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纤维混凝土:为市政工程的耐久性助力

发表日期:2018-07-25    来源:本站    点击:267

  纤维混凝土是以水泥、水、骨料、外加剂为基体,以金属纤维、合成纤维作为增强材料而组成的具有复合材料工作性能的新型混凝土。纤维材料从早期的短钢丝发展到目前的玻璃纤维、塑料纤维、碳纤维等各种纤维材料。纤维混凝土的工作机理类似于复合材料机理。复合力学原理是基于线弹性、均质顺向连续配置的纤维而形成的复合材料。当混凝土中加入适量的纤维之后,水泥浆体作为砂、石等骨料的胶凝材料,同时握裹了大量的纤维。正是这些均匀分散的纤维相互搭联形成了散乱分布的网状结构,起到了承托骨料的作用,从而有效减少了骨料的离析,减少了泌水,提高了粘结性及保水性,在一定程度上提高了混凝土的抗拉强度和韧性。

  市政工程混凝土应用量多面广,我国目前又处于大规模市政工程建设的高潮时期,因而纤维混凝土的应用前景非常广泛。针对不同的工程特点,纤维混凝土的选择应当有所侧重。一般而言,对抗裂、抗疲劳、抗冲击要求高的工程,采用钢纤维混凝土具有比较高的性价比。同时,对于隧道工程中的喷射混凝土、预制混凝土桩端、抗震要求比较高的框架节点,往往多采用钢纤维混凝土。为防止地下钢筋混凝土结构开裂而产生的渗漏问题,往往采用合成纤维混凝土。此外,对于建筑物的内外粉刷层,应采用合成纤维砂浆,对防止龟裂能够起到明显的改善作用。

  随着我国道路建设的迅速发展,城市范围日益扩增,对市政工程设施的管理、维护等方面提出了更高的要求。

  国内目前盗窃损坏市政公用设施现象屡屡发生,其中尤以铸铁窨井盖被盗损最为严重,为此,我国各大城市先后研制了多种防盗窨井装置或低值再生盖,上海、深圳等城市根据交通量大、车载重的具体技术要求,进行了钢纤维水泥砼检查井盖的研制工作。在通过对比试验和技术经济比较后,最后选择了铣削型钢纤维用作高强钢纤维砼的纤维增强材料。据悉,杭州市前几年的背街小巷改善工程之后,装上了9万多只钢纤维材料的窨井盖,除了偶有损坏外,至今为止无一被盗,因为钢纤维没有回收价值,小偷不感兴趣。杭州市计划用3年时间,对城区铸铁窨井盖进行更换,到2010年,小偷就别想在杭州的窨井盖上打主意了。

  当前国内大量采用的雨水口箅子大都以铸铁制作为主,成本高、重量大、耗用大量铸铁,且易于丢失。经过探索调查,中建建筑科学技术研究院和北京市市政工程管理处开展了钢纤维混凝土雨水口箅子研究。钢纤维混凝土雨水口箅子是以钢纤维混凝土作基体,配以适当的钢筋,并以玻璃钢及钢圈增强边框,经精心加工而成,可与原箅子框配套使用。这种箅子利用钢纤维混凝土优良的抗裂、抗冲击、抗疲劳性能及钢纤维混凝土在薄壁构件中趋于二维分布的特点,具有成本低、重量轻、可大量节约铸铁、不易丢失、生产工艺简单等特点,与铸铁雨水口箅子相比,可减轻构件重量30%%,降低造价50%%左右,并满足重车荷载使用要求。目前,钢纤维混凝土雨水口箅子已在北京、河北、江苏、四川、广东、鞍山、内蒙古、山东等地应用,目前已转让技术几十家。

  钢纤维混凝土自发展以来,已在路面、桥面、机场跑道等工程中得到广泛应用,同时也取得了一定的经济效益和社会效益。它除了具有良好的抗弯强度外,而且还具有优异的抗冲击、抗开裂性能。对钢纤维混凝土进行的冲击荷载等试验研究表明:掺以体积率为1%~2%的钢纤维增强混凝土与基体比较,其抗冲击强度可提高10倍~20倍,弯曲韧性可提高20倍左右,抗弯强度可提高1倍~6倍,抗拉强度可提高2倍左右,疲劳强度提高50%,抗裂强度可提高2倍,抗压强度可提高10%~30%。由此可见,钢纤维混凝土的抗裂性与抗冲击性是非常优异的。此外,用钢纤维混凝土修筑旧混凝土路面还能达到早期强度高、提前通车的目的。


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