂抗拉强度试验结果

劈裂抗拉强度试验按中国工程标准化协会标准的《钢纤维混凝土试验方法》(CECS13:89)[4]进行,抗拉强度是墙梁设计的重要指标,以劈裂抗拉强度试验结果代表抗拉强度。28 d龄期劈裂抗拉强度试验结果见表2。

劈裂抗拉强度试验试验结果分析:钢纤维混凝土的强度与钢纤维含量有关。在受拉初期,试件处于弹性阶段,混凝土试件主要由基体承受载荷,钢纤维的增强效果没有体现。随着载荷的加大,材料内部的微裂纹开始萌发,素混凝土出现非线性行为,并立刻达到峰值应力;钢纤维混凝土由于钢纤维的止裂作用,使得微裂纹的发展趋缓,因而其非线性行为比素混凝土显著,材料强度提高,体现了钢纤维的增强效果。

4.2 纵向钢筋的荷载-应变曲线

以数字式测力仪显示值为横坐标,以静态电阻应变仪显示值为纵坐标,建立纵向钢筋的力-应变曲线见图2。

在图2中,从加载开始直至构件破坏,纵向钢筋力-应变曲线总体上均呈线性关系,说明构件的破坏时钢筋并没有屈服,破坏是以墙体或混凝土的破坏而形成的。在开裂荷载时,钢筋应变有一个明显的增长过程,其中,钢纤维体积率为0的普通混凝土墙梁构件增长速度快于其他构件,而钢纤维体积率为1.5%增长速度最小,说明在开裂前,由混凝土和钢筋共同提供拉力来维持内外力的平衡,当开裂后,钢纤维体积率为0的普通混凝土退出工作,原先由混凝土承担的拉力全部由钢筋承担,因此钢筋的应变增加速度最快;而钢纤维体积率为0.8%、1.2%和1.5%钢纤维混凝土墙梁在开裂时,由于跨越裂缝两侧的钢纤维开始承担拉力,因此原先由混凝土承担的拉力仅部分由钢筋承担,导致钢筋的应变增加速度反而比普通混凝土墙梁构件小。

在相同的荷载作用下,钢筋的应变随钢纤维体积率的增加而减小,其原因是开裂前,构件可视为弹性材料,钢纤维混凝土的弹性模量随钢纤维体积率的增加而增加,混凝土提供了较大的拉力;开裂后,钢纤维提供了部分拉力,从而减少了钢筋的拉力值,减小了钢筋的应变。

进一步分析,钢纤维体积率为0的墙梁构件的纵向钢筋力-应变关系曲线和钢纤维体积率为0.8%墙梁构件的纵向钢筋力-应变关系曲线非常接近,说明钢纤维体积率小于0.8%时钢纤维的增强作用并不明显;钢纤维体积率为1.2%构件的纵向钢筋力-应变关系曲线和钢纤维体积率为1.5%构件的纵向钢筋力-应变关系曲线非常接近,说明钢纤维体积率大于1.2%时钢纤维的增强作用并不随着钢纤维体积率的增加而显著增加。钢纤维的增强作用只在一定的体积率范围内最为有效。

4.3 混凝土应变

以数字式测力仪显示值为横坐标,以静态电阻应变仪显示值为纵坐标,建立混凝土的力-应变曲线见图3。

在图3中,从加载开始直至构件破坏,混凝土力-应变曲线总体上均呈线性关系,在相同的荷载作用下,混凝土的应变随钢纤维体积率的增加而增加,其原因是开裂前,构件可视为弹性材料,一方面钢纤维混凝土的弹性模量随钢纤维体积率的增加而增加,混凝土提供了较大的拉力,另一方面由于钢纤维的增强、阻裂作用,钢纤维混凝土可以承担更大的拉应力而不开裂,可以提供更大的弹性阶段;开裂后,钢筋和钢纤维提供了全部拉力,在两条裂缝之间的混凝土应变变化很小;跨越裂缝的应变片读数包含了裂缝开展的因素并不能反映混凝土的应变,临近破坏时,混凝土的应变片读数应变无任何意义。

与纵向钢筋力-应变曲线类似,钢纤维体积率为0的墙梁构件的混凝土筋力-应变关系曲线和钢纤维体积率为0.8%墙梁构件的混凝土力-应变关系曲线接近,接近程度小于纵向钢筋力-应变曲线,但同样说明钢纤维体积率小于0.8%时钢纤维的增强作用并不明显;钢纤维体积率为1.2%构件的混凝土力-应变关系曲线和钢纤维体积率为1.5%构件的混凝土力-应变关系曲线接近,接近程度小于纵向钢筋力-应变曲线,但同样说明钢纤维体积率大于1.2%时钢纤维的增强作用并不随着钢纤维体积率的增加而显著增加。

在图3,相同荷载下混凝土的应变随钢纤维体积率的变化而变化,一方面与托梁自身的弹性模量变化有关外,还与因托梁自身的弹性模量变化导致托梁抗拉刚度变化引起内力在托梁和墙体之间不同的分布有关。随钢纤维体积率的增加,托梁的抗拉刚度增加,托梁所分担的内力增加,其应变增加。因此增加钢纤维体积率,一方面可以减小墙体分担的内力,另一方面可以发挥钢纤维混凝土抗拉能力强的优点。

4.4 开裂荷载、破坏荷载

开裂荷载、破坏荷载总体上随钢纤维体积率的增加而增加,但提高幅度并不呈线性关系。其中体积率为0.8%、1.2%和1.5%钢纤维混凝土墙梁与钢纤维体积率为0普通混凝土墙梁提高百分比分别为29.8%、57.8%和101.1%,与表2中劈裂抗拉强度试验所得结果26.4%、56.0%和125.4%接近;破坏荷载分别提高23.9%、62.2%和58.4%。出现偏离较大的是体积率为1.5%组的钢纤维混凝土墙梁,分析原因为此组墙梁中Ⅳ-1、Ⅳ-2和Ⅳ-3偏离较大,Ⅳ-2与Ⅳ-1相比偏小12.2%,Ⅳ-3与Ⅳ-1相比偏小21.3%。如果剔除Ⅳ-2和Ⅳ-3构件数据,仅以Ⅳ-1 1根构件作为体积率为1.5%组的钢纤维混凝土墙梁的试验结果,则符合程度大为提高。

注:平均值为相同钢纤维体积率的3根构件开裂荷载、破坏荷载的平均值;比素混凝土提高是不同钢纤维体积率开裂荷载、破坏荷载的平均值之间的比较。

5 结 论

a.由于钢纤维混凝土的抗拉、阻裂作用,导致托梁裂缝开展延迟,裂缝宽度减小,从而加大拉杆的抗拉刚度EA,间接增大了墙梁的承载力。

b.钢纤维的含量对墙梁构件的增强作用与钢纤维体积率有相关关系,钢纤维的增强作用只在一定的体积率范围内最为有效,纤维体积率低于0.8%效果不明显,1.5%增强效果离散性较大,不适合大规模使用,合适的钢纤维体积率在1.2%左右。

c.在裂缝出现后,钢纤维和钢筋可以共同提供拉力,提供拉力的幅度随钢纤维提及率的提高而提高。

摘要：通过对钢筋钢纤维混凝土和无筋钢纤维混凝土墙梁试件进行顶面单点静载试验,测试了开裂荷载、破坏荷载、钢筋应变、混凝土应变、裂缝的出现等试验内容。结合对试块进行试验所得到的试验数据,对掺入不同钢纤维体积率的墙梁构件和普通混凝土墙梁试件进行了对比。得到了开裂荷载、破坏荷载、钢筋应变、混凝土应变、裂缝的形式与钢纤维体积率的相关关系。

关键词：钢纤维混凝土,墙梁,试验

参考文献

[1]Eduardo Moreno Almansa,Manuel Fernández Cánovas.Behavior of Normal and Steel Fiber-reinforced ConcreteUnder Impact of Small Projectiles[J].Cement and Con-crete Research,1999,29:1807-1814.

[2]黄承逵.纤维混凝土结构[M].北京:机械工业出版社,2004.

[3]GB50003—2001,砌体结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.