端鉤型鋼纖維有何特點(diǎn)
鋼纖維的類型有很多,端鉤型鋼纖維是其中的一種,端鉤型鋼纖維的技術(shù)特點(diǎn):
1、為變截面纖維,兩端頭均有增大截面的凸痕;
2、鋼纖維在砼構(gòu)件中滑移,兩端頭凸痕形狀不會(huì)變形,具有很強(qiáng)的錨固作用;
3、增強(qiáng)和增韌效果顯著。特別是韌性,荷載-擾度曲線下降緩慢,砼特性更接近于理想彈塑性體;
4、鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)要保證其破壞即斷裂時(shí)是韌性破壞而不是脆性破壞,就要保證錨固混凝土裂縫兩端中的鋼纖維在破壞時(shí)是被拔出來而不是被拉斷的,也就是鋼纖維本身的抗拉強(qiáng)度一定應(yīng)大于其拔出應(yīng)力。
鋼纖維的主要性能鋼纖維是一種新、高性能的鋼纖維品種。鋼纖維道路的配合比設(shè)計(jì)方法大體與普通混凝土相同,不同點(diǎn)為:強(qiáng)度雙控標(biāo)準(zhǔn)(抗壓強(qiáng)度和彎拉強(qiáng)度);鋼纖維摻量根據(jù)設(shè)計(jì)要求的彎拉強(qiáng)度確定;單位用水量和砂率與纖維摻量有關(guān),每摻加0.5%(體積率)鋼纖維,單位用水量增加6kg,砂率增大2%。鋼纖維混凝土具有與普通混凝土一樣的攪拌、運(yùn)轉(zhuǎn)和施工性能,纖維在混凝土中不會(huì)結(jié)球,分布均勻,可在商品混凝土攪拌站進(jìn)行生產(chǎn)并能用于泵送施工。銑削鋼纖維混凝土的早期坍落度損失較大,30分鐘損失32%,2小時(shí)損失42%。鋼纖維混凝土的實(shí)際工作性優(yōu)于相同的坍落度的普通混凝土。鋼纖維混凝土具有良好的材料性能,與普通混凝土相比,其抗壓強(qiáng)度提高2~20%;彎拉強(qiáng)度提高20~50%;劈裂抗拉強(qiáng)度提高20~40%;耐磨性能提高40%左右,其物理力理性能完全可以滿足城市道路工程及檢查井蓋等配套構(gòu)件需求技術(shù)指標(biāo)。鋼纖維粗糙而潔凈的表面,能與混凝土中的水泥漿體牢固的結(jié)合,這是銑削鋼纖維提高混凝土各種性能的根本原因。[1] 此外,高強(qiáng)鋼釬維混凝土在鐵道軌枕預(yù)制、高速公路伸縮縫、水泥砼道面等預(yù)制、現(xiàn)澆、生產(chǎn)施工等方面均已得到大量應(yīng)用,其優(yōu)良性能完全可以取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)環(huán)境效益。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⒉沿鋼纖維軸線方向按一定間距對纖維進(jìn)行塑性加工。例如日本神戶制鋼
公司的“信柯”鋼纖維美國雷邦公司的“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。⒊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);美國貝克爾公甸的'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。⒋對鋼纖維表面涂覆環(huán)氧樹脂和表面微銹化處理。這種方法對界面粘結(jié)強(qiáng)度的提高不如前幾種方法,但也有一定的增強(qiáng)效果.小林一輔、比利時(shí)列日大學(xué)和章文綱等的試臉都證明有彎鉤的鋼纖維比平直鋼纖維的增強(qiáng)效果提高約一倍,小林一輔的試驗(yàn)說明壓棱鋼纖維的效果接近有彎鉤的鋼纖維。這些異形鋼纖維不但提高了鋼纖維的強(qiáng)度,并且提高了韌度。波形鋼纖維雖然對提高鋼纖維混凝土強(qiáng)度的作用不大,但是能成倍地提高韌度。二:硬度無論哪一種加工方法制造的鋼纖維,在加工過程中都遇到高熱和急劇冷卻,相當(dāng)于淬火狀態(tài)。因此鋼纖維的表面硬度都較高。用于混凝土補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)行攪拌時(shí)很少發(fā)生彎曲現(xiàn)象。如果鋼纖維過硬過脆,攪拌時(shí)也易折斷,影響增強(qiáng)效果。在熔抽法生產(chǎn)鋼纖維時(shí),從熔抽輪下離心噴出的鋼纖維仍處于高溫狀態(tài),必須用滾筒或振動(dòng)輸送方法分散并進(jìn)行冷卻。否則鋼纖維聚集,熱量難以散發(fā),反而起退火作用。三:耐腐蝕性關(guān)于鋼纖維混凝土耐腐蝕試驗(yàn)的介紹可知,開裂的鋼纖維混凝土構(gòu)件在潮濕的環(huán)境中,裂縫處的混凝土碳化,碳化區(qū)的鋼纖維銹蝕,碳化深度和銹蝕程度隨時(shí)間增長而發(fā)展,對鋼纖維混凝土來說,主要是利用裂后弧度和裂后韌性,雖然裂縫寬度比鋼筋混凝土小,但是終究是有裂縫的,故此應(yīng)對在潮濕環(huán)境中,特別是在海濱使用的鋼纖維混凝土采取防防銹蝕措施. 試臉證明,在保證鋼纖維混凝土構(gòu)件具有同等承載能力的前提下,采用直徑較大的鋼纖維,能提高耐腐蝕性, 采用涂復(fù)環(huán)氧樹脂或鍍鋅的鋼纖維,將能提高耐腐蝕性,如果施工工藝許可的話,可只在混凝土表層1-2cm采用這種鋼纖維,必要時(shí)也可以采用不誘鋼纖維。影響因素編輯根據(jù)纖維增強(qiáng)機(jī)理的各種理論,諸如纖維間距理論、復(fù)合材料理論和微觀斷裂理論,以及大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,可以確定纖維的增強(qiáng)效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)度是改善纖維增強(qiáng)效果的主要控制因素之一。
鋼纖維混凝土是營建未來趨勢
鋼纖維混凝土是營建未來趨勢,由其眾多型狀之外型可知,有些型狀幾乎匪夷所思。鋼纖維一般均在6公分以下,因考慮水泥壓送車出口為4'ψ,不會(huì)影響混凝土輸送,由此可知為何一根小小鐵絲或鐵片,就要設(shè)計(jì)出如此多的外型的加工品,如彎弓型、波浪型、兩端三角型、扭曲型、毛刺截面、扭轉(zhuǎn)帶錨尾、C型、S型…等,其主要目的祇是為了與混凝土中之水泥、砂、碎石好好做結(jié)合而已,而有好的結(jié)合自然就有好的結(jié)果及效能。但不了解混凝土特性時(shí),設(shè)計(jì)的愈花俏,祇是與混凝土中水泥與砂做結(jié)合,卻疏忽了碎石才是老大,因與兩個(gè)碎石間作良好的結(jié)合橋梁,且其體積大在混凝土內(nèi)難以移動(dòng),便可緊緊抓住二個(gè)碎石間的水泥與砂,而鋼纖維許多外型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,僅是與水泥及砂結(jié)合而已,而水泥與砂僅是小小顆粒而已,結(jié)合硬度亦遠(yuǎn)不及碎石且在混凝土內(nèi)較易移動(dòng),因顆粒太小,較易產(chǎn)生碎裂情形。更何況水泥、砂與鋼纖維之間結(jié)合,二種不同物性表面將形成很薄的結(jié)晶水,鋼纖維表面愈多,造成結(jié)晶水面積就愈大且更容易造成脫離,使得水泥、砂碎裂,一經(jīng)碎裂所有結(jié)合力便化為烏有,這是一個(gè)弱力,而不是助力。