盡管鋼纖維混凝土優良的性能早就為人們所了解和接受,但由于其成本高,纖維易結團、混凝土流動性差、攪拌、施工困難等原因,一直沒有能夠廣泛地應用。直到八十年代,國際上先后研制出一些新型的鋼纖維品種。這些纖維在設計時,在滿足纖維在混凝土中增強作用的同時,還考慮了纖維的施工性能。
從理論上來分析混凝土中纖維的受力情況,纖維所受的應力與纖維長徑比、水泥漿與纖維界面粘結強度成正比。即要提高纖維在混凝土中的增強效果,一是提高鋼纖維的長徑比,二是提高鋼纖維與基體之間的粘結強度。但是長徑比過大,鋼纖維混凝土的施工性能就變得非常差,混凝土和易性降低,還會產生纖維結球現象,破壞拌合物的均勻性,從而影響混凝土性能的改善。所以,提高界面的粘結性能是提高鋼纖維增強效果又能保證其施工性能的較佳途徑,就鋼纖維本身而言,則取決于它的形狀及表面情況。
這些新型的鋼纖維,如德國的HAREX銑削鋼纖維,它減小纖維長徑比,增加纖維表面的粗糙度;加拿大的Novocon剪切纖維,同樣減小長徑比,把纖維的形狀做成波浪形;比利時的Dramix鋼絲纖維,把長而細的纖維用特殊的膠水粘成塊,在攪拌時,碰到水即能溶解分散等等。
1993年底,上海從德國引進專利技術及成套設備,開始生產HAREX銑削鋼纖維,年產量超過1萬噸。銑削鋼纖維是直接在高質量的鋼錠上,用旋轉銑刀銑切而成,表面干燥清潔,加工過程中不接觸任何潤滑劑和冷卻劑,橫截面呈三角形,具有兩個粗糙面和一個光滑面,徑向扭曲,兩端有帶鉤的錨尾。與其他加工生產而得的鋼纖維相比,銑削鋼纖維有以下若干特點:
a、兩個粗糙表面增大了它的表面積,且不沾有任何污染物,使得它與混凝土的粘結力相對提高。
b、在銑削加工時相當于經過 了高溫處理,故其抗銹蝕能力強,存放時間可以明顯延長。
c、由于其形狀特殊并有一個光滑表面,使其在混凝土混合料中具有良好的工作性能,不會結團,適當攪拌后即能呈三維亂向均勻分布。
d、由于它直接由鋼錠加工而得,故其加工費用比其他鋼纖維要低25%左右。
e、銑削加工工藝由成套設備自動化生產完成。產品質量均勻有保證,產量易控制。有利于質量 要求高,數量大的重點工程選用。
銑削鋼纖維基本性能見表1。
表1. 銑削鋼纖維基本性能
纖維型號 |
長度(mm) |
長徑比 |
抗拉強度(MPa) |
與砂漿粘結強度(MPa) |
SF01-32 |
32 |
40 |
808.6 |
3.52 |
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