钢纤维混凝土技术论文

钢纤维混凝土技术论文（通用11篇）

钢纤维混凝土技术论文 篇1

关于钢纤维混凝土路面施工技术的思考

本文首先分析钢纤维混凝土路面优点和钢纤维混凝土的.材料性能,并详细阐述了其施工技术和质量控制措施,供广大公路工程技术人员参考.

作 者：李安忠 作者单位：中铁七局集团第三工程有限公司刊 名：中国科技博览英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY REVIEW年，卷(期)：“”(11)分类号：U214.1+8关键词：钢纤维混凝土 路面 加铺层 施工

钢纤维混凝土技术论文 篇2

1.1 单位水泥用量

在保持水灰比不变的情况下, 单位体积混凝土拌合料中, 如水泥浆用量愈多, 拌合料的流动性愈好, 反之, 较差。在钢纤维混凝土拌合料中, 除必须有足够的水泥浆填充的空隙外, 还需要有一部分水泥浆包裹骨料和钢纤维的表面形成润滑层, 以减少骨料和钢纤维彼此间的摩擦阻力, 使拌合料有更好的流动性。

1.2 水泥

水泥品种对混凝土的可泵性也有一定影响。一般宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥以及矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥, 但均应符合相应标准的规定。

1.3 钢纤维

在一定范围内, 钢纤维增强作用随长径比增大而提高。钢纤维长度太短起不到增强作用, 太长则施工较困难, 影响拌合物的质量, 直径过细易在拌合过程中被弯折, 过粗则在同样体积率时, 其增强效果较差。

1.4 粗集料

粗集料的级配、粒径和形状对于混凝上拌合物的可泵性影响很大。级配良好的粗骨料, 空隙率小, 对节约砂浆和增加混凝土的密实度起很大作用。因而泵送混凝土应用较多的国家, 对粗集料的级配都有规定。

1.5 细集料

又称细骨料, 用于填充碎石或砾石等粗骨料的空隙并共同组成钢纤维混凝土的骨架。在保证钢纤维混凝土强度相同时, 粗砂需要的水泥用量较细砂为少。显然, 当水泥用量相同时, 用粗砂配制的混凝上强度要比用细砂配制的混凝土强度为高。

1.6 减水剂

减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂。普通减水剂是一种对规定和易性混凝土可减少拌和用水量的外加剂, 这种减水剂一般为可溶于水的有机物质。它可以改变新拌和硬化混凝土的性能, 特别是提高混凝土的强度和耐久性。

2 钢纤维混凝土施工方面控制

2.1 泵送混凝土的质量控制

泵送混凝土的连续不间断地、均衡地供应, 能保证混凝土泵送施工顺利进行。泵送混凝土要按照配合比要求、拌制得好, 混凝土泵送时则不会产生堵塞。因此, 泵送施工前周密地组织泵送混凝土的供应, 对混凝土泵送施工是重要的。

泵送混凝土的供应, 包括泵送混凝土的拌制和泵送混凝土的运送。泵送混凝土宜采用预拌混凝土, 在商品混凝土工厂制备, 用混凝土搅拌运输车运送至施工现场, 这样制备的泵送混凝土容易保证质量。泵送混凝土由商品混凝土工厂制备时, 应按国家现行标准, 《预拌混凝土》的有关规定, 在交货地点进行泵送混凝土的交货检验。

拌制泵送混凝土时, 应严格按混凝土配合比的规定对原材料进行计量, 也应符合《预拌混凝土》中有关的规定。

混凝土搅拌时的投料顺序, 应严格按规定投料。如配合比规定掺加粉煤灰时, 则粉煤灰宜与水泥同步投料。外加剂的添加时间应符合配合比设计的要求, 且宜滞后于水和水泥。泵送混凝土的最短搅拌时间, 应符合《预拌混凝土》中有关的规定, 一定要保证混凝土拌合物的均匀性, 保证制备好的混凝土拌合物有符合要求的可泵性。

搅拌好的混凝土拌合物最好用混凝土搅拌运输车进行运输。现在大量使用的是搅拌筒6~7m, 的混凝土搅拌运输车。用搅拌运输车运输途中, 搅拌筒以3~6r/min的缓慢速度转动, 不断搅拌混凝土拌合物, 以防止其产生离析。

搅拌运输车还具有搅拌机的功能, 当施工现场距离混凝土搅拌站很远时, 可在混凝土搅拌站将经过称量过的砂、石、水泥等干料装入搅拌筒, 运输途中加水自行搅拌以减少长途运输中混凝土坍落度的经时损失, 待搅拌运输车行驶到临近施工现场搅拌结束, 随即进行浇筑。

2.2 混凝土泵送施工质量控制

开始泵送时, 混凝土泵应在可慢速、匀速并随时可反泵的状态。待各方面情况都正常后再转入正常泵送。正常泵送时, 泵送要连续进行, 尽量不停顿, 遇有运转不正常的情况, 可放慢泵送速度。当混凝土供应不及时时, 宁可降低泵送速度, 也要保持连续泵送速度, 但慢速泵送的时间不能超过从搅拌到浇筑的允许延续时间。不得己停泵时, 料斗中应保留足够多的混凝土, 作为间隔推动管路中的混凝土之用。

3 喷射混凝土施工控制

3.1 上料速度要均匀、连续、适中, 始终要保持喷射机进料斗中有一定的贮存量, 并及时清除振动筛上大粒径粗骨料和杂物。

3.2 喷射过程中, 喷射手后方的助手应及时协助喷射手, 理顺混凝土管。

避免喷射手在更换方向时使混凝土管产生急拐弯, 引起堵管。

3.3 喷射手在操作喷嘴时, 应尽量使喷嘴与受喷面垂直距离0.

8~1m, 喷射压力保持在200~500k Pa左右, 才能保证有效施工喷射作业时喷射手要时刻注意观察喷嘴情况, 一旦堵管, 要让助手立即与操作司机联系停机关风, 检查管路是否畅通。

3.4 在喷射作业时, 坍落度要根据实际情况进行调整, 喷上部时坍落度控制在8cm, 喷边墙时坍落度控制在12cm。

3.5 在施工喷射混凝土时, 侧墙壁由下至上部由一侧末端开始

向另一侧延续, 喷射混凝土的一次喷射设计厚度在5cm以内, 在第二次喷混凝土作业时, 完全除去附着在第一次喷射混凝土面的异物, 喷射混凝土的操作人员要使用护具注意安全。

3.6 喷射混凝土的连接部分, 应在需要连接的部分约13cm以前

厚度开始变薄, 在受喷面各种机械设备操作场所配备充足照明及通风设备。

3.7 喷射钢纤维混凝土厚度一般比普通混凝土薄, 水泥含量多, 因此要经常保持适当的环境温度和受喷面湿润以防干缩裂缝。

结束语

钢纤维是当今世界各国普遍采用的混凝土增强材料, 它具有抗裂、抗冲击性能强、耐磨强度高、与水泥亲合性好, 可增加构件强度, 延长使用寿命等优点。钢纤维在水泥制品中的应用尽管起步比较晚, 但其发展速度却相当迅猛。目前钢纤维增强混凝上己广泛应用于公路路面、桥梁、隧洞、机场道面、建筑、水利、港工、军事及各种建筑制品等混凝土领域, 它有着极大的生命力, 应用前景十分广阔, 并朝向高性能与超高性能方向发展。

摘要：钢纤维混凝土有许多显著优点, 使其在大跨度桥梁、高层建筑、隧道等工程应用中具有巨大的技术经济优势和突出的社会效益, 正成为现代混凝土的一个重要发展方向。主要介绍了从钢纤维混凝土的配备材料到泵送和施工等方面的控制技术。

钢纤维混凝土技术论文 篇3

一、概述

随着国民经济建设和公路交通事业的飞速发展，城市道路和国省干线公路上的车辆荷载及密度越来越大，致使路面的损坏也日趋严重起来。对于老路改造项目，许多交通量大的道路，基本上处于坏了修、修了又坏再修的恶性循环中。特别是对损坏的水泥混凝土路面而言，它不仅翻修投资大，且施工周期较长，严重影响交通畅通及行车安全。如用普通水泥混凝土修复路面虽有强度高、板块性好、有一定的抗磨性及承受气象作用的耐久性好等特点，但它的最大缺陷是脆性大、易开裂、抗温性差，路面板块容易受弯折而产生断裂，所以就要求路面面板应有足够的抗弯、抗拉强度和厚度。用层布式钢纤维混凝土修筑路面，就是在普通混凝土路面面层的底部和顶部的一定厚度内（约20 mm），撒布一定量的钢纤维铺筑而成，并通过分散的钢纤维，减小荷载在基体混凝土引起的细裂缝端部的应力集中，从而控制混凝土裂缝的扩展，提高整个复合材料的抗裂性。同时由于混凝土与钢纤维接触界面之间有很大的界面粘结力，因而可将外力传到抗拉强度大、延伸率高的纤维上面，使混凝土作为一个均匀的整体抵抗外力的作用，显著提高了混凝土原有的抗拉、抗弯强度和断裂延伸率。为此，我省湘潭、常德等公路局在G107、G320、S312、S306等国省干线公路上应用该技术，修建里程50余公里。经多年的大交通、重交通考验，目前路面整体使用状况良好，与同辖区内一般水泥混凝土路面相比，层布式钢纤维混凝土路面具有非常显著的抗裂、抗疲劳性能，使用早期基本没有掉边、掉角、断板等常见病害。

二、层布式钢纤维混凝土路面设计

1、层布式钢纤维混凝土路面面层的强度，以龄期28d的弯拉强度为标准。

2、各级交通量下的层布式钢纤维混凝土路面的面层初估厚度，可按现行有关规范规定的水泥混凝土路面面层初估厚度的70%～80%选用。

3、层布式钢纤维混凝土路面面层的横向缩缝间距（即板长）应根据当地气候、面层厚度，按经验和已有资料确定，一般在10m左右。

4、层布式钢纤维混凝土路面面层厚度的确定，以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计标准。

5、层布式钢纤维混凝土路面中的水泥混凝土混合料配制和原材料要求，按现行水泥混凝土路面的有关规定执行。

三、加铺层布式钢纤维混凝土路面的应用

（一）对基层的处理

对基层的承载能力进行评定，若承载能力不足，达不到设计标准，应进行补强处理。

（二）层布式钢纤维混凝土路面的施工工艺

层布式钢纤维混凝土路面的施工工艺，是在水泥混凝土路面浇筑前和浇筑中，在水泥混凝土路面底部和顶部分别均匀施布一层钢纤维而形成一种新型复合路面的结构工艺，并不需要改变素混凝土的配合比，施工过程只需在普通素混凝土施工过程中适时添加层布式钢纤维，施工方便。但是，钢纤维混凝土路面质量的优劣，在很大程度上取决于施工质量。因此，除了满足普通混凝土的施工要求外，还应特别重视钢纤维给施工带来的技术问题。根据室内研究结果和工程实践，层布式钢纤维混凝土施工要点如下：

1、立模时严格控制好模板顶部标高，使路面标高满足纵断面设计要求。严格控制好路线中桩坐标，使路面线形满足平曲线设计要求。

2、路面施工前应按现行公路相关规范进行水泥混凝土配合比设计、各项原材料的试验。只有当试验结果满足设计要求时才能进行施工。施工过程应严格遵循有关施工技术规范。

3、路面施工期间，必须按施工规范要求频率制作抗弯拉强度的试件，以便对混凝土的强度进行监测。

4、层布式钢纤维施工

（1）底层钢纤维的布施

下承层经养生成型达到设计要求后，在立模之前，对下承层进行清洗，凉干后，先稀薄地铺筑第一层20--30mm厚与路面同强度等级的混凝土，以便混凝土振捣时使砂浆将钢纤维握裹，再用机械振动筛或人工筛将钢纤维按1.5kg/m2撒布。一次撒布钢纤维时的面积不宜过大，且力求足量、均勻分布，忌漏布或成团，以免因施工车辆过度辗压、人员走动等因素造成钢纤维漏洞或堆积，至使成型后的钢纤维混凝土路板断板或分层。

（2）第二次混凝土浇筑

完成底层钢纤维布施后，浇筑混凝土采并用挖机整平。摊铺混凝土时，应注意松铺厚度比要求的厚度低20--30mm左右，作为第三层混凝土的厚度。

（3）上层钢纤维的布施

混凝土混合物摊铺找平后，用振动棒振捣密实，振动平板粗平（以保证上层钢纤维平面分布）后，立即布施上层钢纤维。上层钢纤维布施的方法、用量要求与底层钢纤维布施相同。

（4）第三次混凝土浇筑

上层钢纤维布施后，加铺顶层混凝土，找平后，用平板振捣器振捣密实、三辊轴整平仪整平、磨浆机收浆等，后续工艺和现行水泥混凝土路面施工相同。

（5）切缝

缩缝缝距为10m，成缝工艺采用两次切缝法形成，第一次切3mm宽，80—90mm深，第二次切30mm深，并使接缝宽度达到12—20mm。清洗接缝以后并且灌注填缝料。

（6）养护工艺

执行现行公路水泥混凝土路面养护工艺。

（7）质量要求

水泥混凝土质量按设计要求，水灰比比设计配合比略高约0.02－0.03，以保证素混凝土和易性和流动性，保证钢纤维能被混凝土充分包囊。

（8）工艺流程

下承层准备符合设计要求→装模→铺筑第一层混凝土→布底层钢纤维→摊铺第二层混凝土→松铺整平→排振振捣→平板振动粗平→布上层钢纤维→铺筑表层混凝土→平板整捣→三辊轴整平仪整平→磨浆收浆→养护→切缝→养护→刻纹→开放交通。

5、路面养生期间对于原路面的交通应进行严格管理，确保养生期间路面板的质量。

6、环境温度超过35℃或低于5℃时应停止混凝土浇筑工作。

四、效益分析

（一）经济效益分析

1、面层厚度减薄30%左右，节约原材料，减少工程量。

2、路面厚度减薄，搅拌运送混凝土数量减少，其施工速度加快，施工设备利用效率、施工效率提高。

3、缩缝间距延长2倍，减少了锯缝、灌缝工作量，节约了锯缝机具损耗和灌缝材料；同时，减少了缩缝养护的工作量。

（二）社会效益分析

根据钢纤维对混凝土的增强改性机理，在素混凝土面板上下层布钢纤维后，大幅增强了混凝土的抗弯拉强度，改善了抗冲击、耐疲劳性能，提高了混凝土路面的承载能力和使用性能，降低养护成本，减少对路面通行能力的影响，其社会经济效益是十分显著的。

五、结语

层布式钢纤维混凝土这一新型高强复合材料用于路面工程，既可提高路面的抗裂、抗弯拉、耐冲击和耐疲劳性，又可改善路面的使用性能，延长使用寿命从而减少老路开挖，节省工程造价，为道路补强与改造提供了良好的途径，具有广阔的推广应用前景。

参考文献：

[1]杜国平，刘新荣，祝云华．隧道钢纤维喷射性能试验及其工程应用[J]．岩石力学与工程学报，2008，27（7）．

[2]朱梦良，孔泽仁，王佳．层布式钢纤维混凝土力学性能[J]．交通科学与工程，2009，（01）．□

钢纤维混凝土施工工艺探讨 篇4

结合张石高速东册上大桥伸缩缝工程实例,介绍钢纤维混凝土的施工工艺.

作 者：张艳娟 翟晓静 张庆宇 作者单位：张艳娟(河北滦南县交通局)

翟晓静,张庆宇(河北交通职业技术学院)

钢纤维混凝土技术论文 篇5

钢纤维混凝土在路桥施工中的应用分析

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料.这些乱向分布的.钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成,显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,具有较好的延性.本文主要介绍了钢纤维混凝土的基本性能和钢纤维混凝土在路桥施工中应用,并提出了钢纤维混凝土施工方面的控制.

作 者：苏长勇 黄国强 作者单位：宜春市公路管理局,江西,宜春,336000刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：”“(12)分类号：U4关键词：钢纤维混凝土 基本性能 施工应用 控制

桥梁工程中纤维混凝土运用论文 篇6

1纤维混凝土种类及性能

1．1钢纤维混凝土

钢纤维混凝土的优点在于抗裂的性能好，且在承受了相应的负荷时变形的能力比较大。裂缝发生时，钢纤维混凝土的变形是普通混凝土的两倍多，裂缝发生后，钢纤维混凝土因两端有锚钩，可把裂缝固定来减少混凝土的开裂宽度，从而桥面可以继续承受外力作用，从某种程度上分析，可以减小变形量。钢纤维掺入量越大，混凝土的韧性就越大，甚至可达到普通混凝土的30倍。钢纤维有以下几种构成形式。

(1)切削成形类专用的钢料切削加工成此类钢纤维，纤维的横截面是月牙形状，纤维直径达0．8mm，界面面积大，材质坚挺，加工时容易掺拌，加至混凝土时不易起团;纤维还要做发蓝的表面处理，防止锈蚀。由于纤维界面面积大，一定量的混凝土中加入的钢纤维根数就比较少，从而确保其稳定的性能、可靠的质量。

(2)胶合类此类钢纤维外形为弓状，矩形截面的截面边长0．5～1mm，L/D=45～80，相对量较大，外观显得细长，加入混凝土能被紧紧地裹住。其结构与订书钉类似，每根钢纤维被胶合而成板的形状，便于运输和掺合。

(3)剪切类①平直型类:由轧制薄板的切边料、冲边薄板的角料、废桶料等普通材料剪切成，剪切后一般不做表面处理。剪切类钢纤维截面也为矩形，其边长一般为0．3～1．0mm。②异型类:由薄板的边料剪切而成，横截面仍是矩形，纤维的边长约0．4～0．8mm。异形钢纤维一般包括弓型、弯钩型、条纹型、凹凸型等。异形钢纤维在两端或者全长都做了变形处理，此类钢纤维混凝土非常适合用于锚固。

1．2化学纤维聚丙烯纤维

聚丙烯纤维是由化学高分子聚合物构成的纤维，外观为半透明的白色，结构呈网状或束状，搅拌于混凝土中时会散成单丝条状;聚丙烯纤维外径细，质量轻，不会生锈，不起团。它以聚丙烯为首要的材质，以相应的生产工艺制造而成的高强度束状纤维;而聚丙烯是一种结晶型聚合物，其耐热性强，不溶于水，与大多数的化学品(如酸、碱及有机溶剂)不会产生反应;聚丙烯的力学性能也十分优异，其抗拉强度达到33～41．5MPa。化学纤维混凝土中使用的聚丙烯纤维可以是单丝状也可以是网状。聚丙烯纤维混凝土的功用如下:具有出色的抗裂、抗渗功能，同时还有极好的抗冲击、抗疲乏性能，较好的耐磨功用等;其次，它还具有较好的抗冻融性、耐腐蚀性及改善混凝土脆性的特征。

2纤维混凝土在桥梁工程中的运用

2．1钢纤维混凝土在桥梁工程中的运用

钢纤维混凝土是一种新型的复合材料，它优良的抗裂性能、弯曲性、抗冲击性、耐疲劳性，可以使使用的混凝土厚度较少，伸缩缝的间距加长。钢纤维所受的应力由纤维的长径比和界面的粘结强度情况决定，增强钢纤维在桥梁施工混凝土中的应用效果，首先要适当增加钢纤维的长径比，但也不能无限度加大，一般控制在30～100范围内，比值过大或过小都会使混凝土产生纤维结团或者混凝土的均匀性不合格，从而影响钢纤维混凝土的使用性能;其次要采取适当的措施如加入添加剂来提高钢纤维与混凝土之间的粘结强度。钢纤维混凝土的性能优良、在施工中比较好操作，同时也很经济，它在桥梁工程的施工中有很大的作用，尤其随着道路桥梁工程对建筑施工材料的要求越来越高，钢纤维混凝土已广泛地应用于一般道路的路面、桥梁结构、房屋建筑物等工程领域中。尤其是在桥梁的管道工程中，以钢纤维混凝土制作成的壁厚达到25～50mm的圆管，可以承受相当大的环向拉力和附加荷载。在公路桥梁工程里以钢纤维混凝土制作成的薄壁连续箱形牛桥梁面板等，抗弯疲劳寿命长。也可使用于公路或机场路面，其中，根据有关数据统计得出，其抗折强度可提高30%～80%，抗弯疲劳强度可提高50%～80%，抗裂强度可提高10%～20%，冲击韧性可提高2～4倍。

2．2聚丙烯纤维混凝土在桥梁工程中的应用

聚丙烯纤维混凝土广泛应用于刚性自防水结构立交高架桥桥面、桥墩、超长结构等领域。在立交桥的桥面板抗裂性研讨试验中，对聚丙烯混凝土进行了相关系列的缩短率测定试验和缩短应力分析的工作，实验结果证明聚丙烯纤维混凝土在应用于桥梁工程时，具有较好的阻裂功用。其主要施工应用的过程是:

(1)根据每次搅拌混凝土的总量，按照配合比的要求计算每次应该加入的纤维量;

(2)接着使用强制式搅拌机将砂石、水泥和纤维进行搅拌，可把原料和纤维一同加入搅拌机，但要保证纤维加在原料中间，先干拌约30s，加入水后，再湿拌30s秒左右，可以使纤维充分地扩散到原料中去;

(3)完成后随机取样检测，如果纤维在混凝土中已均匀分成单丝状，则混合合格，如仍有成束的纤维存在，则要对搅拌时间加长20～30s，才可使用;

(4)加入纤维的混凝土同普通混凝土施工的养护工艺完全一致。聚丙烯纤维混凝土有优良的抗裂性能，尤其对混凝土早起缩短裂缝并防止其扩大化具有明显的作用，聚丙烯纤维的掺入可以使得混凝土的抗渗性能增加约为25%～50%。聚丙烯纤维的掺入可以使得混凝土内部的原生裂纹范围减小、数量减少，在桥梁工程中使用时，纤维的存在可以增加陡峭裂缝尖端应力的会合程度，减小重复荷载下裂缝拓宽时的.塑性区域构成，能有效降低外力疲劳危害的累加。

2．3纤维混凝土在桥梁中的具体应用

(1)纤维混凝土桥面铺装纤维混凝土作桥面铺装，是纤维混凝土运用最成功、最广泛的领域。纤维混凝土应用于桥面铺装时，混凝土的配比数值同普通混凝土，不同在于用钢纤维或聚丙烯纤维替代钢筋网格，在铺装桥面时的厚度与普通钢筋网混凝土的厚度相同;需要注意的是，剪切类钢纤维混凝土中钢纤维含量约为75～120kg;聚丙烯纤维混凝土中为每立方米混凝土中聚丙烯纤维的含量约为0．9kg，纤维含量偏多或偏少对桥面工程施工都有影响。与钢筋网混凝土相比，桥面铺装时，纤维混凝土在抗弯折、抗裂、抗疲劳、耐磨的综合力学性能上比较优异，尤其运用于连续负弯矩的区段和较厚的桥面铺装时，其抗裂性能更是更胜一筹。

(2)加强梁体混凝土、改善抗裂性能宜宾中坝金沙江大桥400多米长的连续桥梁，一般跨径达20m，主要跨径达30m。在第一、二步骤的浇注后，还未通车使用时，梁体的底部和侧面已有大量明显的裂纹存在。经检算，梁体的布筋完全满足力学性能要求。对桥梁产生的裂纹进行修复的措施，就要从其混凝土材料中着手，首先在桥梁外露面混凝土内加防裂的细钢筋网;在梁体中加入聚丙烯纤维，含量是每立方米混凝土中约为0．9kg，经实践验证，最后桥梁梁体裂缝的宽度变窄了。

(3)用纤维混凝土进行旧桥加固长江大桥是一座修建近五十年，跨径10×40m+8×20m，桥梁全长510m的双曲拱桥，从前的设计荷载标准已不能适用于现在的交通需要。为了提高桥梁的承载力，补强方案拟采取增加拱肋缘钢筋和补充浇筑拱背及波谷处的混凝土。对旧桥的加固施工方法是:首先凿开并露出拱肋下缘主筋和箍筋，在原来的下缘主筋处点焊2－25的新钢筋，同时在外增加箍筋，最后喷射混凝土封住新加的下缘主筋和箍筋。以往加固施工使用的都是普通混凝土，具有反弹大、损耗量多、加固的效果不好等缺点，采用聚丙烯纤维混凝土喷射后，桥梁加强筋的回弹明显减少，防裂效果也得到了增强。

(4)纤维混凝土组合桥面板马鞍山长江大桥220m+500m+220m钢悬索桥方案中，拟采用钢纤维混凝土与钢组合桥面板，除了桥面与普通钢板桥面不同之外，截面其余部分两者均一致。实际应用时，钢桥面上的钢板厚度可达13mm，在钢板顶面直接铺沥青混凝土，而组合桥面是将桥面的钢板缩减至6mm，在钢板的顶面浇注斤9mm钢纤维混凝土组合层，在钢纤维混凝土的表面浇筑沥青，形成后天的磨耗层。

(5)聚丙烯纤维混凝土应用于铁路地道桥铁路地道桥采用的是框架形式，框架的底板是支撑在基础上的面支撑平板结构，采用的现浇施工会收到基础地面的约束加上钢筋混凝土的约束作用，其收缩应力大容易裂开。地道桥的侧墙直接与土体接触，对混凝土的抗渗性能要求较高。地道桥的顶板在浇筑时会受到侧墙的约束而产生较大的收缩应力，在运营阶段，地道桥顶板直接承受火车荷载，对抗冲击和抗疲劳的要求较高。设计中常采用加强钢筋布置、设置防裂钢筋网等方法。为保证其特性，可在地道框架结构中使用聚丙烯纤维混凝土，利用其优良的抗裂、抗渗、抗冲击、抗疲劳特性，较全面地提高顶板、底板和侧墙各部分的使用性能。

3结束语

钢纤维混凝土技术论文 篇7

1 钢纤维混凝土性能分析

钢纤维混凝土克服了普通混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点, 具有比沥青混凝土更为优良的抗裂性、耐磨耐疲劳、高韧性等性能, 经常使用于以承受车轮荷载疲劳和冲击作用为主的桥面结构。

2 钢纤维混凝土施工技术

2.1 拌和

拌和是保证钢纤维混凝土在混凝土基体中均匀分布的重要环节, 因此, 钢纤维混凝土路面施工须采用机械搅拌, 一般采用强制式或反锥式搅拌机, 为保证钢纤维混凝土搅拌均匀, 投料顺序为:水泥、粗集料、细集料、钢纤维, 其中纤维投料分三次投入拌和机中, 干拌均匀, 再加足水湿拌, 拌和时间一般为2~3分钟。

2.2 运料

在运送混合料时, 采用手推车、翻斗车或自卸汽车运输, 应缩短运送的时间和距离, 以免运输中振动使钢纤维下沉, 影响拌和料的均匀性, 运输中要防止钢纤维受污染, 运输最长时间以试验提供的水泥初凝时间并给予施工留有足够的操作时间为限。

2.3 浇筑

当混合料运送至指定地点后, 一般直接倒入安装好模板的路槽内, 并用人工找平, 落料时应避免同一处大堆落下, 在规定的连续施工区段内, 必须连续进行, 否则会造成钢纤维沿接缝隙表面排列, 不能产生增强作用, 易产生裂缝。

2.4 振捣

钢纤维混凝土的振捣机具宜用平板振捣器。若板厚在0.2m以内可一次摊铺成型, 振动时间一般以表面振出砂浆、混合料不再下沉为度, 严禁漏振, 再用两端置于外侧模板的振动梁, 沿摊铺方向振动压平, 振动过程中, 多余混合料被刮出, 低凹处应随时补足, 最后用置于两侧模板上的无缝钢管, 沿纵向滚压一遍, 确保路面的平整度。

2.5 养护

钢纤维混凝土与普通混凝土一样, 应及时养护, 当混凝土抹面2小时后, 当其表面具有一定硬度, 用手指轻压不出现痕迹时, 可以开始养生。可采用草袋、麻袋或湿砂 (约20-30mm) 覆盖于混凝土表面, 每天均匀洒水数次, 使其保持潮湿状态, 养护不得低于7天。

3 钢纤维混凝土质量控制

(1) 使用合格原材料;

(2) 事先应检测土基的密实度, 基层的强度、刚度和均匀性;

(3) 现场测定砂、石料的含水量, 根据试验配合比, 适当调整施工配合比;

(4) 摊铺前, 要检查基层的平整度、路拱横坡、模板标高等;

(5) 试件制作。每铺筑400方的钢纤维混凝土, 制作2组抗折试件 (以作7天和28天强度试验强度) 每增铺1000-2000m3钢纤维混凝土, 增做一组试件, 备作验收或检查后期强度时用, 试件在现场与路面相同条件下进行湿法养生, 施工中应及时测7天龄期试件强度, 检查是否达到28天龄期强度的70%以上, 达到设计要求。

4 工程实例

某大桥桥面原设计为8cm沥青混凝土。由于主跨梁顶面未设置调平层, 梁面平整度难以控制, 不利于保证沥青混凝土层的施工质量。此外箱梁顶的竖向预应力筋顶端处在沥青混凝土层内, 既影响沥青混凝土的摊铺, 又不利于锚头防腐。因此将这座大桥桥面铺装变更为钢筋纤维增强钢网混凝土CF40。

5 钢纤维混凝桥面铺装施工工艺

5.1 铺装层下的梁面或平层处理

根据大桥的具体情况, 采取3种处理方式:

(1) T梁引桥部分浇筑整体层时, 插入型d10mm剪力钢筋, 间距为75cm×75cm, 分别伸入整体层6m和铺装层5m。剪力筋作成型, 增加在铺装层内的锚固长度, 考虑施工车辆需要行走, 将部分剪力筋弯倒, 不留出尖角以免损伤轮胎。

(2) 在变更设计下达前, 部分区段已浇筑了整体化层。处理方法是将混凝土面凿花, 彻底清除浮浆, 并按75cm×75cm的间距在混凝土面钻孔, 插入d12mm钢筋棒, 用环氧树脂固结。

(3) 主桥箱梁顶面没有调层, 由于梁顶预应力筋较多, 不便钻孔插埋钢筋, 只能采取“地毯式”凿毛的方法, 彻底凿出新鲜混凝土面。

5.2 标高带及钢筋网设置

模板用角钢, 阴角朝上安装, 滚筒和角钢保持接触, 便于控制高程。角钢底用水泥砂浆填塞, 增强模板刚度及防止漏浆。角钢每隔1.5m设一个测点, 测量精度±1mm。

为增强防裂效果, 钢纤维混凝土铺装层内设置了直径d10mm, 间距15cm×15cm钢筋网。钢筋网距混凝土顶面3cm, 以便切缝。钢筋网用架立筋支撑, 并焊牢。网下保证3cm的净空。架立筋的密度不少于4根/m2。

5.3 钢纤维混凝土搅拌

(1) 使用强制式拌和机搅拌, 每次搅拌量不大于搅拌机额定搅拌量的80%。

(2) 钢纤维混凝土上搅拌的投料次序和方法应以搅拌过程中钢纤维不产生结团和搅拌匀为原则通过现场搅拌分析比较, 确定搅拌方式。经现场反复试验, 采用二次投料三次搅拌法。

5.4 切缝

纵向不切缝, 横向缩缝从墩顶起每10m一条, 并和防撞栏缩缝对齐。切缝时间必须恰到好处, 过早会因锯片振动, 使碎石和钢纤维与水泥黏结松动, 形成早期损坏;过迟则易造成混凝土先行收缩开裂, 一般以混凝土强度为8~15MPa时为宜。

5.5 抗滑处理

5.5.1 压纹

为保证质量, 对普通压纹轮进行了改进, 直径加大到8cm, 有效宽度38cm, 螺纹深1.2cm, 斜率53。压花在初凝后进行, 重复滚压2~3遍, 使其达到构造深度要求。

为提高混凝土表面的粗糙度, 防止雨天表面打滑, 大桥部分区段还采用了拉花板拉毛工艺。拉花面板用不锈钢扎制而成, 花纹间距15cm, 纹深2.5mm;将不锈钢板钉在专用拉花手柄上, 形成专用拉花板。

拉花前如果混凝土表面泌水, 则一定要待泌水干涸之后, 再光面拉花, 拉花后再压纹。这样的铺装层表面耐磨, 其构造深度非常理想。拉花板拉毛要掌握好拉毛时间, 保持接缝平顺, 不然会影响平整度。

5.5.2 刻槽

刻槽是在混凝土强度达到6~12MPa时用刻槽机切割出横向沟槽, 槽距25mm, 槽宽3mm, 槽深3mm。刻槽法能保证规范要求的抗滑构造深度指标, 但工效较低。使用刻槽法作抗滑处理时, 混凝土表面收浆抹平不宜做得太光滑, 否则桥面在雨后仍可能出现打滑现象。

6 结语

总而言之, 钢纤维混凝技术在桥梁施工方面具体应用过程中, 要注意加强控制建筑质量、合理选配符合建筑物设计的钢纤维混凝土材料。钢纤维混凝土技术所具有的优良性能、综合效益和技术发展力, 随着建筑业的不断发展, 钢纤维混凝技术必将有良好的发展应用前景。

参考文献

[1]金平华.路桥施工中钢纤维混凝土技术应用[J]中国新技术产品, 2011 (07) .

钢纤维混凝土技术论文 篇8

纤维混凝土的使用能有效增强混凝土早期的抗拉强度，可以最大限度地减少各种塑性裂纹发生的概率。根据水泥用量对水化反应放热及放热速率的影响，该工程预拌砼设计使用的沂州PO42.5水泥，以满足该地下室结构设计要求C35P6纤维混凝土强度等级。

一、水泥

采用山东沂州水泥集团沂州牌PO42.5水泥。沂州水泥系旋窑窑外分解新型干法生产工艺，规模大，质量稳定好。预拌砼生产企业近几年使用沂州PO42.5水泥沂州PO42.5水泥的各种技术参数数理统计分析，此水泥质量非常稳定，水泥的技术指标经检验：初凝170min，终凝235min，3d抗折强度5.8Mpa，3d抗压强度26.4Mpa，28d抗折强度7.7Mpa，28d抗压强 51Mpa，安定性合格。

二、粉煤灰

山东邹县电厂I级F类粉煤灰，密度2.4kg/m3，需水量94%，45μm方口筛余量10.4%，烧失量4.1%，安定性经检验合格。

三、粗骨料

选用临沂马厂胡石灰岩人工碎石、粒径5-31.5mm，含泥量0.25%，压碎值指标7.4%，表观密度2685kg/m3，针片状颗粒含量7.1%，符合连续级配要求。达到连续级配，不但能改善拌合物的可泵性，而且可以显著改善混凝土的密实度，增强其抗渗等后期耐久性。

四、细骨料

选用临沂沂河清水砂，中砂，表观密度2670kg/m3，细度模数2.9，含泥量1.2%，泥块含量0.4%，较低的含泥量和泥块含量对于降低设计用水量，减少拌合物坍损起到至关重要的作用。

五、化学外加剂

1、泵送剂

选用临沂隆华建材科技公司提供的聚羧酸NA-3泵送剂。2.0%掺量胶砂减水率达到26.0%，通过工程实际运用发现适宜的凝结时间有利于补偿收缩混凝土抗裂性能的发挥，可以控制减缓混凝土早期温升。掺入NA-3的混凝土配合比通过试拌验证得出以下数据：泵送剂性能指标见表1.

表1 泵送剂技术指标

2、膨胀纤维抗裂剂：

使用天津市金盛源特种建材有限公司生产的GB-A聚合物膨胀纤维抗裂剂。纤维膨胀剂掺入混凝土中后，依靠纤维在混凝土中巨大数量的均匀分布，水泥与高强度纤维丝相粘为致密的乱象分布的网状增强系统，加强了机体对集料的固着力，减少了集中应力的作用，减缓抑制了混凝土的开裂进程；尤其是有效抑制了连通裂缝的产生；膨胀纤维抗裂剂使用掺量以混凝土的试配结果满足要求而定，并参考厂家推荐掺胶凝材料总量6%-8%，以充分发挥该产品的应用效果。其技术指标见表2.

表2 高性能膨胀剂技术指标

根据以上原材料的技术参数，依据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》的设计要求及工程的设计要求，采取减少水泥用量；增大堆积密度；选取合理的砂率、水胶比、掺合料；选用与胶凝材料适用性良好，收缩比小的外加剂。经试拌验证，确定出强度在115%以上（标养28d值），和易性良好、经时坍损最小的施工配合比，如表3。

表3 施工配合比

埠东家园二期工程使用纤维砼，严格依据依据国家规范和行业规程的技术要求，严格控制原材料质量，砼拌合料关键是采用GB-A多功能型聚合物膨胀纤维抗裂剂；该聚合物膨胀纤维抗裂剂是采取先进的生产工艺、科学的复配技术，复合三膨胀源抗裂组分、高强聚丙烯单丝纤维及可再分散高分子聚合物等而制得的。由于聚丙烯单丝纤维以单位体积内巨大数量均匀分布于混凝土中，混凝土内部聚丙烯单丝纤维形成一种均匀的乱向支撑体系，从而产生一种有效的二级加强效果，可以消减混凝土塑性收缩的应力，抑制了混凝土的开裂进程，尤其是有效抑制了连通裂缝的产生；膨胀纤维抗裂剂与砼水泥水化产物发生复杂化学反应并适度膨胀，可防止混凝土收缩开裂，使混凝土达到增强抗裂防渗的目的；分散高分子聚合物具有粘结憎水的作用，改善了混凝土中水泥石与集料的界面结构，提高其粘结强度，进一步提高了混凝土的抗裂防渗性能。多种材料效果叠加，从根本上抑制了混凝土裂缝的产生和发展，提高了混凝土结构的使用寿命。采用膨胀纤维防水剂由于聚丙烯单丝纤维存在抑制混凝土早期表面干缩裂纹和后期内部裂缝。另外埠东家园二期工程使用纤维砼设计试配原料中一级优质粉煤灰的二次水化反应有效减缓混凝土初期的水化反应速率和早内部温度峰值。NA-3缓凝高效减水剂的应用将混凝土的凝结时间控制在预定适宜的时间段，有利于纤维混凝土抗裂性能的发挥，减少后期产生各种裂纹可能性。

大体积超长混凝土施工实践证明，控制裂缝的内因是优化砼配合比设计减少水化热以降低内部温度峰值，控制裂缝的外因通过保温保湿养护的手段有效减少内外温度差。因此在施工及后期保温养护等环节，施工技术人员会同砼预拌企业技术人员持续关注确保该工程混凝土早期的施工和易性、力学性能、后期耐久性等性能指标完全满足技术要求。

实践证明，埠东家园二期工程纤维混凝土使用，达到了设计要求，成功避免了地下室超长结构裂缝的产生。

钢纤维混凝土技术论文 篇9

纤维增强混凝土简称纤维混凝土,是在素混凝土基体中掺入均匀分散的短纤维而组成的`一种复合材料.其主要工作机理是利用均匀分散的短纤维来改善混凝土的脆性.在受力过程中,发挥纤维抗拉强度高、混凝土抗压强度高的各自优势,从而显著提高纤维混凝土材料的各项技术性能,使其具有优良的抗拉、抗弯、抗疲劳、抗冲击性能以及耐一磨耗、韧性高等特点.本文研究了聚丙烯纤维对桥面铺装混凝土的改性作用与机理.

作 者：韦志鹏 段振东 虞凌超  作者单位：韦志鹏(浙江登峰交通集团有限公司,浙江,杭州,311201)

段振东(杭州市萧山区交通规划设计研究院,浙江,杭州,310000)

活性炭纤维吸附及脱附技术研究 篇10

程萍

(常州大学环境与安全工程学院,江苏常州213164）

摘要：活性炭之后出现新一代的吸附材料：活性炭纤维，活性炭纤维的吸附力比颗粒活性炭高几倍到几十倍，吸附的速率也快到近100~1000倍，具有比分布均匀、吸附速度快、杂质少、表面积大、孔径适中、等优点。本文介绍了活性炭纤维的特征意义、制备技术、脱附技术、发展趋势和应用等方面。

关键词：活性炭纤维；制备方法；脱附技术；应用领域

Study on Adsorption and Desorption of Activated Carbon

Fibers

CHENG Ping(SchoolofEnvironmentalandSafetyEngineering,ChangzhouUniversity,Cha

ngzhou 213164,China)Abstract：Activated carbon fiber is a new generation of adsorbent after activated carbon.Its adsorption capacity is several to several times higher than that of granular activated carbon and its adsorption rate is 100-1000 times faster.It has the advantages of large surface area, moderate pore size, uniform distribution, fast adsorption, Less advantages.In this paper, the characteristics of activated carbon fiber, preparation technology, desorption technology, development trends and applications.Key words:Activated carbon fiber;preparation means;desorption technology;application fields 1.活性炭纤维的特征意义

1.1活性炭纤维定义

活性炭纤维（Activated Carbon Fiber，简称ACF）是经过活化的含炭纤维，简单地说它是将某种含碳纤维经过高温活化，然后表面出现纳米等级的孔径，比表面积增加，物化特性也随之改变。

[1]1.2比传统活性炭优势的体现

传统活性炭是通过活化处理的多孔炭，呈现颗粒状或者粉末状，活性碳纤维为纤维状，纤维上很多微孔，对于有机气体，活性炭纤维的吸附力比传统活性炭在空气中高几倍至几十倍，水溶液中也高5到6倍，吸附速率快到100至1000倍。近20多年活性炭纤维才开始使用，只有个别国家能生产它。它的原料可以是纸、布、丝等形式，它的市场价格比较高，40万/吨左右，(煤质活性炭价格1万/吨左右，椰壳活性炭价格2万/吨左右)。但它的制品成本只略有提高是因为它的重量比较轻。根据它的超强吸附能力可用在工业上回收有机溶剂，净化用水和空气。ACF具有比表面积大、孔径适中、分布均匀、吸附速度快、杂质少等优点;被广泛运用于工业、食品、空气净化、水处理、航空、军事等行业。

[2]1.3活性炭纤维的结构 1.3.1物理结构

ACF 微孔为主要孔，达到总体积90 %以上, 无大孔过渡孔, 孔径单分散而且小。ACF 的孔径小, 所以吸附分子进入微孔时被孔壁向内辐射的引力所握持, 所以ACF 不仅吸附量大, 而且吸附力强。它的微孔直接分布于纤维的表面, 所以吸附时能够直接与吸附质接触, 吸附和解吸过程很短, 因此有较高的吸附速率和解吸速率。

[3]1.3.2化学结构

ACF内碳元素量达到80 %以上,主要由碳原子组成 还有少量氧元素和氢元素, 部分 还有少量N、S 等杂原子。活性炭纤维表面的碳和氧元素能结合形成一系列支配表面化学结构的含氧官能团。[4]1.4活性炭纤维的特点

比表面积大，一般可达1000到1500m/g,吸附容量是粒状活性炭的5到10倍。外表面积大，吸脱附速度快，位粒状活性炭的10到100倍，成本低，设备体积小，强度较高，不容易密实和粉化，也不会造成二次污染。纯度高，可用于医疗卫生和食品等工业。由于碳含量高，耐高温，在400C以下正常使用。ACF吸附效率高，可以吸附重金属和低浓度的有害气体。

0

[5]

22.活性炭纤维的制备技术

2.1预处理

预处理主要分预氧化和盐浸渍两种。盐浸渍顾名思义就是把原料纤维充分浸渍在盐溶液中, 之后将其干燥。此方法比直接进行炭化或活化的既提高收率, 同时也改善了其纤维力学和吸附性能。预氧化处理一般采用空气预氧化, 原料纤维在一定的温度范围内, 慢慢预氧化一段时间, 或按照一定升温程序升温预氧化。预氧化主要是防止纤维高温炭化和活化的时候发生熔融并丝。将预氧化和盐浸渍处理相结合效果最佳。

[6]2.2炭化

炭化就是在N2等惰性气体的环境下在800～1000℃对纤维进行热处理, 然后除掉大部分非碳的成分, 最后形成有类似石墨微晶结构的炭化纤维。2.3活化

活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维, 使所得ACF 具有理想的微孔结构和较高的比表面积。活化的方法有化学活化法和气体活化法。用于活化的气体有CO2和O2等。水蒸汽、二氧化碳和碳的反应是吸热反应;氧和碳的反应是强放热反应, 难于控制反应温度。

3.活性炭纤维的脱附技术

3.1过热蒸汽脱附再生

利用吸附剂达到平衡后所吸附的介质在过热蒸汽或空气作用下进行热解和气提，从吸附剂中解吸出去。再生效果通常与吸附质的性质，特别是挥发性有关。因为ACF具有疏水性，所吸附的有机成分有较好的挥发性，用一般的空气或者过热水蒸汽就能得到不错的解吸效果。而有些有机物含有特殊的官能团沸点较高，使其随水蒸汽或空气挥发的可能性小；还有某些低分子醇，沸点低但是亲水性强，也不易随空气或者水蒸气挥发，所以为了有效脱除这类吸附物，须用较高温度的过热水蒸汽或空气根据热分解和高温挥发的双重作用解吸再生，如200～500 ℃的过热水蒸汽等。

但要值得注意的是：吸附完成后吸附剂还含有约4～5 倍自身重量的水难以用机械或气体吹脱方式除去水蒸汽的存在，不利于有机吸附质的热解，吸附剂再生效率受到一定影响解吸再生下来有机组分全部溶入饱和蒸汽中，需要冷凝处理。

[7]3.2电流加热脱附再生

ACF既有良好的吸附性能，同时又是良好的导体。向活性炭纤维上给予一定的电流，用其自身的电阻产热，使纤维上的有机吸附物组分升温发生热解吸，后通过空气、氮气等适量的气提介质将其氧化分解、气提出去，最后活性炭纤维得到再生。因为电加热时产生的热量较大，不用向系统中引入蒸汽和水，于是再生可以在很短的时间内完成。这种方法具有再生彻底、速度快、设备简单、易操作的优点。

注意点就是活性炭纤维起发热作用的电阻是由纤维束或纤维毡紧密压实结合成的整体产生的。压实密度和均匀性容易导致局部电流分布不均。因为不能采用过高的电流，所以限制了大的加热功率，如果要使活性炭纤维的快速再生，就必须对较大处理装置进行分段分解再生或者降低单个处理装置的规模。

[8]3.3电加热脱附再生

电加热属于热再生的一种方式，因为活性炭纤维导热性能良好，局部受热后的热量能快速扩散到其它部位，特别是气提介质的流动，可以在很短的时间里使均匀受热，温度能够迅速提高。相比电流加热的方式，电加热缓解了局部过热的问题，所以对气提介质的选择范围更大一点，既可采用氮气等惰性气体，也可以采用空气。同时对吸附处理装置的材料要求较低。在电加热再生过程中，为提高电的加热效率和使热量分布均匀，加热电阻应与活性炭纤维材料充分接触，减少死角。

3.4微波脱附再生

微波加热是一种全新的热能技术，与传统加热不同，微波加热不需要外部热源，而是向被加热材料内部辐射微波电磁场，推动其偶极子运动，使之相互碰撞、摩擦而生热。首先，加热速度快。由于微波能够深入含有一定水量的活性炭纤维内表面，从内部发生热量，减少了热传导阻力，将使加热速度提高了数十倍。其次，由于微波从内部发生热量，并对特定的需要加热的材料进行加热，而产生微波的装置本身不产生热辐射，热效率较高。第三，由于维持一定的微波频率和电场强度，受热体对微波功率的吸收仅取决于其不同的损耗因数，因水的损耗因数比干活性炭纤维大，水因吸收的热量多而得到快速的蒸发，避免了局部干活性炭纤维的过热干燥和热破坏，使整个活性炭纤维再生过程受热均匀。

注意点：微波再生装置一次性投资较高，但能耗较低，因此应在处理规模的基础上进行技术经济综合比较后采用。

[9]3.5其他脱附再生方法

其他可用于活性炭纤维再生的方法主要有有机溶剂再生、超临界萃取、湿式氧化法等。有机溶剂再生法是利用有机物相似相溶的原理，如对于含苯环或羟基醇类有机物可采用苯、丙酮、甲醇等有机溶剂洗涤再生。由于废水中污染组分复杂，再生后有机溶剂无法循环利用，再生过程复杂、处理费用大，目前采用的不多。超临界萃取是近年来发展的再生方法，主要溶剂有CO2、乙醇等，在临界压力和温度下，对吸附饱和后的有机物进行萃取再生。该技术目前尚不完善，再生过程稳定性差。湿式氧化法是采用较高的温度和压力，利用氧气或空气做介质，使有机物在液态下氧化成低分子有机酸、CO2 和水。该方法的主要问题是再生不彻底、设备要求高、能耗大、控制系统严格等。

4.国内外活性炭纤维发展趋势

4.1国外活性炭发展趋势

世界ACF的工业化生产已从西方转向中国等发展中国家，这种产业的转移在21世纪中期将持续进行。全球范围内日渐严规使得ACF的需求进一步增长，水处理行业一直是活性炭消费的巨大市场。其它需求增长较快的领域包括气体处理市场，美国在此领域的消费量中期内将增长5％。最大的潜在活性炭应用市场是燃煤火电厂所排放气体的净化

[10]

。由于人们对可能的生化恐怖袭击高度关注，核、细菌以及化学防护过滤器和个人防护服装对活性炭的需求也将逐步增加。

4.2国内活性炭发展趋势

我国一直是美国最大的活性炭输出国，日本是世界活性炭使用仅次于美国的国家，位居全球第2，日本也是我国第1活性炭出口目的地。我国活性炭出口的3大地区除东亚、美国之外，欧洲市场也是我国传统的活性炭出口目的地。我国的活性炭发展目前有以下几个特点：生产规模大型化、生产设备大型化和现代化、产品多样化、节能减排常态化、加强技术创新。

5.活性炭纤维的应用

5.1活性炭纤维在电子工业中的应用

有些电子元件, 如电阻型湿度检测元件等, 长期工作于被污染的环境中, 电阻值与湿度的相关性会发生变化, 导致测量精度下降。若用ACF 制作多孔吸滤罩将该元件保护起来, 则可避免上述问题, 从而可以保持其检测灵敏度。

利用ACF 的比表面积大, 细孔孔径适中、耐酸碱、导电性能及化学稳定性好等特点, 可用于制造电池电极、电容器等电子产品部件。

具有存储容量大、电导率高、在空气中使用稳定、体积密度小、可多次重复使用的特点。尤其是双层电容器, 容量是普通铝电解电容器的100 万倍, 可用于一些小型的存贮永久性电源。

比表面积大的ACF 还是捕集太阳光能的良好黑体, 它的导热率大, 容易实现光能向热能的转换, 而且ACF 比金属轻得多, 便于安装和使用。此外, ACF 在电极材料、驻电容器等方面也有很大的应用潜力。

5.2活性炭纤维在气体处理中的应用

含硫废气的排放是造成大气污染的主要原因之一, 其中SO2 是危害最大、数量最多的大气污染物。ACF具有吸附转化SO2 的独特性能, 对ACF 脱硫性能的研究已经成为科研人员广泛关注的焦点。目前, 具有较高的脱硫活性的ACF 主要是由聚丙烯腈和各向同性沥青前驱体转变成纤维后再活化制备的。ACF 对空气中的其他污染物如硫化氢、氮的氧化物、挥发性有机化合物等也有很好的吸附作用。另有研究发现, 以ACF 为吸附材料可高品质地从有机尾气中回收烷烃、烯烃、芳香烃、酮、醇、醛、卤代烃等有机溶剂和气体, 尾气中有机物的回收率达98 %以上[11]。

5.3活性炭纤维在水处理中的应用

ACF 用于处理生产废水的目的是:除去BOD、COD、TOC、颜色、臭味、油、苯酚等, 除去妨碍生物处理的物质和生物难于分解的物质, 除去汞及其他金属, 除去放射性核素, 制备再循环水。

ACF对饮用水净化有特殊功能, 载银的ACF具有很好的抗菌活性, 可用来软化饮用水并除去水中的细菌[14]。用ACF 处理饮用水中的三氯甲烷, 在相同的条件下, 其吸附量和有效吸附时间是柱状活性炭的2倍。ACF 还可用于工业废水的处理。用ACF 处理不同浓度的含酚有机废水不仅吸附速度快而且再生容易。ACF 对金属离子有较好的吸附能力, 故可将其用来处理无机废水。ACF 还可吸附水溶液中的Au3+ , Pt4+ , Fe3+并将其分别还原为Au，Pt2+ , Fe2+。

5.4活性炭纤维作为催化剂和催化剂载体应用

ACF 出色的耐热性、耐酸碱性使之可以作为催化剂的有效成分。以ACF 为载体的催化剂对NO 的催化还原作用比单一组分催化剂对NO 的转化率更高, 温度适应范围广, 催化剂寿命长。

ACF 还可用来制备载体催化剂。ACF 具有良好的导热性能, 掺入催化剂中, 能有效地提高催化剂的传热能力, 对于放热剧烈的反应尤为有利。用ACF 制作的负载型催化剂, 可用于化工反应体系、冶金、选矿的废气治理及汽车尾气治理等

[12]

。负载某金属如Cu 的ACF, 可在一定条件下将NOx 还原为N2,将CO在室温下就能转化为CO2 等。负载金属氢氧化物的ACF 也是良好的催化剂, 可将NO还原为N2。

5.5活性炭纤维在其他领域的应用 5.5.1劳保防护

用ACF 制成的防毒面具及化学防护衣, 适合有毒气体岗位的化学防护。此外, 可防化学辐射, 用于制作防化学辐射器材。

5.5.2环境监测

ACF 对大气、水中痕量物质有优良的吸附性能。已发明的ACF 环境监测仪器使用、携带方便。

5.5.3溶剂回收

ACF 吸脱附速度快、吸附容量大、脱附温度低、所含金属离子少, 可有效地将工业加工生产的低沸点化合物、脂肪族化合物、及某些危害人体健康的有机溶剂、毒剂、腐蚀性溶剂等脱除并回收。

5.5.4医疗服务

ACF 还可以净化血液中的病毒, 可作为内服解毒剂。制造人工肝脏、人工肝脏辅助装置和肾脏等。

6.展望

随着科学工作者的努力, ACF 的制备工艺不断得到完善,但仍然存在不足, 如造价高, 是GAC的10倍以上，故其应用受到限制, 没有活性炭颗粒应用广泛;制备理论方面的研究不够深入。所以今后制备ACF 的工作重点将会是:(1)改进设备、完善工艺、降低生产成本;(2)加强ACF 制备理论的研究,以为生产出有更高比表面积和吸附容量的ACF 提供理论基础;(3)不断开发新的原料, 生产出更多品种的ACF;(4)制备出与其它功能材料复合的ACF, 使其成为多功能复合材料。参考文献

钢纤维混凝土技术论文 篇11

关键词：市政路桥；工程施工；钢纤维混凝土技术

钢纤维混凝土技术是近年来应用于路桥工程的重要技术，作为一种新型的优质水泥基复合材料，具有施工简便、价格低廉以及性能优越等优点。该施工技术通过在混凝土中掺加钢纤维等措施，使路桥混凝土施工实现高抗拉、高承载的目的，对提高市政路桥施工质量及延长路桥使用寿命具有重要的意义。

1 钢纤维混凝土施工技术的力学优势

1.1强度和重量比值更高

在市政路桥施工应用钢纤维混凝土技术进行施工，路桥的路面厚度和普通混凝土之间的比例约为1：2，且路面只需设置横缝，而不需要设置纵缝。横缝的间距通常在20～30m之间，能最大限度提升公路桥梁路面的抗冲击力与拉伸力。

1.2抗拉、抗弯、抗压性能更高

在市政路桥施工中，钢纤维在混凝土中是呈短、不连续、乱向分散等特点分布的，这种分布特点能有效提高钢纤维混凝土的抗拉、抗弯、抗压性能。工程实践表明，钢纤维混凝土的单轴抗拉极限强度一般可达到普通混凝土的1.25倍以上，且抗弯极限强度也能达到普通混凝土的1.5倍以上；而抗冲击韧性则能达到普通混凝土的50倍以上。

1.3有利于延长路桥的使用寿命

钢纤维混凝土技术的应用，能有效提高钢纤维的抗拉性，使混凝土的收缩率有效降低。而且钢纤维混凝土于基体错动之后，其承载强度还能保持在400～800MPa之间。另外，在抗冻与耐磨性上，因钢纤维可随着温度的变化进行伸缩，故钢纤维混凝土能有效避免因温度变化而引起的裂缝、扩张等不良现象。

2 钢纤维混凝土施工技术

2.1配合比的控制

鋼纤维混凝土配合比控制的要求在于使路面厚度减薄，并提高钢纤维混凝土的抗弯强度。结合强度设计值与施工配制强度，从而确定试配抗压、抗折强度。其中，其抗折强度设计值为 。

fftm表示抗折强度设计值，ftm表示与钢纤维混凝土相同的材料、水灰配合比与素混凝土的抗折强度设计值；atm表示钢纤维对抗折强度的影响系数；Pf表示体积率；Lf/df 表示长径比。在施工中结合试配抗压强度进行水灰比的计算，可结合试配抗压强度明确钢纤维体积率，并通过进行混合材料用量的计算，以明确试配配合比。然后结合试配配合比进行性能试验，并通过进行单位体积用水量与砂率的调整，从而明确强度试验的配合比，最后通过强度试验结果进行钢纤维体积率与水灰比的合理调整，最终明确施工配合比。

2.2拌和与浇捣

为了避免搅拌时钢纤维混凝土出现纤维结团的现象，在施工中每拌和一次为搅拌量的80%。可采用滚动式搅拌机拌和，但要保证搅拌时钢纤维的均匀分布。投料顺序为：先粗集料、钢纤维，干拌1分钟之后加入细集料、水泥，再干拌1分钟。在拌合时分3次将钢纤维加入搅拌机，然后加入黄砂、水泥等，在全部材料加入后重新拌合3分钟，最后加水湿拌1min。另外，还需要做好钢纤维混凝土的浇捣工作。因其流动性较差，易在边角处产生蜂窝。因此，需要采用捣棒捣实其边角部分，并采用夯梁板进行整平处理。

2.3浇注与振捣

在施工中，为了保持钢纤维混凝土浇注的连续性、完整性，每次倒料需相压15～20cm，而且要保证钢纤维混凝土浇注的连续性。同时可采用插入式振动棒进行振捣，以形成集束效应，使钢纤维向振动棒的方向聚集，并在平板振动器振捣成型后，保证钢纤维的二维分布。在进行振捣棒振捣时，应确保边角混凝土密实度，以抵抗板体的收缩、温度应力。

2.4成型与接缝施工

因钢纤维混凝土具有纤维乱向分布、砂率大等特点，故其路面应进行机械抹平，避免钢纤维外露。同时，为了防止拉毛产生纤维外露，还应使用压纹机压纹工艺进行处理，并在拆模后及时处理纤维外露、漏振等现象。另外，由于钢纤维混凝土的抗裂性、收缩性比较好，故采用不设纵缝的整幅式。当钢纤维浇筑达到设计强度的50%之后，可进行缩缝的切锯。

3 在市政路桥施工中的应用

3.1在道路施工中的应用

因钢纤维混凝土路面具有冻融性、耐磨性良好、少设纵缝以及减薄铺装厚度等优点，能有效延长路面的使用寿命。其在道路施工中的应用主要包括以下几个方面：（1）新建全截面路面。钢纤维混凝土路面厚度一般是普通混凝土的50%左右，其钢纤维掺量仅为0.8～1.2%。一般情况下，双车道路面无需设置纵缝，横缝间距为20～30m；（2）新建复合式路面。复合式路面主要包括双层与三层式路面，其中双层式路面是指在全路面板厚上层进行钢纤维混凝土的铺设，占全厚的50%左右。而三层式路面是指在上层与下层都设置成钢纤维混凝土层，而在上层、下层之间夹普通混凝土层。但施工比较复杂，应在具有较高机械化铺设条件下才适用三层式路面。（3）碾压路面。在碾压混凝土中可掺进一定量的钢纤维，以改善碾压混凝土的力学性能，从而提高路面的强度及韧性。

3.2在桥梁施工中的应用

3.2.1桥面铺装

桥面与路面的钢纤维掺量仅占钢纤维混凝土的0.8～1.2%，这样比例的桥面铺装层能有效提高桥面与路面的抗裂性、耐磨性及舒适性，且能有效提升桥梁的抗折强度。因此在施工中可根据路面耐磨性能进行钢纤维混凝土与橡胶沥青混凝土的混凝使用，以提高桥梁本身的钢度，并减小铺装厚度及减轻桥梁结构的自重，从而提高桥梁弯折强度。

3.2.2桥梁部分

1）上部承受荷载部位。作为主梁或强化局部应力集中区，进一步改进结构的受力性能，能有效降低结构的变形程度，并减轻自重。钢纤维混凝土的应用，能有效减少上部材料用量，并减少下部墩台数量，不仅能提高桥梁的结构性能及美观性，还能降低工程造价。2）桥梁墩台的加固。在施工中可采用转子Ⅱ型喷射机进行钢纤维混凝土的喷射，厚度为5～20cm，从而能满足桥梁结构的完整性及抗震性。一般可采用剪切钢纤维，掺入量应为1%左右，水泥可选用硫铝酸盐水泥，以提高桥梁各个部位的抗裂性能。

3.3.3土桩部分

在土桩部分的施工中应用钢纤维混凝土，能有效提高桩顶或桩尖等部位的抗冲击韧性，并增强桩的增加桩尖入土能力，使锤击次数减少，还能进一步提升打击速度。但在实际施工中，土桩部分一般只是在桩顶、桩尖部位应用钢纤维混凝土，较少进行全断面的钢纤维混凝土浇筑，而桩身部分可采用预应力钢筋混凝土，主要是为了降低工程造价。

4 小结

综上所述，钢纤维混凝土是一种基于普通混凝土掺入适量钢纤维而形成的多相、多组分新型复合材料，具有较好的耐压性、抗剪性、抗冻性，能有效克服普通混凝土的弱点，并进一步改善混凝土的力学性能，在现代市政路桥施工中的应用，有利于提高路桥的施工质量及延长其使用寿命。

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