纖維混凝土是纖維和水泥基料（水泥石、砂漿或混凝土）組成的復(fù)合材料的統(tǒng)稱。水泥石、砂漿與混凝土的主要缺點(diǎn)是：抗拉強(qiáng)度低、極限延伸率小、性脆，加入抗拉強(qiáng)度高、極限延伸率大、抗堿性好的纖維，可以克服這些缺點(diǎn)。所用纖維按其材料性質(zhì)可分為：①金屬纖維。如鋼纖維(鋼纖維混凝土)、不銹鋼纖維(適用于耐熱混凝土)。②無機(jī)纖維。主要有天然礦物纖維（溫石棉、青石棉、鐵石棉等）和人造礦物纖維（抗堿玻璃纖維及抗堿礦棉等碳纖維）。③有機(jī)纖維。主要有合成纖維（聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、尼龍、芳族聚酰亞胺等）和植物纖維（西沙爾麻、龍舌蘭等），合成纖維混凝土不宜使用于高于60℃的熱環(huán)境中。纖維混凝土與普通混凝土相比，雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但畢竟代替不了鋼筋混凝土。人們開始在配有鋼筋的混凝土中摻加纖維，使其成為鋼筋-纖維復(fù)合混凝土，這又為纖維混凝土的應(yīng)用開發(fā)了一條新途徑。
一、以水泥漿、砂漿或混凝土作基材，以纖維作增強(qiáng)材料所組成的水泥基復(fù)合材料，稱為纖維混凝土。纖維可控制基體混凝土裂紋的進(jìn)一步發(fā)展，從而提高抗裂性。由于纖維的抗拉強(qiáng)度大、延伸率大，使混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊強(qiáng)度及延伸率和韌性得以提高。纖維混凝土的主要品種有石棉水泥、鋼纖維混凝土、玻璃纖維混凝土、聚丙烯纖維混凝土及碳纖維混凝土、植物纖維混凝土和高彈模合成纖維混凝土等。[1]
1.鋼纖維混凝土
(l)材料。制備普通鋼纖維混凝土，主要使用低碳鋼纖維。制備耐火混凝土，則必須使用不銹鋼纖維。圓截面長直形鋼纖維直徑一般為o.25～0. 75mm;扁平形鋼纖維厚度為0. 15～0. 4mm，寬度為0.25～0. 9mm，長度均為20～60mm。為改善界面黏結(jié)，還有端部帶彎鉤的鋼纖維等。
鋼纖維混凝土一般使用425號(hào)、525號(hào)普通硅酸鹽水泥，高強(qiáng)鋼纖維混凝土可使用625號(hào)硅酸鹽水泥或明礬石水泥。使用的粗骨料最大粒徑以不超過15mm為宜。為改善拌和物和易性，必須使用減水劑或高效減水劑?；炷恋纳奥室话悴粦?yīng)低于50%，水泥用量比普通未摻纖維的應(yīng)高10%左右。
(2)摻量。為保證纖維能均勻分布于}昆凝土，長徑比不應(yīng)大于100，一般為30～80。對(duì)每種規(guī)格的纖維都有一最大摻量的限值，一般為0.5%～2%(體積率)。
(3)攪拌。鋼纖維混凝土采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌，為使纖維能均勻分散于混凝土中，應(yīng)通過搖篩或分散機(jī)加料。攪拌的投料順序與普通混凝土不同。一種方法是先將粗細(xì)集料、水泥和水加入攪拌機(jī)，攪拌均勻后再將纖維加入攪拌。另一種方法分三步，第一步先將粗細(xì)集料攪拌均勻，第二步加入纖維攪拌，最后將水泥和水加入再攪拌。
(4)搗實(shí)。不同的搗實(shí)方法，對(duì)纖維的取向有很大的影響。采用泵送至倉內(nèi)，不加插搞，纖維在其中呈三維亂向;如采用插入式振動(dòng)裝置搗實(shí)，則大部分纖維呈三維亂向，少部分為二維亂向;采用平面振動(dòng)器振搗，則大部分呈二維亂向，少部分為三維亂向;采用噴射方式，纖維在噴射面上呈二維亂向;采用“離心法”或“擠出法”，纖維取向介于一維定向與二維亂向之間;如果在磁場中振搗，纖維則沿磁力線方向分布。
(5)力學(xué)性能。摻入鋼纖維，顯著地改善了混凝土的力學(xué)性能。當(dāng)摻量在許可范圍之內(nèi)，可提高抗拉強(qiáng)度30%—50%，抗彎強(qiáng)度可提高50%～100%，韌性可提高10～50倍，抗沖擊強(qiáng)度可提高2～9倍，抗壓強(qiáng)度提高較小，可達(dá)15%～25%。鋼纖維混凝土還可使干縮率降低10%～30%。
鋼纖維混凝土成本高，施工難度也比較大，必須用在最應(yīng)該用的工程上。如重要的隧道、地鐵、機(jī)場、高架路床、溢洪道以及防爆防震工程等。
2.合成纖維混凝土
在合成纖維混凝土中使用的纖維必須是抗堿性纖維，以抵抗混凝土中Ca (OH)z的侵蝕?？箟A合成纖維，在普通硅酸鹽水泥中也只能減緩侵蝕，欲大幅度提高使用壽命，應(yīng)該使用硫鋁酸鹽水泥。
合成纖維混凝土對(duì)粗細(xì)骨料及配合比無特殊要求，與鋼纖維混凝土基本類同。合成纖維混凝土在力學(xué)性能方面肯定比鋼纖維泥凝土低，但其韌性很高，可提高30～120倍，而且具有較好的耐火性能。主要用于非承重與次要承重的構(gòu)件上。
3.聚丙烯纖維混凝土
聚丙烯膜裂纖維是一種束狀的合成纖維，拉開后成網(wǎng)絡(luò)狀，也可切成長度為19～64mm的短切使用。為防止老化，使用前應(yīng)裝于黑色包裝容器中。
施工工藝分為攪拌法與噴射法。纖維的摻量因工藝不同而異。采用攪拌法切短長度為40～70mm，體積摻率為0.4%～1%;采用噴射法切短長度為20～60mm，體積摻率為2%～6%。聚丙烯纖維}昆凝土，力學(xué)性能不高，一旦混凝土開裂，纖維混凝土即發(fā)生開裂，抗壓強(qiáng)度亦無明顯提高。唯抗沖擊強(qiáng)度較高，可提高2～10倍。收縮率可降低75%?？捎糜诜浅兄氐陌濉⑼＼噲龅?。
二、制造纖維混凝土主要使用具有一定長徑比（即纖維的長度與直徑的比值）的短纖維。但有時(shí)也使用長纖維（如玻璃纖維無捻粗紗、聚丙烯纖化薄膜）或纖維制品（如玻璃纖維網(wǎng)格布、玻璃纖維氈）。其抗拉極限強(qiáng)度可提高30～50%。
纖維在纖維混凝土中的主要作用，在于限制在外力作用下水泥基料中裂縫的擴(kuò)展。在受荷（拉、彎）初期，當(dāng)配料合適并摻有適宜的高效減水劑時(shí)，水泥基料與纖維共同承受外力，而前者是外力的主要承受者；當(dāng)基料發(fā)生開裂后，橫跨裂縫的纖維成為外力的主要承受者。
若纖維的體積摻量大于某一臨界值，整個(gè)復(fù)合材料可繼續(xù)承受較高的荷載并產(chǎn)生較大的變形，直到纖維被拉斷或纖維從基料中被撥出，以致復(fù)合材料破壞。 與普通混凝土相比，纖維混凝土具有較高的抗拉與抗彎極限強(qiáng)度，尤以韌性提高的幅度為大。
纖維混凝土設(shè)計(jì)和使用方法請(qǐng)參考現(xiàn)行《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》
三、纖維混凝土施工技術(shù)：
（1）、鋼纖維混凝土的原材料應(yīng)符合下列規(guī)定：
1、鋼纖維的種類、規(guī)格、質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
2、配制鋼纖維高強(qiáng)混凝土宜選用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好的河砂，其細(xì)度模數(shù)不宜小于2.4。
3、粗骨料應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好的石灰?guī)r、花崗巖、輝綠巖等碎石 或碎卵石，粒徑不宜大于20mm和鋼纖維長度的2/3。
4、當(dāng)粗骨料粒徑大于20mm時(shí)，應(yīng)選用適宜的纖維，并經(jīng)試驗(yàn)檢測達(dá)到 設(shè)計(jì)要求后方可使用。
（2）、鋼纖維混凝土配制應(yīng)符合下列規(guī)定：
1、鋼纖維混凝土應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)強(qiáng)度等級(jí)（包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、 彎曲韌度比等）的要求。
2、鋼纖維混凝土的鋼纖維體積率應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定；當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時(shí)， 不應(yīng)小于0.35%;對(duì)高強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度不低于1000MPa)的異形鋼纖維不應(yīng) 小于0.25%;鋼纖維預(yù)應(yīng)力混凝土中鋼纖維用量宜為80kg/m。
3、鋼纖維混凝土的水膠比不宜大于0.50，對(duì)于耐久性為主要要求的鋼纖 維混凝土不得大于0.45，每方混凝土的水泥用量（或膠凝材料總用量）不宜小于360kg。
4、鋼纖維混凝土的稠度可參照同類工程對(duì)普通混凝土所要求的稠度確定，其坍落度值可比相應(yīng)普通混凝土要求值小20mm，其維勃稠度值與相應(yīng)的 普通混凝土要求值相同。
（3）、鋼纖維混凝土攪拌應(yīng)符合下列規(guī)定：
1、鋼纖維混凝土宜釆用帶有布料裝置的纖維混凝土專用攪拌機(jī)攪拌。
2、攪拌工藝應(yīng)確保鋼纖維在拌和物中分散均勻，不產(chǎn)生結(jié)團(tuán)，宜優(yōu)先釆用將鋼纖維、水泥、粗細(xì)骨料先干拌而后加水濕拌的方法。
3、鋼纖維混凝土投料順序、攪拌方法和攪拌時(shí)間應(yīng)通過現(xiàn)場勻質(zhì)性試驗(yàn)確定。其攪拌時(shí)間應(yīng)較普通混凝土適當(dāng)延長1min～2min。
（4）、鋼纖維混凝土澆筑方法應(yīng)保證鋼纖維的分布均勻性和結(jié)構(gòu)的連續(xù)性。
（5）、合成纖維混凝土用纖維的種類、規(guī)格、質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
（6）、合成纖維混凝土配制應(yīng)符合下列規(guī)定：
1、合成纖維的體積率應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；設(shè)計(jì)無要求時(shí)，宜在0.05%~0.3% 的范圍內(nèi)選取。
2、合成纖維混凝土的坍落度可比普通混凝土相應(yīng)要求降低。當(dāng)坍落度不滿足要求時(shí)，可調(diào)整外加劑或在保持水膠比不變的條件下適當(dāng)增加用水量。
（7）、合成纖維混凝土施工應(yīng)符合下列規(guī)定：
1、合成纖維混凝土攪拌時(shí)間應(yīng)通過現(xiàn)場攪拌試驗(yàn)確定，并應(yīng)較普通混凝 土規(guī)定的攪拌時(shí)間適當(dāng)延長40s~60s，以確保纖維在混凝土拌和物中分散均勻。
2、釆用平板振搗器搗實(shí)，振搗時(shí)間為20s左右并無可見空洞為止。
3、混凝土接近初凝時(shí)方可進(jìn)行抹面，抹面應(yīng)光滑，抹面時(shí)不得加水，抹面次數(shù)不宜過多。
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