按外形划分(图1)有:平直形钢纤维(a)、压棱形钢纤维(b)、波形钢纤维(c)、弯钩形钢纤维(d\e)、大头形钢纤维(f)、双尖形钢纤维(g)、集束钢纤维(h)等等。
按生产工艺划分有:切断钢纤维(用细钢丝切断);剪切钢纤维(用薄钢板、带钢剪切);
按材质划分有:
普碳钢纤维(抗拉强度一般在300~2500MPa);
不锈钢纤维(按材质有304,310,330,430,446等);
其他金属纤维(铝纤维、铜纤维、钛纤维以及合金纤维)。5.按表面涂覆状态划分有:
无涂覆层,表面涂环氧树脂,镀锌等。工业上大量使用的是无涂覆层的普通钢纤维。
硬度
无论哪一种加工方法制造的钢纤维,在加工过程中都遇到高热和急剧冷却,相当于淬火状态。因此钢纤维的表面硬度都较高。用于混凝土补强进行搅拌时很少发生弯曲现象。如果钢纤维过硬过脆,搅拌时也易折断,影响增强效果。在熔抽法生产钢纤维时,从熔抽轮下离心喷出的钢纤维仍处于高温状态,必须用滚筒或振动输送方法分散并进行冷却。否则钢纤维聚集,热量难以散发,反而起退火作用。
耐腐蚀性
关于钢纤维混凝土耐腐蚀试验的介绍可知,开裂的钢纤维混凝土构件在潮湿的环境中,裂缝处的混凝土碳化,碳化区的钢纤维锈蚀,碳化深度和锈蚀程度随时间增长而发展,对钢纤维混凝土来说,主要是利用裂后弧度和裂后韧性,虽然裂缝宽度比钢筋混凝土小,但是终究是有裂缝的,故此应对在潮湿环境中,特别是在海滨使用的钢纤维混凝土采取防防锈蚀措施. 试脸证明,在保证钢纤维混凝土构件具有同等承载能力的前提下,采用直径较大的钢纤维,能提高耐腐蚀性, 采用涂复环氧树脂或镀锌的钢纤维,将能提高耐腐蚀性,如果施工工艺许可的话,可只在混凝土表层1-2cm采用这种钢纤维,必要时也可以采用不诱钢纤维。
纤维的增强效果主要取决于基体强度(fm),纤维的长径比(钢纤维长度l与直径d的比值,即I/d),纤维的体积率(钢纤维混凝土中钢纤维所占体积百分数),纤维与基体间的粘结强度(τ),以及纤维在基体中的分布和取向(η)的影响。当钢纤维混凝土破坏时,大都是纤维被拔出而不是被拉断,因此改善纤维与基体间的粘结强度是改善纤维增强效果的主要控制因素之一。
钢纤维混凝土用于公路路面、机场道面、或其它采用弯拉强度为设计指标的结构时,与钢纤维混凝土相应的集体混凝土的弯拉强度设计值的分级和使用范围,可按国家现行有关水泥混凝土路面、机场道面等行业设计规范的规定采用。
钢纤维混凝土弯拉强度设计值fftm=ftm(1+αtm?ρf?lf/df);
其中,fftm,ftm--钢纤维混凝土弯拉强度标准值,设计值;
αtm--钢纤维对钢纤维混凝土抗拉强度影响系数,宜通过试验确定;
ρf--钢纤维体积率(即钢纤维掺量体积率);
lf--钢纤维长度;
df--钢纤维直径或等效直径;
加入钢纤维的混凝土其抗压强度、拉伸强度、抗弯强度、冲击强度、韧性、冲击韧性等性能均得到较大提高。
结合钢纤维混凝土抗拉强度、弯拉强度(抗拉强度)设计公式
钢纤维混凝土抗拉强度:
钢纤维混凝土抗拉强度,可通过试验所得的劈裂抗拉强度乘以强度折减系数0.80确定,劈裂抗拉强度试验方法按GB J81规定进行。
钢纤维混凝土抗拉强度标准值fftk=ftk(1+αt?ρf?lf/df);
其中,fftk,ftk--钢纤维混凝土抗拉强度标准值,设计值;
αt--钢纤维对钢纤维混凝土抗拉强度影响系数,宜通过试验确定;
ρf--钢纤维体积率(即钢纤维掺量体积率);
lf--钢纤维长度;
df--钢纤维直径或等效直径;
lf/df--钢纤维长径比
钢纤维混凝土弯拉强度(抗折强度)。
lf/df--钢纤维长径比。