鋼纖維混凝土在高層建筑抗震結構中的應用研究
國外在上世紀70年代首先對鋼纖維混凝土梁柱節點進行了抗震試驗,證明鋼纖維混凝土梁柱節點與普通混凝土梁柱節點相比,在強度、剛度、耗能能力和梁鋼筋粘結錨固方面有較大的改善,采用鋼纖維混凝土梁柱節點的框架與普通鋼筋混凝土框架相比,結構的延性提高57%,耗能能力提高130%,荷載循環次數提高15%。在框架梁柱節點采用鋼纖維混凝土可替代部分箍筋,既改善了節點區的抗震性能,又解決了節點區鋼筋過密、施工困難等問題。研究發現,鋼纖維可改善扁梁柱節點破壞形態,使扁梁柱節點裂縫更細、更均勻,混凝土剝落不嚴重;可提高扁梁柱節點的剛度并改善其強度降低系數;還可提高扁梁柱節點的初裂承載力和極限承載力,并改善節點區的延性和耗能能力。 承載混凝土地坪增強材料的鋼纖維參量均應根據荷載及混凝土厚度計算確定。臨沂倉庫鋼纖維地坪優勢
佳密克絲®鋼纖維地坪優勢
更優大幅度提高混凝土抗裂性能 。顯著提高抗沖擊能力。提高耐磨能力、耐久性能。更省使用佳密克絲®鋼纖維混凝土地坪比滿足同樣承載的鋼筋混凝土或鋼絲網板混凝土地坪更為經濟。一般情況下,鋼纖維混凝土至少比鋼筋混凝土節省費用5%-20%。更快鋼纖維在混凝土中的添加非常簡便,鋼纖維可在混凝土攪拌站添加,也可在施工現場添加,添加時根據設計摻量,將鋼纖維連同砂石骨料一起直接投入混凝土攪拌斗攪拌(攪拌站添加,不增加混凝土攪拌時間)或在混凝土罐車將混凝土運至現場以后,將鋼纖維直接投入罐車滾筒內,快轉兩分鐘即可。由于施工過程中無需綁扎鋼筋,鋼纖維投放簡便,可縮短工期,節省人工。 山東倉庫鋼纖維地坪優勢鋼纖維混凝土地坪中摻入鋼纖維,其抗拉強度提高25%~50%,抗彎強度提高40%~80%,抗剪強度提高50%~100%。
鋼纖維在混凝土中的阻裂作用主要表現在以下兩個方面。
首先,鋼纖維能顯著提高混凝土抗塑性收縮的能力。混凝土澆筑完成后,裂縫產生的主要原因是其內部的水分蒸發不一致,造成不均勻的體積收縮。此時混凝土尚未硬化,不能產生足夠的強度抵抗收縮應力,水泥漿體收縮引起的拉應力可導致混凝土開裂,而鋼纖維的存在可分散或部分抵消內應力,從而抑制微裂縫的產生和發展。其次,鋼纖維可降低裂縫前列的應力集中,防止微裂縫的進一步發展。一旦裂縫形成,其前列就會產生應力集中,裂縫會繼續擴展;但當其前列發展到與纖維相交時,鋼纖維可抵消部分或全部應力。由于鋼纖維在混凝土中呈三維狀態分布,所以可有效防止裂縫發展成貫穿裂縫。
1)鋼纖維混凝土的抗壓強度、抗折強度和劈拉強度均隨鋼纖維體積摻量的增加而增加,當鋼纖維體積摻量較低時,強度增長幅度一般不大,尤其抗壓強度。2)鋼纖維混凝土的抗壓強度、抗折強度和劈拉強度均隨養護齡期的增長而增長。當鋼纖維體積摻量為1.2%時,1d的抗壓強度、抗折強度和劈拉強度已分別達28d強度的73.9%、90.9%和91.2%,充分體現了該種鋼纖維混凝土早強的優良特性,非常適宜用于機場道面裂縫快速修補。3)為了既滿足強度要求又經濟適用,建議選用0.8%~1.2%體積摻量的鋼纖維混凝土。4)抗壓強度與抗折強度有很好的相關性,可根據本試驗回歸方程式進行換算,或直接參照表7。5)經現場試驗,實際效果較好。鋼纖維混凝土具其抗折、抗裂、抗沖擊性能優于普通混凝土,已在道路路面、工業地坪等方面廣泛應用。
鋼纖維對地坪的加固是全截面的、整體的、且各向同性的,在混凝土中無論哪個部位,鋼纖維都能起到增強,增韌的作用。而鋼筋混凝土地坪由于有保護層和鋼筋網格空間的存在,這些部位實質上都是素混凝土。在溫度應力、混凝土本身收縮應力,以及外荷載的作用下,此類部位的混凝土極容易過早的開裂或剝落。而鋼纖維混凝土中的鋼纖維無處不在,其與混凝土一起成為一個“勻質體”改變了混凝土的脆性,兩端彎鉤形狀讓其與混凝土之間有很好的握裹力把脆性材料變為一種延性材料。不僅使鋼纖維與混凝土共同承受荷載作用,而且提高了混凝土地坪的韌性,抗疲勞性能和抗沖擊性,減少沖擊摩擦對地坪產生的表面損傷,改善混凝土的耐久性。由于鋼纖維混凝土抗裂性、整體性好,因而耐凍融性、耐熱性、耐磨性、抗氣蝕性和抗腐蝕性均有顯著提高。濰坊耐磨鋼纖維地坪施工
對于鋼纖維轉換梁,拆模時間應嚴格控制在達到規范規定的混凝土28d強度之后。臨沂倉庫鋼纖維地坪優勢
鋼纖維在混凝土中的作用機理
由于混凝土是一種多相非均質材料,其硬化過程中受不同環境因素和外界作用的影響,骨料和水泥砂漿界面會發生不同程度的收縮;混凝土內部應力分布不均勻還會形成微裂縫。裂縫一旦形成,由于內部應力的推動,裂縫可沿混凝土的薄弱部位不斷發展,這是混凝土裂縫逐漸擴展和引起疲勞破壞的潛在原因。同時,在重復荷載的作用下,混凝土內部微裂縫前列的高度應力集中又促使裂縫逐漸擴展甚至斷裂。鋼纖維的摻入改善了混凝土的性狀,在混凝土結構形成過程中,可抑制裂縫的引發與擴展,從而減少裂縫的尺寸和數量,限制裂縫源的產生,緩沖了裂縫前列的應力集中程度,使混凝土壽命相應延長。 臨沂倉庫鋼纖維地坪優勢