纤维混凝土的应用

一般情况下，纤维在混凝土中沿整个横、竖截面，随机乱向分布的，可能是二维的，也可能是三维的，纤维在混凝土中对抵抗使用荷载产生的拉应力是无效的。尽管纤维混凝土在与传统上的钢筋混凝土在增强原理上是相同的，但两者之间仍然存在几点明显差异：
　　1．纤维在特定体积内沿整个截面均匀分布，而钢筋、钢索只在需要位置处设置；
　　2．与连续的钢筋和钢索相比，大多数纤维相对较短且间距较近，单根受力时一般不够锚固长度，而钢筋、钢索一般在需要切断后，还有一个满足规范要求的锚固长度。
　　3．一般来说，使用相同增强材料下，采用纤维增强不可能获得与钢筋、钢索相同的增强效果；
　　4．混凝土中纤维体积掺量通常较小，一般小于1%，但却能有效减少混凝土塑形收缩裂缝；
　　5．纤维混凝土最适用于厚度较薄，且对裂缝要求较高的结构，这种结构如采用传统的钢筋增强，要正确的放置钢筋位置是十分困难的；另外喷射混凝土适合制作形状不规则的产品，与具有等效强度厚度较大的钢筋混凝土相比，采用相对较薄的纤维混凝土可以显著减轻结构自重。
　　
　　二、纤维的类型、性能对混凝土的影响
　　
　　通常在工程实践中经常使用的纤维类型有如下几点，钢纤维、塑料合成纤维、玻璃纤维及各种天然纤维如木纤维等；纤维的形状有圆形、平直、波纹状、矩形及不规则形；典型的长度6～150mm，厚度（直径）0.005～0.75mm；纤维一般在搅拌时加入混凝土。常用纤维的性能见下表：
　　
　　钢纤维在混凝土中的体积掺量一般在0.25～2%之间，超过2%时，一般会影响可操作性和纤维的分散性，达不到相应性能。另外钢纤维不会影响混凝土的自由收缩，在发生收缩时，钢纤维会延缓约束混凝土的裂缝的发展，同时通过徐变改善应力的释放。钢纤维混凝土主要是利用钢纤维改善了混凝土的抗冲击强度和韧性。基于这个性能，钢纤维在机场跑道和公路桥梁的面罩、面层中应用最为普遍。
　　玻璃纤维分为传统的硼硅酸盐玻璃（E玻璃）纤维和碳酸钠-石灰-二氧化锰玻璃（A玻璃）纤维以及抗碱玻璃（AR玻璃）纤维。玻璃纤维在单项工程中用量最大的是用米制作建筑物正面的外墙板。
　　合成纤维是随着石化工业和纺织工业发展而产生的人造纤维，主要类型大致有：丙烯酸纤维、碳纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等，合成纤维掺入混凝土内，能够减少塑性收缩裂缝和沉降裂缝，有助于改善混凝土断裂后的性能，但合成纤维与混凝土的粘结强度强度较低，对于一些高强度的合成纤维价格又比较昂贵。
　　天然纤维在传统的钢筋混凝土出现以前，天然纤维早已被作为增强材料如稻草增强粘土砖等，但由于天然纤维的物理性能随着外部环境（特别是湿度）的变化而变化较大，严重影响纤维与基体间的粘结强度，所以目前现代结构中采用不多。
　　
　　三、结束语
　　
　　随着科技的发展，以及结构施工工艺的改善，纤维的品种、性能及掺入量都可能大量的出现和较大的提高，对于在工程中的应用范围也将越来越广。