镀铜钢纤维的主要功能:在混凝土中掺入适量的钢纤维,其抗拉强度提高20%-50%,抗弯强度提高40%-80%。在通常的纤维掺量下,冲击抗压韧性可提高2-7倍,冲击抗剪,抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。由于钢纤维混凝土的抗裂性、整体性好,因而耐冻融、耐热性、耐磨性、抗气蚀性和抗腐蚀性均有显著提高。混凝土集体本身就是一种多相、多组分、非匀质的颗粒型脆性复合材料,其抗压比只有十分左右,阻裂能力很低。钢纤维的掺入,阻止了裂缝引发,减少与缩小裂缝源尺度和数量;在受力过程中,又抑制了裂缝的引伸和扩展,缓和了裂缝应力和集中程度。
耐久性能显著提高:由于钢纤维混凝土抗裂性、整体性好,因而耐冻融性、耐热性、耐磨性、抗气蚀性和抗腐蚀性均有显著提高。掺有1.5%的钢纤维混凝土经150次冻融循环,其抗压和抗弯强度下降20%,而其他条件相同的普通混凝土却下降60%以上;经过200次冻融循环,钢纤维混凝土试件仍保持完好。掺 量为1%、强度等级为CF35的钢纤维混凝土耐磨损失比普通混凝土降低30%。掺有2%的钢纤维高强混凝土抗气蚀能力较其他条件相同的高强混凝土提高 1.4倍。钢纤维混凝土在空气、污水和海水中都呈现良好的耐腐蚀性,暴露在污水和海水中5年后的试件碳化深度小于5,只有表层的钢纤维产生锈斑,内部 钢纤维未锈蚀,不像普通钢筋混凝土中钢盘锈蚀后,锈蚀层体积膨胀而将混凝土胀裂。
钢纤维混凝土的物理和力学性能具体表现在:具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度。在混凝土中掺入适量钢纤维,其抗压强度提高10%~80%(C50以上混凝土提高幅度显著),抗拉强度提高50%~,抗弯强度提高50%~80%, 抗剪强度提高50%~。试验表明,长度为5~15,长径比为10~30的**短钢纤维抗压强度提高幅度较短纤维大得多,但抗拉强度、抗折强度较 短纤维低得多。
钢纤维混凝土中乱向分布的钢纤维主要作用是阻碍混凝土内部微裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展。在受荷(拉、弯)初期,水泥基料与纤维共同承受外力,当 混凝土开裂后,横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。因此钢纤维混凝土与普通混凝土相比具有一系列优越的物理和力学性能。
收缩性能明显改善:在通常的纤维掺量下,钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%~9%。抗疲劳性能显著提高:钢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%钢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%钢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。
以上一系列科研成果内容涵盖了普通铁路与高速铁路桥梁附属设施与主体结构,全面奠定了RPC材料在上述领域的应用基础,对于提高铁路桥梁主体和附属设施寿命、减少维护量、降低综合使用成本有着重要实际意义。铁路客运专线桥梁RPC材料盖板、栏杆和挡板暂行技术条件已于2006年10月正式颁布,这使得RPC材料在铁路桥梁附属设施方面的应用具备了技术依据。
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