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纤维混凝土性能和应用探究 　　【摘要】 纤维混凝土由于其良好的性能，在工程中有着广泛地应用，本文就纤维混凝土的性能进行了探讨，包括纤维混凝土性能的改善，影响纤维混凝土性能的因素，以及使用时应注意的问题等。 【关键词】 纤维混凝土；收缩性能；配合比 1 引言 目前，混凝土已经成为最主要的优良建筑材料，但是水泥混凝土仍然存在突出的缺陷，即：它的抗压强度虽然比较高，但其抗拉强度、抗弯强度、抗裂强度、抗冲击韧性、抗爆等性能却比较差，干缩性较大，容易产生裂缝且裂缝难以得到有效防止和控制。因此，为了改善混凝土的种种缺陷，纤维混凝土应运而生。纤维混凝土，又称纤维增强混凝土，是以水泥净浆、砂浆或混凝土作为基材，以适量的非连续的短纤维或连续的长纤维作为增强材料，均布地掺和在混凝土中，成为一种可浇注或可喷射的材料，从而形成的一种新型的增强型建筑材料。 2 纤维混凝土的性能的改善 2.1 纤维混凝土较普通混凝土对于控制裂缝发展的优越性 混凝土不可避免地会产生裂缝，尤其对于大体积混凝土，然而，纤维混凝土在有效控制裂缝产生和控制裂缝发展上具有巨大的优越性。纤维可以阻碍混凝土内部微裂缝扩张，水泥基料和纤维共同受力。即使在产生裂缝后，横跨裂缝的纤维可以单独或者与钢筋共同参与受力，限制裂缝进一步发展。因此，混凝土中适量配比的纤维的阻裂效果明显。 2.2强度和重量比值大 纤维混凝土的强度重量比值大，这是纤维混凝土具有经济优越性的主要原因。在混凝土中掺入适量纤维，其抗拉强度可提高25%～50%，抗弯强度可提高40%～80%，抗剪强度可提高50%～100%。因此，纤维混凝土较普通混凝土具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度。 2.3 收缩性能改善 在通常的纤维掺量下，纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%～9%。因此，纤维混凝土的收缩性能明显改善。 2.4 抗疲劳性能显著提高 纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能比普通混凝土都有较大改善。当掺有1.5%纤维抗弯疲劳寿命为1×106次时，应力比为0.68，而普通混凝土仅为0.51。当掺有2%纤维混凝土抗压疲劳寿命达2×106次时，应力比为0.92，而普通混凝土仅为0.56。所以，纤维混凝土的抗疲劳性能显著提高。 2.5 抗冲击性能显著提高 材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能，称为冲击韧性。在通常的纤维掺量下，冲击抗压韧性可提高2～7倍。冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。所以，纤维混凝土具有卓越的抗冲击性能。 3 影响纤维混凝土性能的因素 3.1 纤维本身的性质 纤维是处在一个碱性的环境中发挥其物理效应的，所以纤维首先必须具有较好的耐碱性，不受水泥水化物的侵蚀，其次保证纤维与水泥基体之间有足够的粘结强度。纤维在混凝土中要发挥作用，必须具有比较高的抗拉强度和较大的变形能力。与水泥基体相比，抗拉强度至少要高出两个数量级，极限延伸率至少要高出一个数量级。纤维掺量太少，起不到阻裂的作用；纤维掺量过多，使混凝土和易性变差。同时，过多的界面使内部界面微裂纹增多，基体混凝土强度性能反而下降。此外，纤维必须具有合适的尺寸，在均匀分散的前提下，纤细而挺实的纤维具有更好的抗裂增强性能，其长度与直径的比值大于临界值时才能对水泥基体产生明显的增强效应。 3.2施工方式 纤维的分散性是纤维的关键指标，纤维混凝土中所用的纤维应具有良好的分散性，不结团，不成束，这样纤维才能在实际的混凝土工程中推广应用。不同的施工方式，对纤维的分散性和排列均有不同程度的影响。在振捣成型的过程中，纤维随着振捣会产生平行于骨料、模板或振捣设备表面的“边缘效应”，平行于骨料表面初始裂缝的纤维起不到约束裂缝的作用，应合理控制振捣时间，并且尽可能提高纤维混凝土的自密实能力。 3.3 配合比的影响 与普通混凝土的配合相比，纤维混凝土的配合比有以下特点： （1）骨料间的空隙率增加。当1m3混凝土中掺入体积掺率Vf=1%的钢纤维时，纤维的堆积体积占0.12 m3是其绝对体积的12倍，所以需要更多的砂浆来填充空隙，需要更大的砂率。 （2）纤维的掺入，砂率的提高增大了骨料的比表面积，应采用较高的单位水泥用量。同时纤维将吸附更多的拌和水，纤维间交错搭接阻碍了骨料间的相对滑移，使拌和物变稠，流动性下降。可使用减水剂增大水灰比或者是增加单位水泥用量。 （3）选择合适的集料粒径。骨料界面是混凝土结构的薄弱处，也是最先发生破坏的地方。当纤维长度大于最大公称粒径时，能够穿越最大粒径，建立起纤维增强和抗裂的“微桥梁”，就能更好地发挥纤维的增强、增韧作用。集料粒径大于平均纤维间距，将导致纤维在大颗粒集料之间聚集和相互干扰。 4 使用时应注意的问题 （