纖維混凝土的發(fā)展始于20世紀(jì)初,其中以鋼纖維混凝土研究的時(shí)間最早、應(yīng)用的最廣泛。早在1910年,美國(guó)的H.F.Porter就發(fā)表了關(guān)于短鋼纖維增強(qiáng)混凝土的第一篇論文。
1911年,美國(guó)的Graham則提出了將鋼纖維加入普通鋼筋混凝土中。20世紀(jì)40年代,由于軍事工程的需要,英、美、法、德等國(guó)的學(xué)者,先后發(fā)表了纖維混凝土的研究報(bào)告,但這些研究報(bào)告均未能從理論上說明纖維對(duì)混凝土的增強(qiáng)機(jī)理,因而限制了這種復(fù)合材料在工程結(jié)構(gòu)中的推廣應(yīng)用。
纖維混凝土真正進(jìn)入應(yīng)用于工程的研究,是在經(jīng)過50年后的20世紀(jì)60年代初期。
1963年,美國(guó)的J.P.Romualdi等發(fā)表了鋼纖維約束混凝土裂縫發(fā)展機(jī)理的研究報(bào)告,首次提出了纖維的阻裂機(jī)理(或稱纖維間距理論),才使這種復(fù)合材料的發(fā)展有實(shí)質(zhì)性的突破,尤其鋼纖維混凝土的研究和應(yīng)用受到高度重視。1966年,美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)成立了纖維混凝土專業(yè)委員會(huì)(ACI544委員會(huì)),繼而國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)也增設(shè)了纖維增強(qiáng)水泥制品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(簡(jiǎn)稱ISO TC77)。
我國(guó)開展纖維混凝土的研究起步較晚,大約于20世紀(jì)70年代末,有關(guān)科研單位和大專院校才開始研究纖維混凝土的配合比、增強(qiáng)機(jī)理、物理力學(xué)性能等,并使纖維混凝土在實(shí)際工程中得以應(yīng)用。目前,在一些水利、交通、軍工、建筑、礦山等行業(yè),纖維混凝土已有成功的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),我國(guó)對(duì)于纖維混凝土已從實(shí)驗(yàn)研究階段逐漸過渡到了實(shí)際工程的應(yīng)用階段。
隨著人們對(duì)這些新型材料的認(rèn)識(shí)深化,其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。就目前的情況來看,纖維混凝土,特別是鋼纖維混凝土在大面積混凝土工程上的應(yīng)用最為成功。若鋼纖維摻量大約為混凝土體積的2.0%,其抗彎強(qiáng)度可提高2.5~3.0倍,韌性可提高10倍以上,抗拉強(qiáng)度可提高20%~50%。
鋼纖維混凝土在工程中應(yīng)用很廣,如橋面部分的罩面和結(jié)構(gòu);公路、地面、街道和飛機(jī)跑道;坦克停車場(chǎng)的鋪面和結(jié)構(gòu);采礦和隧道工程、耐火工程以及大體積混凝土工程的維護(hù)與補(bǔ)強(qiáng)等。此外,在預(yù)制構(gòu)件方面也有不少應(yīng)用,而且除了鋼纖維,玻璃纖維、聚丙烯纖維在混凝土中的應(yīng)用也取得了一定經(jīng)驗(yàn)。纖維混凝土預(yù)制構(gòu)件主要有管道、樓板、墻板、柱、樓梯、梁、浮碼頭、船殼、機(jī)架、機(jī)座及電線桿等。
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