钢纤维是当今世界各国普遍采用的混凝土增强材料。它具有抗裂、抗冲击性能强、耐磨强度高、与水泥亲合性好，可增加构件强度，延长使用寿命等优点。

　　钢纤维因其不同的加工生产方法而区分为熔抽型、拉丝切断型、剪切型和切削型等。剪切型钢纤维现可生产平直微扭形、波浪形、端勾形、弓形和压痕形五种形状20多个规格的产品。

　　钢纤维又因其不同的原材料而分为普碳钢纤维和特种钢纤维。普碳钢纤维采用Q195、Q215、Q235等冷轧钢带为原材料；特种钢纤维则采用304#、446#等不锈钢原材料或客户指定的特种钢材料为原料加工成形。

　　节省施工时间和金钱

　　1.完全的除去钢筋，节省材料和劳工费。

　　2.减少楼板厚度，节省混凝土和浇筑费用。

　　3.更宽的接头间距,节省接头成形费用和接头保养费。

　　4.施工简单。简单的接头及不再有错误定位钢筋。

　　5.增加施工速度。节省时间和减少成本。

　　技术和使用者利益

　　1.大大的减少裂缝的产生。2.减少接头侧边的剥落。3.更坚固的接头。4.高冲击阻力。5.更大的疲劳耐久极限。6.减少保养费。7.更长的使用寿命。

　　典型应用范围包括:

　　工业地下楼板，仓库，工厂，飞机库，公路，桥面板，停车场，停机坪和滑行道，商住楼板，打桩，喷浆，遂道，水坝和稳定作用等等

　　二施工技术要求

　　1水泥标号不得低于425号。水灰比不得大于0.5。

　　2粗骨粒径长度应不超过钢纤维长度的2/3]

　　3钢纤维混凝土的钢纤维体积不应少于0.5%，一般在0.5-2%之间选择

　　4拦制钢纤维混凝土不得采用海水，还砂，严禁掺加氯盐。

　　5除上述规定外，钢纤维混凝土所用亲他的材料，应符合现行规范中关于钢筋混凝土所用原料的规定。

　　6钢纤维混凝土的稠度可参考同类工程对普通混凝土所要求的稠度来确定。其塌落度值可比相应普通混凝土要求值要小。

　　7缩缝为平头缝构造的钢纤维混凝土垫层兼面层在垫层下没有铺灰土等地基加强层并同时符合下列条件时:

　　a折减前垫层兼面层厚度不大于130mm:

　　b地基加强层的厚度大于垫层厚度。其厚度可乘于折减系数0.75，但不得小于50mm。

　　三放料要求

　　1先将钢纤维和粗骨料投入搅和机搅拌约30秒，使钢纤维分散在石子中，不致结团。

　　2再将砂和水泥投入搅和机干搅拌30秒

　　3再在转动着的搅拌机中加水，并使机子再搅拌3分种左右。

　　四压实

　　1钢纤维混凝土浇筑时，随拌随用，连续浇捣，不到分格缝不得甩施工缝浇筑时应振密实。

　　2抹面，压纹钢纤维混凝土具有集粗料细，砂率大，纤维乱向分布的特点，采用机械抹平，阻止纤维外露。采用压纹器压

　　纹工艺还可以避免拉毛产生纤维外露现象，经24小时后，应按常规及时养护，夏天应用草包之类覆盖，冬天注意保温。

　　耐热不锈钢纤维增强机理和腐蚀机理及最高使用温度的探讨

　　1、增强机理

　　通过对复合材料理论、纤维间距理论分析证明，不锈钢纤维具有承受较高抗裂反应力的潜势，其抗拉强度显著提高，同时

　　熔抽过程中由于纤维迅速淬冷而形成结晶结构，这种结构使纤维获得了高延伸率和高抗拉强度，并改善了耐火混凝土在干燥和

　　加热过程中所发生的应力结构，使耐火体只产生局部微裂缝，突出了良好的增强作用。

　　2、腐蚀机理

　　在耐热不锈钢纤维生产过程中根据硅（Si）、铬（Cr）的不同科学配比，使其获得最佳的高温力学性能。另外，熔抽钢纤

　　维从钢水中抽出的这种变形纤维在空气中形成高温氧化薄膜，这种薄膜有助于钢纤维在耐火体中不再进一步氧化。

　　3、使用温度

　　表（二）所列的激剧氧化温度以及S02中的最高温度的含义，是指钢纤维本身暴露在空气中和S02气氛中，大于所列温度时，

　　纤维的氧化和硫腐蚀急剧增大。并不是说大于温度时钢纤维就不能应用于耐火料，实际上钢纤维耐火料远大于次温度。有时还

　　可在大于钢纤维本身熔点温度范围内使用，这是因为:

　　A、钢纤维被包裹在耐火材料中，不是全暴露在该气体中，因此气体腐蚀的程度比表（二）所列的小得多，相应的使用温度要

　　比表（二）所列的高得多。

　　B、当钢纤维耐火材料衬里处于长期单侧受热或短时高温全面受热时。由于耐热整体始终存在着温度阶梯，即使热面温度达到

　　或超过钢纤维的熔点，而大部分的耐火料处于1100℃以下的温度，又由于钢纤维分散在耐火料之内。因此钢纤维耐火料的作用

　　仍能发挥，仍能应用。

　　如:炉外精练喷枪抗震性增加1.75-2.72倍抗裂宏观纹出现时的冲击次数增加1-4倍抗折强度增加0.2-0.94倍抗磨耐力增

　　加1倍以上抗剥落效果明显韧性断裂功能增强20-30倍裂纹产生后耐火料仍能承载

　　由以上可知，由于耐热钢纤维对耐火料的韧性、抗热震、抗冲击、抗腐蚀、抗疲劳、抗裂、抗剥落具有增强作用，因此使耐

　　火料的寿命增加2-6倍。从而大大提高了窑炉使用率，降低了能耗、带来显著的经济效益。

　　第二部分（CE认证）

　　纤维增强混凝土是当代国际混凝土技术发展的最新动态，而钢纤维混凝土（SFRC）是近年来发展最快,应用最广泛的混凝土新型复合材料。在混凝土基体中掺入少量钢纤维，可使混凝土物理学性能发生质的变化，大大提高混凝土韧性、抗裂、抗压、抗冲击。使混凝土从传统的低抗拉脆性材料变为高强度高韧性材料。因而广泛应用于隧道、路面、桥梁、土建、水利、矿山、冶金、港口、机场等混凝土结构工程。

　　钢纤维品种分为四大类，熔抽型、铣削型，冷轧带钢剪切型，钢丝切断型。熔抽型和铣削型由于生产过程中的高温，使得钢材退火变软，其单根纤维性能落后于母材，所以他们必须使用特殊的材料加以弥补（如熔抽型现在主要用于不锈钢纤维，铣削型现主要采用锰钢来弥补）。钢丝切断型是目前技术指标最高的钢纤维，但是其特殊生产工艺使得成本偏高。而我们主推的冷轧带钢剪切型钢纤维，是通过冷轧压延工艺使普通低碳钢抗拉强度达到850Mpa以上，由于我们在生产过程中不产生高温，不会使钢材退火。根据最新《中华人民共和国交通部行业标准JT/T524-2004公路水泥混凝土纤维材料钢纤维》，2004年7月15日实施。钢纤维产品按抗拉强度等级分为三级:Ⅰ级380Mpa≤fu≤600Mpa；Ⅱ级600Mpa＜fu≤1000Mpa；Ⅲ级fu＞1000Mpa。其中fu——抗拉强度。

　　第三部分（用途）

　　1．冶金行业

　　炉外精炼中的喷枪、浸渍管、挡渣堰；中间包包盖、包衬；电炉三角区；炉盖；铁水沟沟盖；鱼雷罐；焦炉炉门；轧钢加热炉炉门；炉顶；烧咀；环形炉挡火墙；炉底辊；锻钢炉出钢槽等各种窑炉的耐火衬里。

　　2．建筑行业

　　钢纤维掺入混泥土是近年来在国际和国内迅速发展的新型复合材料，其中尤以钢纤维混凝土发展最快。它以其优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐冲击、耐疲劳、高韧性等性能被广泛用于建筑、公路路面、桥梁、隧道、机场道面、水工、港工、军事工程和各种建筑制品等领域。

　　3．窑炉

　　烧结炉，还原炉，精炼炉，烟道，烧咀及其它炉窑的耐热衬里。

　　4．石油化工

　　特别是炼油装置中的催化裂化装置的衬里。

　　5．电力行业

　　火力发电厂锅炉耐热衬里。

　　6．环保行业

　　焚烧炉。

　　7．机械行业

　　振动炉炉底，各种加热炉。

　　路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术及应用研究

　　钢纤维混凝土是一种新型的优质水泥基复合材料，由于优异的力学性能、化学稳定性、轻质高强、施工方便快捷、省力节时、施工工序简单、施工质量易于保证，而且进度快、工期短、补强后不改变结构外形，不显露补强痕迹，以及工程造价低等优点而被广泛地应用在路桥施工中。

　　一、钢纤维混凝土的特性

　　（一）力学强度

　　根据各国钢纤维混凝土资料分析,钢纤维对提高混凝土的抗压强度不显著,统计资料表明,钢纤维混凝土抗压强度仅提高了10%左右,但其受压韧性却大幅度提高。这是由于钢纤维的存在,增大了混凝土的压缩变形,提高了破坏时的韧性;试验表明,钢纤维混凝土的劈拉强度、抗剪强度、抗弯强度等均比普通混凝土有大幅度的提高。

　　（二）钢纤维混凝土的韧性及抗裂性能

　　韧性是在材料受力破坏前吸收能量的性质。抗裂性是指钢纤维在脆性混凝土基体中减少裂缝和阻止裂缝开展的性质。混凝土中掺入钢纤维后,可减少收缩和变型,并且荷载作用时,随着荷载继续增加,超过混凝土所能承受的压力时,应力通过混凝土与钢纤维的粘结力传递给钢纤维,混凝土受到钢纤维的约束作用,限制了新裂缝的发生,推迟了裂缝的扩展,因此钢纤维混凝土具有较好的韧性和抗裂性。

　　（三）钢纤维混凝土的抗冲击性能

　　在动荷载作用下,钢纤维混凝土在裂缝开展时,首先是钢纤维克服混凝土的粘结力被拔出,或是钢纤维达到屈服强度而被拉断,这都需要消耗大量的能量,所以钢纤维混凝土具有较高的抗冲击性能。

　　（四）钢纤维混凝土的耐磨性和耐久性

　　混凝土中掺入钢纤维后,其耐磨性能得到了很大提高。国内采用了标号为C35和CF35的普通混凝土和钢纤维混凝土5cm×5cm×5cm的试件在国产耐磨机上做等条件磨损试验。结果表明,钢纤维混凝土比普通混凝土的磨损损失降低了30%；钢纤维混凝土的耐腐蚀性、抗冻融性等均较普通混凝土好。

　　二、钢纤维混凝土的基本理论

　　（一）混合定律

　　混合定律是将钢纤维混凝土简化为由钢纤维、混凝土基体组成的两相复合材料，复合材料的各项性能为基体性能和纤维性能的加权和。

　　（二）纤维间距理论

　　纤维间距理论认为，钢纤维混凝土的增强效果与混凝土基体中纤维的平均间距有关，该理论得出了混凝土裂缝尖端应力集中因子与纤维间距的关系。

　　（三）复合材料剪滞理论

　　刘永胜根据复合材料剪滞理论，从两相复合材料的界面性能人手，分析了纤维--混凝土基体界面上的应力传递，从而从细观界面力学的角度分析了纤维对混凝土基体的增强机理，是纤维混凝土的增强机理复合材料界面力学的另一依据。

　　三、钢纤维混凝土的施工技术

　　（一）钢纤维混凝土配合比

　　钢纤维混凝土混合料配合比的要求首先应使路面厚度减薄,其次是保证钢纤维混凝土有较高的抗弯强度,以满足结构设计对强度等级的要求即抗压强度与抗折强度,以及施工的和易性。钢纤维混凝土配合比设计基本按以下顺序进行。根据强度设计值以及施工配制强度提高系数,确定试配抗压强度与抗折强度,钢纤维混凝土抗折强度设计值的确定:

　　fftm=ftm(1+atmPfLf/df)

　　其中,fftm为钢纤维混凝土抗折强度设计值；ftm为与钢纤维混凝土具有相同的配合材料、水灰比和相近稠度的素混凝土的抗折强度设计值；atm为钢纤维对抗折强度的影响系数(试验确定)；Pf为钢纤维体积率；Lf/df为钢纤维长径比。

　　根据试配抗压强度计算水灰比,根据试配抗压强度,确定钢纤维体积率,一般浇筑成型的结构范围在0.5%～2%之间；计算混合材料用量,确定试配配合比；按照试配配合比进行拌合物性能试验,调整单位体积用水量和砂率,确定强度试验用基准配合比；根据强度试验结果调整水灰比和钢纤维体积率,确定施工配合比。

　　（二）钢纤维混凝土拌和

　　为防止钢纤维混凝土在搅拌时纤维结团,在施工时每拌一次为搅拌量的80%。采用滚动式搅拌机拌和,在搅拌混凝土过程中必须保证钢纤维均匀分布。为保证混凝土混合料的搅拌质量,采用先干后湿的拌和工艺。投料顺序及搅拌时间为:粗集料→钢纤维(干拌1min)→细集料→水泥(干拌1min),其中钢纤维在拌和

　　时分三次加入拌合机中,边拌和边加入钢纤维,再倒入黄砂、水泥,待全部料投入后重拌2min～3min,最后加足水湿拌1min。总搅拌时间不超过6min,超搅拌会引起湿纤维结团。按此程序拌出的混合料均匀。若在拌和中,先加入水泥和粗、细集料,后加钢纤维则容易结团,而且纤维团越滚越紧,难以分开,一旦发现有纤维结团,就必须剔除掉,以防影响混凝土的质量。

　　（三）钢纤维混凝土的浇捣

　　钢纤维混凝土浇捣与普通混凝土一样,浇捣是施工中的重要环节,直接影响钢纤维混凝土的整体性和致密性。不同之处就是其流动性较差,在边角处容易产生蜂窝。因此,边角部分可先用捣棒捣实。边角采用插入式振动器振捣,然后用夯梁板来回整平。

　　三、钢纤维混凝土在路桥面中的应用分析