摘要：普通混凝土具有較高的抗壓強度，但抗拉，抗裂和韌性都很差。在普通混凝土中摻入適量鋼纖維配制而成的混凝土稱為鋼纖維混凝土。鋼纖維會對混凝土的抗拉，抗裂，韌性以及抗壓、抗彎、抗折強度都有很大提高。鋼纖維混凝土作為一種新型混凝土，有它獨特優點和性能。
　　關鍵字：鋼纖維混凝土，力學性能，增強作用，應用
　　
　　鋼纖維混凝土的生產工藝中，主要問題是怎樣有效的將纖維材料均勻的分散于混凝土內，避免剛纖維成團或密結。這與混凝土的投料次序有很大關系，一般應先將骨料與細集料進行干拌，然后加入已疏散的纖維材料，經攪拌均勻在加入水泥和水。若水泥和水加入過早，纖維吸水后，在水的表面張力和纖維之間的吸附力作用下，加之水泥的粘結作用，鋼纖維結塊成團，直接影響鋼纖維混凝土的均勻性，這樣會大大降低鋼纖維混凝土的性能。
　　1纖維對混凝土的增強作用的作用機理
　　根據國內外理論研究和實驗結果，與普通混凝土相比，鋼纖維混凝土的力學性能明顯提高，其抗拉強度一般可提高2倍左右，抗彎強度是普通混凝土抗彎強度的2.5-3.5倍，抗沖擊強度的提高更為明顯，一般可達普通混凝土的5倍以上，甚至可達20倍之多。
　　目前，對于鋼纖維混凝土的增強機理，存在著兩種不同的解釋。一種是美國Rmuald提出的纖維間距機理;一種是英國Swamy、Manga等人提出的復合材料機理。下面我們主要用纖維間距機理進行分析。
　　纖維間距機理是基于線彈性斷裂力學的基礎上來說明纖維對于裂縫發生和發展的約束作用的。該機理認為，在混凝土內部原來就存在缺陷，欲提高這種材料的強度，就必須盡可能地減小缺陷的程度，提高韌性，降低內部裂縫端部的應力集中系數。這一機理可由下圖的力學模型來說明。
　　                                 
　　該模型假定纖維在混凝土拉應力方向呈棋盤分布(間隔S)，裂縫(半徑為a)存在于4根鋼纖維所圍住的中心，此時，由于拉伸應力所引起的粘結應力分布()產生于和纖維相鄰近的裂縫端部附近，起著約束裂縫開展的作用。如果設拉伸應力引起的內部裂縫端部應力集中系數為，而與裂縫端部相鄰近的粘結應力分布產生的具有相反意義的、起約束作用的應力集中系數為，則總的應力系數就將減小，即:
　　                                            
　　所以初裂強度得以提高。可見，單位面積內的纖維數越多，纖維間距愈小，強度提高的效果就越好;且纖維的彈性模量越大，抗裂效果越好。抗裂效果好了，其抗彎強度、抗沖擊強度、抗疲勞強度、延展性韌性等力學性能也相應的提高。
　　1.1對抗壓強度的提高
　　鋼纖維對混凝土的抗壓強度有所提高。這是因為將鋼纖維摻入混凝土中，在抗拉過程中可以阻止裂縫的發展，從而增強混凝土的極限抗拉強度。
　　1.2對抗折強度的提高
　　鋼纖維對混凝土的抗折作用有所提高。因為基體通過界面粘結力將荷載傳遞給鋼纖維,而鋼纖維可以約束裂縫的延伸和橫貫裂縫傳遞內力.這時鋼纖維與基體作為整體共同承擔荷載,使承載能力顯著提高.當鋼纖維與混凝土基體之間的界面粘結強度達到極限時,此時鋼纖維從纖維錨固最短,受力最大的裂縫處開使,依次從基體中拔出,鋼纖維混凝土的承載能力逐漸減小制至破壞.因此鋼纖維的摻量越大,對裂縫約束作用和傳遞內力的作用越強且破壞時由于纖維拔出所消耗的能量也越大,所以增強效果越好.
　　1.3對劈裂抗拉強度的提高
　　鋼纖維的加入能使混凝土的劈裂抗拉強度有明顯的增強。對于劈裂抗拉試件拉
　　應力是發生在最終斷裂面的全截面上，在這個截面上所有鋼纖維均會起到增強作用，隨著外部荷載逐漸增大，試件橫斷面的中性軸逐漸上移，受拉區的纖維依次發揮作用，所以增強效果比較明顯。
　　2鋼纖維混凝土的經濟優勢
　　鋼纖維混凝土具有顯著的經濟技術效益。具體表現在:可取代或部分取代鋼筋或者降低鋼筋直徑1一2mm；在同等強度卜可減少混凝土量2既聽~3哪減薄而層厚度;縮短施工周期2畢似上，提高工程質量，降低工程維修費用，延長工程使用壽命;鋼纖維混凝土具有普通混凝土一樣的施工性能，與普通的混凝土同樣攪拌施工，不需要增添設備，不增加施工成木。即使鋼纖維在混凝土中摻量達到120Kg間時，也能分布均勻，不結團，并能滿足商品混凝土攪拌站組織生產和現場泵送施工要求。
　　3鋼纖維混凝土的應用
　　由于鋼纖維混凝土的優越性能，使其在建筑結構、橋梁結構和橋面工程、鐵路軌枕、和礦山井巷、交通隧道、地下洞室支護、軍事工程及結構物的修補和加固、水下等方面得到了廣泛應用。
　　在建筑結構領域中，主要用于房屋建筑結構、工業及民用建筑的抗震節點和剛性屋面、地下防水工程等方面。房屋建筑結構方面，主要是由于鋼纖維混凝土具有各向同性的增強效果，因而是抵御結購構件各種復雜應力的理想材料；在結構抗震節點方面，主要是利用鋼纖維混凝土代替箍筋來解決抗震節點中箍筋過密的問題；在剛性屋面方面主要是應用其代替鋼筋或鋼絲網作屋面剛性防水層；在地下防水工程中，鋼纖維混凝土與防水劑結合形成性能優良的防潮、阻裂、耐磨材料。
　　在橋梁結構和橋面工程中，主要利用其高韌性，優良的抗拉、抗彎、抗沖擊、抗疲勞和控制裂縫的性能。鋼纖維混凝土不僅提高了橋梁的承載能力，而且對于減輕橋梁結構自重、節省混凝土和鋼材用量以及下部墩臺圬工數量等效果明顯，且取得了明顯的經濟效益。
　　在鐵路軌枕方面，主要應用其良好的抗拉、抗裂和抗沖擊性能，有效地改善了局部軌枕傷損嚴重的情況，提高了軌枕的使用壽命，尤其是對小半徑曲線部分和鋼軌接頭部分軌枕，使用效果尤為顯著。
　　在礦山井巷、交通隧道、地下洞室支護和軍事工程等方面，主要是應用噴射鋼纖維混凝土來代替普通混凝土加強坑道的支護，增強坑道的防滲性能;在結構物的修補和加固方面，鋼纖維混凝土主要用于代替鋼絲網混凝土進行傷損修復與加固;此外，在水工方面，主要是利用鋼纖維混凝土奶磨損和抗腐蝕、抗滲性好等特點，來承受高速水流的沖刷與侵蝕作用。
　　4總結
　　鋼纖維混凝土作為一種新型混凝土，有它獨特優點和性能。也有需要進一步解決的問題，因此推廣應用還需要一個認識、實踐、再認識的過程。隨著科學技術的進步和鋼纖維混凝土的研究的不斷深入，相信在不久的將來，鋼纖維混凝土一定會在更多的應用范圍顯示出其許多潛在的優越性。
　　
　　參考文獻
　　[1]任勇華，楊俊芬，李國新，李智。鋼纖維對高強輕骨料混凝土的增強效果研究,混凝
　　土[J]，2006，6
　　[2]馮克勤，陳耀東。混凝土工程[M],中國建筑工業出版社，1981，5:176
　　[3]宋凈飛，鋼纖維混凝土的加強機理分析，交通標準化[J],2006,8
　　[4]李國明，鋼纖維混凝土的性能及其應用實例，廣東建材[J],2005,6