盡管鋼纖維混凝土優(yōu)良的性能早就為人們所了解和接受,但由于其成本高,纖維易結(jié)團(tuán)、混凝土流動性差、攪拌、施工困難等原因,一直沒有能夠廣泛地應(yīng)用。直到八十年代,國際上先后研制出一些新型的鋼纖維品種。這些纖維在設(shè)計時,在滿足纖維在混凝土中增強(qiáng)作用的同時,還考慮了纖維的施工性能。
從理論上來分析混凝土中纖維的受力情況,纖維所受的應(yīng)力與纖維長徑比、水泥漿與纖維界面粘結(jié)強(qiáng)度成正比。即要提高纖維在混凝土中的增強(qiáng)效果,一是提高鋼纖維的長徑比,二是提高鋼纖維與基體之間的粘結(jié)強(qiáng)度。但是長徑比過大,鋼纖維混凝土的施工性能就變得非常差,混凝土和易性降低,還會產(chǎn)生纖維結(jié)球現(xiàn)象,破壞拌合物的均勻性,從而影響混凝土性能的改善。所以,提高界面的粘結(jié)性能是提高鋼纖維增強(qiáng)效果又能保證其施工性能的較佳途徑,就鋼纖維本身而言,則取決于它的形狀及表面情況。
這些新型的鋼纖維,如德國的HAREX銑削鋼纖維,它減小纖維長徑比,增加纖維表面的粗糙度;加拿大的Novocon剪切纖維,同樣減小長徑比,把纖維的形狀做成波浪形;比利時的Dramix鋼絲纖維,把長而細(xì)的纖維用特殊的膠水粘成塊,在攪拌時,碰到水即能溶解分散等等。
1993年底,上海從德國引進(jìn)專利技術(shù)及成套設(shè)備,開始生產(chǎn)HAREX銑削鋼纖維,年產(chǎn)量超過1萬噸。銑削鋼纖維是直接在高質(zhì)量的鋼錠上,用旋轉(zhuǎn)銑刀銑切而成,表面干燥清潔,加工過程中不接觸任何潤滑劑和冷卻劑,橫截面呈三角形,具有兩個粗糙面和一個光滑面,徑向扭曲,兩端有帶鉤的錨尾。與其他加工生產(chǎn)而得的鋼纖維相比,銑削鋼纖維有以下若干特點(diǎn):
a、兩個粗糙表面增大了它的表面積,且不沾有任何污染物,使得它與混凝土的粘結(jié)力相對提高。
b、在銑削加工時相當(dāng)于經(jīng)過 了高溫處理,故其抗銹蝕能力強(qiáng),存放時間可以明顯延長。
c、由于其形狀特殊并有一個光滑表面,使其在混凝土混合料中具有良好的工作性能,不會結(jié)團(tuán),適當(dāng)攪拌后即能呈三維亂向均勻分布。
d、由于它直接由鋼錠加工而得,故其加工費(fèi)用比其他鋼纖維要低25%左右。
e、銑削加工工藝由成套設(shè)備自動化生產(chǎn)完成。產(chǎn)品質(zhì)量均勻有保證,產(chǎn)量易控制。有利于質(zhì)量 要求高,數(shù)量大的重點(diǎn)工程選用。
銑削鋼纖維基本性能見表1。
表1. 銑削鋼纖維基本性能
纖維型號 |
長度(mm) |
長徑比 |
抗拉強(qiáng)度(MPa) |
與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度(MPa) |
SF01-32 |
32 |
40 |
808.6 |
3.52 |
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