_纤维混凝土结构技术规程_cecs38_2004_介绍

'第35卷第4期建
筑
结
构2005年4月
纤维混凝土结构技术规程
(CECS38:2004)介绍黄承逵
赵国藩(大连理工大学
116024)[提要]
对
钢纤维混凝土结构设计与施工规程
(CECS38:92)作了全面修订,编制成
纤维混凝土结构技术规程
(CECS38:2004)。新规程增补了合成纤维混凝土的有关设计与施工的内容;钢纤维品种中淘汰了低强圆直型纤维、碳钢熔抽型纤维,新增了高强钢丝切断型、铣削型、剪切异型和低合金钢熔抽型纤维;混凝土的强度等级由CF20~CF40扩大到CF80,并考虑了钢纤维对中低强度和高强度混凝土增强作用的不同,分别给出了有关材料性能和各项构件设计的影响系数;在隧洞支护与衬砌和工业建筑地面设计中引入了考虑钢纤维混凝土韧性的设计概念;增补了钢纤维增强屋面板、承台、牛腿、深梁、码头铺面、桥面、桥梁结构、水工结构、层布式复合路面等领域有关的设计施工内容。[关键词]
钢纤维
合成纤维
混凝土
结构
设计
施工
技术规程IntroductionofTechnicalSpecificationforFiberReinforcedConcreteStructures(CECS38:2004)/HuangChengkui,ZhaoGuofan(DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)Abstract:Technicalspecificationforfiberreinforcedconcretestructures(CECS38:2004)hasbeenpublicizedandre-placedtheoldspecification(CECS38:92).Inthenewspecifications,contentofdesignandconstructiononsyntheticfiberreinforcedconcreteisadded,theroundstraightsteelfiberoflowstrengthandthemeltextractedsteelfiberwithlowercontainingofcarbonareeliminated,highstrengthfibercutfromsteelwire,speciallyshapedfibermilledfromsteelingotorshearedfromsteelsheetandmeltextractedsteelfiberwithlowalloyarerecommended.Thestrengthgradeoffiberreinforcedconcreteisextendedfrom40MPato80MPa.Totakeintoaccounttheeffectsofsteelfibersondifferentstrengthconcrete,differenteffectingfactorsaregiventoestimateperformancesoftheconcretewithdif-ferentstrengthgradeandeachcomputationofelementsmadeofthefiberreinforcedconcrete.Thetoughnessoffiberreinforcedconcreteisinducedintothedesignoftunnellinerandindustrialfloor.Thedesignandconstructionmethodsofroofslab,pilecap,corbel,deepbeam,pavementofdockandbridge,bridgestructures,structuresofhydraulicen-gineering,layeredcompositepavement,andsoon,areadded.Keywords:steelfiber;syntheticfiber;concrete;structures;design;construction;technicalspecification

一、概述业建筑地面;11钢纤维混凝土刚性防水工程;12钢纤
钢纤维混凝土结构设计与施工规程
(CECS38:维增强公路、城市桥梁结构和桥面;13钢纤维增强水92)自1992年颁布以来,对推动我国钢纤维混凝土的工混凝土结构;14钢纤维混凝土的施工及检验;15钢工程应用和技术进步起到了重要的作用,钢纤维的年纤维喷射混凝土;16合成纤维混凝土;附录A~E。用量由2000t增加到现在的20000t(估计值)。但是,全面修订的内容主要有:1)增补了合成纤维混凝随着技术的发展和与原规程相衔接的有关规范的修土的有关设计与施工的内容;2)钢纤维品种中淘汰了订,规程的内容有些已经不适合了。编制组对原规程低强圆直型纤维、碳钢熔抽型纤维,新增了高强钢丝切进行了全面修订,编制成了新版本的
纤维混凝土结构断型、铣削型、剪切异型和低合金钢熔抽型纤维;3)混技术规程
(CECS38:2004),该规程已于2004年11月凝土的强度等级由原规程的CF20~CF40扩大到由中国工程建设标准化协会颁布执行。规程的主要内CF80,并考虑了钢纤维对中低强度和高强度混凝土增容有:1总则;2术语和符号;3材料;4基本设计规定;5强作用的不同,分别给出了有关材料性能和结构设计钢纤维混凝土结构构件承载能力极限状态计算;6钢的影响系数;4)在隧洞支护与衬砌和工业建筑地面设筋钢纤维混凝土结构构件正常使用极限状态验算;7计中引入了考虑钢纤维混凝土韧性的设计概念,并对钢纤维混凝土结构构件的构造规定;8钢纤维增强和设计方法作了较大修改;5)增补了钢纤维增强屋面板、局部增强混凝土结构构件;9钢纤维混凝土公路路面、承台、牛腿、深梁、码头铺面、桥面、桥梁结构、水工结机场道面、港区道路和堆场铺面;10钢纤维混凝土工构、层布式复合路面等领域有关钢纤维混凝土结构设74 计施工的内容;6)增补了纤维砂浆、混凝土收缩裂缝试需要特别指出的是:钢纤维的长度还应与基体混验和评定方法。下面对规程修订中的几个重要问题作凝土所用骨料的粒径相匹配,不应小于骨料粒径的一简要说明。1
5倍。骨料粒径不宜大于20mm,粒径大于20mm时二、钢纤维混凝土对纤维品种、特性和掺量的要求应通过专门试验确定钢纤维的品种、尺寸和掺量。1
钢纤维的品种和特性表1给出的是参考范围,具体应通过设计计算和钢纤维与基体的粘结性能是关系到钢纤维混凝土纤维混凝土试验确定。钢纤维的最小体积率与纤维的3性能的最重要的因素。根据试验和工程实践,钢丝切品种特性有关,一般不应小于0
35%(掺量28kg/m),3断圆直型纤维与基体的粘结性能差,碳钢熔抽型纤维对于异型高强纤维,不应小于0
25%(掺量20kg/m)。在高温冷却过程中表面形成氧化皮,严重降低与基体钢纤维常用体积率为0
8%~1
5%。的粘结性能,这两种纤维应予以淘汰。考虑到新的钢钢纤维几何参数参考范围表1纤维品种,如高强钢丝切断端钩型纤维、钢锭铣削端钩钢纤维混凝土工程类别长度(mm)直径或等效直径(mm)长径比型(一面有麻面)纤维、剪切异型(端钩形、大头形、压痕一般浇筑钢纤维混凝土20~600
3~0
930~80形)纤维、低合金钢熔抽型(直形、大头形)纤维,因其性钢纤维喷射混凝土20~350
3~0
830~80钢纤维混凝土抗震框架节点35~600
3~0
950~80能优良且国内已有工程经验,故将其列入规程。剪切钢纤维混凝土铁路轨枕30~350
3~0
650~70直形、微扭形和波纹形由于生产工艺简单成本相对较层布式钢纤维混凝土复合路面30~1200
3~1
260~100低,在剪切过程中使纤维表面不规则有利于与基体粘三、钢纤维混凝土的强度和韧性结,故规程中仍予以保留。注意到低碳钢板剪制的纤1
钢纤维混凝土的强度指标维,在基体开裂后其扭曲或波纹很容易拉直,其增强增大量的试验研究表明,钢纤维的掺入(
f<2%时)韧效果与直形差别很小,故使用中可划归一类。除非对混凝土抗压强度影响较小,平均增长为9%,钢纤维纤维的强度和刚度都很高,扭曲和波纹纤维才能达到混凝土轴压强度和立方体抗压强度间的换算关系与普异型纤维的效果。通混凝土的相应换算关系相近。设计中采用相同的强考虑到高强混凝土基体破坏时强度较低的异型纤度保证率和材料分项系数,就可以按有关混凝土结构维有些被拉断,同时异型纤维的效能与其本身的强度规范的相应规定,根据钢纤维混凝土的强度等级确定有关,所以将钢纤维强度划分为三个等级:380MPa轴心抗压强度标准值与设计值。(380~599MPa),600MPa(600~999MPa),1000MPa关于抗拉强度,仍采用原规程的计算模式:(不小于1000MPa)。应当指出,对中低强度的混凝土,fft=ft(1+
tlf/df
f)(1)钢纤维的强度并不重要,日本的规范中就只规定钢纤维式中fft,ft分别为钢纤维混凝土、同条件素混凝土抗强度的最低限制为380MPa。因此在设计和应用中,一拉强度设计值;df,ff分别为钢纤维长度、直径或等效般情况下对钢纤维本身的强度不应提出过分要求。直径;
f为钢纤维体积率;
t为钢纤维对抗拉强度的为防止钢纤维在纤维混凝土拌合过程中被骨料碰影响系数。撞折断,钢纤维本身不能太脆。吸收美国ASTMA820根据大连理工大学、东南大学、空军工程学院、铁的有关规定,要求对钢纤维做弯折检验:钢纤维围绕直道部科学研究院、浙江省水利水电科学研究所、哈尔滨径3mm的圆棒弯折90
不折断。工业大学、华北水利学院、郑州大学等单位的试验资2
钢纤维几何参数和掺量范围料,进行
t的统计分析,统计中各项参数均采用实测根据国内大量的试验研究和工程应用,规程建议值,统计结果如表2所示[5]。了不同工程采用的钢纤维几何参数如表1所示。在选钢纤维对抗拉强度的影响系数表表2取钢纤维几何参数和掺量时,要兼顾拌合物的施工性钢纤维品种纤维外形强度等级
t组数变异系数能,硬化混凝土的阻裂、增强、增韧效果和工程的成本。CF20~CF450
7934280
095对于钢纤维混凝土拌合物的施工性能,纤维短而高强钢丝切断型端钩形CF50~CF801
1351670
061粗、长径比小、掺量低有利;对于钢纤维混凝土强度和CF20~CF450
350290
116平直形韧性,纤维细而长、长径比大、掺量高有利。对于施工CF50~CF800
505450
126钢板剪切型CF20~CF450
5726960
074有特殊要求的如泵送混凝土、湿喷法喷射混凝土以及异形
CF50~CF800
6917520
151低流态混凝土(如轨枕),钢纤维不宜太长,掺量不宜太CF20~CF450
7298120
064钢锭铣削型月牙形CF50~CF800
9229440
077高;对于韧性要求较高或承受地震作用、动力荷载的情低合金钢熔抽异型肾形
CF50~CF800
733180
019形,纤维宜长些,掺量宜高些。75 除了表2所列的数据外,还考虑了原规程CECS式中Ne为标准轴载作用下的等效疲劳循环次数,38:92中的试验数据。设计中采用的
t应较统计平均fftm,f为钢纤维混凝土弯拉疲劳强度,fftm为钢纤维混凝值降低。其理由是:1)统计的试验数据有限;2)设计中土的弯拉强度。一般应以轴心抗拉强度为准,但目前所获得的抗拉强钢纤维对弯拉强度的影响系数表4度均为劈裂法测得的抗拉强度,可近似取劈拉初裂强钢纤维品种纤维外形强度等级
tm平均值变异系数度进行增强效果的分析。钢纤维混凝土劈裂抗拉初裂CF20~CF451
3041260
153强度和极限强度的差异随纤维体积率增加而增大,变高强钢丝切断型端钩形CF50~CF801
4964590
066化范围大约为极限强度的0~15%,上述统计值是根CF20~CF450
7500270
116平直形CF50~CF800
8843400
148据试验测得的极限强度统计的。基于上述原因对统计钢板剪切型CF20~CF450
9100960
134结果作适当降低,得出了表3的建议值。异形
CF50~CF801
1110540
118关于弯拉强度,仍采用原规程的计算模式:CF20~CF451
0500120
087钢锭铣削型月牙形fftm=ftm(1+
tmlf
f/df)(2)CF50~CF801
3159740
051低合金钢熔抽异型CF50~CFF801
088380
016式中:fftm为钢纤维混凝土设计弯拉强度或弯拉强度标准值;ftm为同强度等级混凝土设计弯拉强度或弯拉强2
钢纤维混凝土的弯曲韧性度标准值;
tm为钢纤维对弯拉强度的影响系数,根据钢纤维混凝土的弯曲韧性是评价钢纤维混凝土性东南大学、大连理工大学等单位的试验资料统计分析能的重要指标,已得到广泛认可,但在结构设计中这一[5]得出表4的结果。指标有什么用处和怎样用它,一直是一个问题。参考除了表4所列的数据外,还考虑了原规程CECS欧洲有关规范,在工业建筑地面和隧道喷射混凝土支38:92中的试验数据。设计时对采用的
tm值同样作了护设计中引入了弯曲韧性的概念,初步回答了这个问适当的降低,其理由是:1)试验数据数量较少;2)已发题。根据日本JSCEG552标准,将跨中挠度
=l/150现国产有些品牌的试验机的弯曲试验台支座水平摩阻时(l=450mm时,
=3mm;l=300mm时,
=2mm)力较大,从而引起弯拉强度和弯曲韧性较大的试验误的平均应力fe定义为韧度指数(toughnessfactor):差。设计中采用的弯拉强度影响系数如表3所示。Tlfe=2(7)bh

钢纤维对抗拉强度、弯拉强度的影响系数参考值表3式中:T为相应挠度为
时的荷载-挠度曲线下的面钢纤维品种纤维外形强度等级
t
tmCF20~CF450
761
13积;b,h,l分别为试件宽度、高度、跨度。高强钢丝切断型端钩形CF50~CF801
031
25将韧度指数与初裂弯拉强度fftm,cr的比值定义为平直形CF20~CF450
420
68弯曲韧度比:CF50~CF800
460
75钢板剪切型CF20~CF450
550
79Re=fe/fftm,cr(8)异形
CF50~CF800
630
93

钢纤维混凝土初裂弯拉强度可根据荷载挠度曲线钢锭铣削型端钩形CF20~CF450
700
92上升段出现明显拐点时的荷载值确定。由于弯拉初裂CF50~CF800
841
10强度试验观察比较困难,已有文献资料较少,为此,规CF20~CF450
520
73低合金钢熔抽异型大头形CF50~CF800
620
91程根据试验资料分析还给出了考虑钢纤维特性和掺量

注:同强度等级素混凝土设计弯拉强度系指与钢纤维混凝土具影响的用弯拉强度换算弯拉初裂强度的经验公式。有相同的配合材料、水灰比和相同稠度(单位用水量和砂率可适当调已有一些试验结果表明,在工业建筑地面的受力整)的素混凝土的设计弯拉强度。变形过程中,土壤地基上的钢纤维混凝土地面板承载力要比根据抗拉强度或弯拉强度按弹性分析方法推算关于钢纤维混凝土的弯曲疲劳强度,对于机场道的承载力大得多。与同板厚、同强度等级的素混凝土面、公路路面和码头铺面设计,适应新修改的行业规板相比,其承载力成倍提高。究其原因,是由于钢纤维范,规程根据以往实验数据的回归分析,分别给出了4混凝土板具有较高的韧性,在板的极限状态时,产生了种不同的弯曲疲劳方程:内力重分布,使板的抗力得以充分发挥。根据G.G.fftm,f=fftm(0
944-0
077lgNe+0
12
f)(3)Meyerhoff的塑性屈服线理论,地面板的受力变形过程fftm,f=fftm(0
885-0
0631lgNe+0
12
f)(4)如图1所示。图中Mr为径向弯矩,Mt为切向弯矩,0
057fftm,f=fftm/(1-0
25
f)Ne(5)Mfmax为板开裂时的最大弯矩,Mfu为板开裂后保持的0
0516fftm,f=fftm(1+0
22
f)/Ne(6)极限弯矩,F为板上作用的集中荷载,S为板中点的弯76 曲沉降值,FR为板底开裂荷载,F
R为板顶开裂荷载,试件的脆性断裂;二是要消除试验装置支座的摩阻力FU为板的极限荷载,fe为纤维混凝土的等效弯拉强造成的误差。否则会使试验测得的曲线严重失真,夸度,fftm,cr为纤维混凝土的初裂弯拉强度。加载过程中大弯曲韧度比,从而带来安全上的隐患。板底首先出现十字形裂缝,超过钢纤维混凝土的初裂四、钢纤维混凝土结构设计弯拉强度。随着荷载增加,板底应力超过弯拉强度,但1
钢筋钢纤维混凝土结构设计原则仍可维持等效平均弯拉强度fe,板顶径向弯矩继续增这次规程修订,钢纤维用于钢筋混凝土结构增强的设计原则没有变,即各项设计方法依附于相应行业加,直到板顶出现环向裂缝,板顶应力达到钢纤维混凝规范,但同时须考虑钢纤维的有利影响。其计算模式土初裂弯拉强度,随着荷载增加形成
塑性铰线
,板发可表达为:生破坏。根据这一破坏原理,钢纤维混凝土地面板在荷载作用下承载力极限状态表达式为:R=R(ff,ak,
)(10)MtMrR=Rf(fc,fs,ak,
f,
f,
)(11)+
(1+Re)fftm,cr(9)WW式中:R(
)是构件承载力函数,按有关混凝土结构设式中:Mt,Mr分别为单位板宽上的板底切向弯矩、板计规范的规定采用;ff是钢纤维混凝土的强度设计值;顶径向弯矩的设计值,W为单位板宽截面抵抗矩。ak是几何参数标准值;Rf(
)是以有关混凝土结构设在钢纤维喷射混凝土隧道支护中,钢纤维混凝土计规范规定的承载力函数为基础,并考虑钢纤维影响弯拉韧性高,抗剪、抗冲切能力强,具有很高的适应围的钢纤维混凝土构件的承载力函数;fc是据钢纤维混岩变形而不破坏的能力。已有的模拟对比试验结果证凝土强度等级按有关混凝土结构设计规范确定的混凝明了钢纤维混凝土在较大的变形下仍能保持相当高的土强度设计值;fs是钢筋强度设计值;
f是钢纤维对承载力;素喷混凝土在达到荷载峰值后立即破坏,此时承载力的影响系数。的变形很小;挂网喷射混凝土在达到荷载峰值后,由于具体说来,上述两种表达式中第一种是按普通混凝弯剪联合作用,荷载也急剧下降,适应变形能力也不如土构件的算法计算,其中的混凝土强度参数代之以钢纤钢纤维混凝土。由于隧道喷射混凝土支护设计是根据维混凝土的强度参数。例如,当进行无筋钢纤维混凝土围岩条件的经验法,弯曲韧度比作为一个经验限制指构件(用于水工结构)承载力计算时,可采用这种方法。标出现,规程参照欧洲和挪威规范规定,钢纤维喷射混第二种以普通混凝土构件的算法为基础,引入钢纤维对凝土的弯曲韧度比不低于0
7。承载力影响修正项。例如,当进行钢纤维增强钢筋混凝顺便指出,在进行钢纤维混凝土弯曲韧性试验时土构件各项承载力计算时采用这种方法。有两点要特别注意:一是要采用刚性试验机或附加刚2
应用领域的拓宽性辅助试验装置,以避免混凝土和低含量纤维混凝土采用钢纤维对钢筋混凝土结构增强,主要在于提高构件的抗剪、抗冲切、抗裂和抗震性能,限制裂缝宽度和提高构件的延性,以及适应复杂应力区、应力方向不定区和高冲刷、高磨耗区等的特殊要求。规程拓宽的内容为:在正截面承载力和裂缝宽度计算时,从受弯拓宽到偏心受压、轴心受拉、偏心受拉;受弯构件计算补充了T形截面和工字形截面的计算;在斜截面受剪承载力计算时,搜集了大量的试验数据,对经验系数重新作了分析;并根据国内试验数据给出了不同纤维品种对应于各种工况的计算方法和影响系数。课题组专门做了CF60~CF80的钢纤维混凝土结构构件试验,并搜集近年来发表的有关钢纤维高强混凝土构件的试验数据,对其设计方法进行了研究。结果表明:钢纤维对高、低强混凝土构件正截面、斜截面承载力影响的差别不明显,有时增强效果略有提高,所以规程在结构计算时大多数情况不区分混凝土的强度等级。只有在构件裂缝控制计算中,考虑了高强高粘图1
钢纤维混凝土地面板加载过程受力变形示意图结性纤维对高强基体裂缝宽度的不同限制作用。77 考虑到钢纤维混凝土性能的可设计性以及可在结用基于围岩分类的经验法,给出了设计的基本原则,同构需要的部位局部使用的特点,规程除了对牛腿、板柱时在条文说明中以铁路隧道衬砌为例给出了设计方节点、框架节点、预制桩、承台等局部使用钢纤维作了法,并对弯曲韧性的要求和确定方法作了详细解说。相应规定外,还给出了分层增强梁、深梁的设计方法,(2)对原材料及配合比作了详细的规定,纤维含量方法包括抗弯、抗剪承载力计算和裂缝控制计算。考虑有利于喷射施工和近年来纤维性能的提高,规定在钢纤维用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构增了纤维的实际体积率不宜超过1
0%,增加了关于硅强方面,除了对原规程中已有的刚性防水、叠合构件、粉、粉煤灰、高效减水剂、速凝剂等的规定。铁路轨枕、预制桩、抗震节点进行局部修订外,还补充(3)强调钢纤维喷射混凝土宜采用湿喷法施工,针了薄型屋面板、桩基承台、牛腿、深梁、拱桥和梁桥结对湿喷法施工工艺作了几项原则规定。由于喷射施工构、水工结构高应力区和冲磨区等的有关规定。与采用的机具、作业条件和施工人员的经验有关,故对规程补充了钢纤维混凝土在码头铺面、工业建筑这些施工细节没有必要做具体规定。地面、层布式复合路面等方面的应用。工业建筑地面(4)关于质量检验作了较详细的规定:规定了钻心是钢纤维混凝土一个很重要的应用领域,国内缺少专取样法测定抗压强度及评定方法;弯拉强度和弯曲韧门的设计与施工标准,此次引用英国混凝土协会技术性的检验和评定方法;喷层厚度和粘结强度的检验和评报告TR34内容,并采用了弯曲韧度比作为设计指标。定方法;原材料及纤维含量的检验方法;各项施工检验层布式复合路面是湖北省公路局主持推广的一项根据工程的重要性要求的检验频度。对于试件的制备实用技术,意在建造一种上下钢纤维混凝土薄层中间方法以及有关的试验和检验的细节由于国内尚无相应素混凝土夹层的三明治似的复合路面。这种路面在受的标准,故在条文说明中结合国外相关标准作了介绍。力上和经济上都是合理的,但在施工上还不够成熟,目(5)将一般的修补加固工程和水工结构的防裂防前还处于手工操作或半机械化操作,因此该项技术还渗面层分两节做出规定。对后者的施工方法,如旧坝不能用于高等级公路。面的处理、与坝基防渗的连接、喷层厚度、喷层分缝处五、钢纤维混凝土的施工理、施工程序等作了较详细的规定。1
模筑钢纤维混凝土的施工钢纤维喷射混凝土已成为隧道支护的主要结构形对于浇筑成型的钢纤维混凝土施工与检验的规定式和施工方法,欧洲喷射混凝土规范(EFNARC)已将主要做了六项较大修改。钢纤维喷射混凝土作为主要内容。我国近年来发展得(1)根据近年的应用对钢纤维品种和几何特性作也较快,相应的研究、技术指导文件、行业标准有些滞了修改(第二节和表1),并且强调应特别注意钢纤维后。为此,修订大量引用国外标准内容,但是由于缺乏对拌合物施工性能的影响。国内大量工程应用的检验,规程条文不得不大量采用(2)在配合比设计中强调在同强度等级素混凝土
宜
或
可
的形式给出,有些具体要求还放在条文说配合比的基础上调整,由于钢纤维的掺入会使拌合物明中,这样使规程的使用者有较大的选择余地。的施工性能降低,需要调整用水量、外加剂剂量和砂率六、合成纤维混凝土以满足稠度要求,但不推荐过分加大砂率,因为随着粗1
合成纤维的要求骨料含量的降低,混凝土收缩显著增大,钢纤维的有利合成纤维混凝土是近年来发展较快的工程复合材影响将被削弱甚至被抵消。料,工程中目前常用的纤维品种有聚丙烯腈(腈纶)纤(3)增补了钢纤维高强混凝土和泵送混凝土的有维、聚丙烯(丙纶)纤维、改性聚脂(涤纶)纤维、聚酰胺关规定。(尼龙)纤维。其中聚酯纤维由于耐碱性差,需要经过(4)增加了弯曲韧性指标的规定,参照日本土木学耐碱改性处理,确认在混凝土中强度不降低才可使用。会标准JSCEG552给出了弯曲韧度比试验和计算方法。用于混凝土的合成纤维分两类:粗纤维(d=0
1~(5)给出了劈裂弯拉强度与轴拉强度的换算系数1
0mm)和细纤维(d=0
01~0
1mm),鉴于国内粗纤(0
85),以利于钢纤维混凝土的施工检验。维还没有生产和应用,规程仅对有关细纤维的应用作(6)强调了混凝土中氯离子限制、碱含量限制、最了规定。纤维混凝土采用的合成纤维应为不含再生链小水灰比限制以及腐蚀环境钢纤维混凝土使用限制等烯烃的纯聚合物;纤维及其表面处理层对人体的健康耐久性要求。和环境无不利影响;纤维在混凝土拌合物中和硬化的2
钢纤维喷射混凝土规定的修改和补充混凝土中应具有化学稳定性,保持纤维强度不降低;纤(1)明确了钢纤维喷射混凝土隧道支护设计是采维应在混凝土拌合物中易于分散;并且与硬化混凝土78 间具有良好的粘结性能;用于防止混凝土或砂浆早期常用纤维混凝土性能参数与同强度等级素混凝土的比较表62收缩裂缝的合成纤维的抗拉强度不宜低于280N/mm,聚丙烯腈聚丙烯聚酰胺项目掺量及变化用于结构增强、增韧的合成纤维宜选用弹性模量和强纤维混凝土纤维混凝土纤维混凝土降低比例(%)58~735557度较高的纤维。收缩裂缝纤维掺量(kg/m3)0
5~1
00
90
9根据纤维混凝土应用的环境和工作条件,结合纤降低比例(%)11~14101228d收缩率维的几何参数、物理力学特征,综合考虑确定采用的合纤维掺量(kg/m3)0
5~1
00
90
9成纤维的品种和型号。合成纤维的各种参数宜通过试提高比例(%)44~5629~4330~41抗渗性纤维掺量(kg/m3)0
5~1
00
90
9验确定,作为参考,规程给出了四种纤维的主要物理力50次冻融循损失比例(%)0
2~0
40
60
5~0
7学参数(表5)。环强度损失纤维掺量(kg/m3)0
5~1
00
90
9提高比例(%)42~627080
单丝合成纤维的几何特征和物理力学指标参考值表5冲击耗能3纤维掺量(kg/m)1
0~2
01
0~2
01
0~2
0聚丙烯聚丙烯聚酰胺改性聚弯曲疲劳强提高比例(%)9~126~8
主要参数和性能腈纤维纤维纤维脂纤维度纤维掺量(kg/m3)1
01
0
直径(
m)1318~65232~15长度(mm)6~204
8~19196~20在常用掺量下,合成纤维混凝土的坍落度有一定截面形状哑铃形圆形圆形三角形密度(g/cm3)1
180
911
160
9~1
35程度的降低,在配合比设计时应适当增加用水量或减抗拉强度(N/mm2)500~910276~650600~970400~1100水剂。不调整配合比,直接将纤维加到普通混凝土中弹性模量(103N/mm2)17
13
794~614~18极限伸长率(%)8~2015~1815~2016~35搅拌施工的做法是错误的,往往会引起质量事故。对安全性无毒材料无毒材料无毒材料无毒材料于合成纤维混凝土的试验方法,鉴于国内尚无相应的熔点(
)240176220250吸水性<2%<0
1%<4%<0
4%标准,规程给出了早龄期收缩裂缝的试验和评定方法,试验采用平板四边约束试件加速干燥法,评定采用纤2
合成纤维混凝土维混凝土和同条件素混凝土对比,计算裂缝名义总面合成纤维主要用于防止混凝土或砂浆早期收缩裂积降低率。弯曲韧性可参照钢纤维混凝土试验方法,缝,有时也用于提高砂浆或混凝土的抗渗性、抗磨性和抗冻、抗渗、耐磨等可参照有关混凝土的试验方法。抗冲击、抗疲劳性能。其常用的体积率为0
04%~参考文献0
3%。掺有合成纤维的混凝土与基体混凝土相比,其抗压强度、弹性模量、泊松比和线膨胀系数变化很小,1
钢纤维混凝土结构设计与施工规程(CECS38:92).北京:中国计故可按有关混凝土结构设计规范的规定采用。当纤维划出版社,1993.含量较大(超过0
15%)时,有关参数的选取应通过试2
纤维混凝土结构技术规程及条文说明(CECS38:2004).北京:中验确定。当合成纤维用于限制混凝土早期收缩裂缝国计划出版社,2004.时,合成纤维混凝土的强度等级可采用结构设计所需3
钢纤维混凝土(JG/T3064
1999).北京:中国标准出版社,1999.4
混凝土用钢纤维(YB/T151
1999).北京:中国标准出版社,要的素混凝土的强度等级。合成纤维用于结构性增2000.强、增韧和提高结构的抗冲磨性时,影响纤维作用的不5
黄承逵.纤维混凝土结构.北京:机械工业出版社,2004.仅取决于合成纤维的弹性模量和强度,而且取决于混6
ACI544.Guideforspecifying,proportioningmixing,placingand凝土或砂浆抗拉强度以及与纤维之间的粘结性能。因finishingsteelfiberreinforcedconcrete.3R-93(Re-approved此根据合成纤维混凝土的功能建议了强度等级最低限1999).ACIManualofConcretePracticePart6,Americanconcrete制:对于仅有限裂要求的,纤维混凝土的强度等级不应Institute.低于CF20,对于有增韧、抗渗或耐磨要求的,其强度等7
Standardspecificationforfiber-reinforcedconcreteandshotcrete级不应低于CF40。(ASTMC1116-02).Philadelphia,P.A.:AmericanSocietyfor根据试验和工程经验,在条文说明中给出了常用TestingandMaterials(ASTM).的合成纤维混凝土与同强度等级的素混凝土(C20~8
EFNARC1996.Europeanspecificationforsprayedconcrete.www.efnarc.org.C40)的主要性能参数的比较,可供设计施工时参考(见9
Concreteindustrialgroundfloors-aguidetotheirdesignandcon-表6)。当注意,由于合成纤维的品质特性差别较大,struction.TechnicalReportNo.34.ReportofaConcreteSociety即使是同一品种,相同直径和相同长度,不同厂家生产WorkingParty,TheConcreteSocietyofEngland,1995.的会有所不同,甚至同一厂家生产的不同批量也有差10
钢维补强
!一
曲
强度
曲
!∀试验别,应用时必须通过配合比和混凝土性能试验,表6仅方法(JSCE
G552
1999).日本土木学会:
!一
标准供初选时参考。示方书.2002:217-219.79'