纤维增强混凝土在建筑材料中的应用

纤维增强混凝土简称纤维混凝土，是以混凝土为基材、以不连续且分散的纤维为增强材料组成的一种复合材料。常作为增强材料的纤维有钢纤维、玻璃纤维、合成纤维和天然纤维等，因为其他几类纤维模量较低、增强效果较差，以下仅介绍钢纤维。

1.钢纤维的构造和性能

钢纤维混凝土用钢纤维，主要是采用碳钢加工制成的纤维。对长期处于潮湿条件的混凝土，也有采用不锈钢加工制成的纤维。

钢纤维的尺寸主要由强化效果和施工难易性决定。钢纤维若太粗或太短，其强化效果较差；如过长或过细，施工时不易拌和，容易结团。为了增加钢纤维和混凝土之间的粘结力，采用增加纤维表面积的方法，将其加工为异形纤维，如波形、哑铃形、端部带弯钩等形状。

钢纤维的几个特征通常用长径比表示，即纤维的长度与截面直径之比。如纤维截面不是圆形，则用具有相等截面面积的圆形直径（当量直径）计算长径比。一般纤维的长径比在30～150的范围内。圆形截面面积钢纤维，一般直径为0.25～0.75 mm，扁平状钢纤维的厚度为0.15～0.40 mm，宽度为0.25～0.90 mm，长度为20～60 mm。为了便于搬运和拌和，也可以用水溶性胶将10～30根纤维胶结成体束。这样，集束状纤维在拌和时遇水即可分离为单根纤维，并均匀分布于混凝土中。

2.钢纤维混凝土的力学性能(www.xing528.com)

钢纤维混凝土的力学性能，除与基体混凝土组成有关外，还与钢纤维的形状尺寸、掺量、配置方向和分散程度有关。

钢纤维的掺量以纤维体积表示。当钢纤维的形状和尺寸在适合范围内，钢纤维混凝土的强度随纤维体积率和长径比增加而增加。通常圆截面纤维合适尺寸范围为直径0.2～0.6 mm，长径比为40～100。钢纤维体积率通常为0.5%～2.0%。如圆形截面钢纤维，其直径为0.3～0.6 mm，长度为20～40 mm，掺量为2%的钢纤维混凝土与普通混凝土比较，其抗拉强度可提高1.2～2.0 倍，伸长率约提高2 倍，而韧性可提高40～200倍。所以，钢纤维混凝土的力学性能主要表现为抗弯抗拉强度提高，特别是冲击韧性得到了很大的提高，抗疲劳强度也有一定的提高。

另外，钢纤维混凝土的配置方向和分散度对混凝土也有影响，配置方向和分散度与混凝土的组成和施工工艺等因素有关。

3.钢纤维的工程应用

钢纤维与混凝土组成复合材料后，可使混凝土的抗弯抗拉强度、抗裂强度、韧性和冲击强度等性能得到改善，所以，钢纤维混凝土广泛应用于道路与桥隧工程中，如机场道面、桥梁桥面铺装和隧道衬砌等工程。