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军用新材料技术论文
军用新材料技术论文 军用新材料技术论文篇一 新材料新技术 摘 要:钢纤维混凝土是一种新型的复合建筑材料,具有较高的抗拉强 度和断裂韧性、抗疲劳等性能,其物理和力学性能优于普通混凝土,在建筑工程界 具有很大的实用价值。关键词:钢纤维;钢纤维混凝土 19世纪上半叶,混凝土的出现使建筑业经历了一场深刻的革命,尽管混 凝土有着抗压强度高的优点,然而它也存在固有的弱点――如构件的自重大、易 于塑性干缩开裂、抗疲劳能力低、韧性差、抗拉强度低(一般仅为抗压强度的7% ～14%)、易产生裂纹、抗冲击碎裂性差等,限制了在工程中的使用范围。这些弱 点随着混凝土强度的提高显得尤为突出。因此,长期以来许多专家和学者不断探 索改善混凝土性能(主要是提高抗拉性能,增强耐久性)的各种方法和途径,于是,提 出了一种以传统素混凝土为基体的新型复合材料――钢纤维混凝土。
一、钢纤维的基本性质 (一)钢纤维的类型及特征参数 钢纤维按材质分,有普通碳钢钢纤维和不锈钢钢纤维,其中以普通钢钢 纤维用量居多;按外形分有长直形、压痕形、波浪形、弯钩形、大头形、扭曲形;
按截面形状分有圆形、矩形、月牙形及不规则形;按生产工艺分有切断型、剪切 型、铣削型及熔抽型;按施工用途分有浇筑用钢纤维和喷射用钢纤维。
为满足钢纤维的增强效果与施工性能,通常采用钢纤维长度为15～ 60mm,直径或等效直径为0.3～1.2mm,长径比为30～100,纤维的体积掺量为0.5% ～2%。
(二)钢纤维的主要性能 钢纤维的主要性能包括抗拉强度与黏结强度。试验表明,由于普通钢纤维混凝土主要是因钢纤维拔出而破坏,并不是因钢纤维拉断而破坏,因此钢纤维 的抗拉强度一般能满足使用要求,而其与混凝土基体界面的黏结强度是影响钢纤 维混凝土性能的主要因素。黏结强度除与基体的性能有关外,就钢纤维本身而言, 与钢纤维的外形和截面形状有关。
二、钢纤维混凝土 钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete简称SFRC)是在普通混 凝土中掺入少量低碳钢、不锈钢和玻璃钢的纤维后形成的一种比较均匀而多向配 筋的混凝土。钢纤维的掺入量按体积一般为l%～2%,而按重量计每立方米混凝土 中掺70～100Kg左右钢纤维,钢纤维的长度宜为25～60mm,直径为0.25～1.25mm, 长度与直径的最佳比值为50～700。
国内外对钢纤维的作用机理和钢纤维混凝土的基本性能做了大量的 研究,现归纳如下: 钢纤维混凝土中乱向分布的短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。
与普通混凝土相比,不仅能改善抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂性能, 而且能大大增强混凝土的断裂韧性和抗冲击性能,显著提高结构的疲劳性能及其 耐久性。尤其是韧性可增加l0-20倍,美国对钢纤维混凝土与普通混凝土力学性能 比较的试验结果见下表: 我国对SFRC与普通混凝土力学性能做了比较试验,当钢纤维掺入量 为15%～20%、水灰比为0.45时: (一)强度和重量比值增大 这是钢纤维混凝土具有优越经济性的重要标志。
(二)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,其抗拉强度提高25%～50%,抗弯强度提 高40%～80%,抗剪强度提高50%～100%。
(三)具有卓越的抗冲击性能材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能,称为冲击韧性,在通常的纤维掺 量下,冲击抗压韧性可提高2～7倍,冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。
(四)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%。
(五)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。
(六)耐久性能显著提高 钢纤维混凝土除抗渗性能与普通混凝土相比没有明显变化外,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 强度下降约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然保持完好。掺量为1%、强度等级为CF35的钢纤维混 凝土耐磨损比普通混凝土降低30%。掺有2%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5mm,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筋锈蚀后,锈 蚀层体积膨胀而将混凝土胀裂。
三、结束语 钢纤维混凝土在多方面的性能都优于普通混凝土,可以解决钢筋混凝 土难以解决的裂缝、耐久性等问题因此,钢纤维混凝土在建筑工程、水利水电工 程中具有广阔应用前景。目前钢纤维混凝土在应用中主要的问题是钢纤维生产成 本较高,造成钢纤维混凝土初始造价较高。为了使钢纤维混凝土得到广泛应用:一 方面,应努力降低钢纤维生产成本从而降低钢纤维混凝土的造价;另一方面,在应 用时,不应只计一次性投资,而应考虑钢纤维混凝土的优越使用性能、较低的维修费和使用寿命延长等综合经济效益。
军用新材料技术论文篇二 新技术新材料在建筑工程中的应用 【摘 要】近年来，随着新技术新材料在建筑工程中推广使用，使建 筑工程得到一个好的发展。本文主要就对一些做一些论述。
【关键词】新技术;新材料;应用 建筑市场竞争激烈，要想开拓市场站稳脚跟，谋求更大的发展，必须 依靠科技创新来增强企业实力，保证施工的关键技术、材料、工艺、设备紧跟国 际发展趋势，与行业先进水平同步。
1 新材料在建筑工程中的应用 目前在我国的建筑行业中金属饰板利用、粉煤灰、空心砖、地暖专用 管PEX、环氧树脂、挤塑聚苯乙烯板、复合土工膜等新材料的使用已经比较普遍。
特别是在混凝土应用方面，在混凝土配料时，加入粉煤灰可以有效减少水泥用量 并降低水泥的水化热作用，减少浇板裂缝等问题。在工程建筑过程中，部分裂缝 时有出现，主要的处理方法是对裂缝进行封闭处理，针对上下贯穿的裂缝，现浇 板上面的裂缝用防水油膏或堵漏灵进行封堵，下部的裂缝刷上环氧树脂胶后贴上 网格布进行封闭，就能产生较好的外观效果。
2 新技术在建筑工程中的应用 2.1 大体积混凝土施工 对于大体积混凝上施工中，大体积混凝上施工过程中，由于混凝土中 水泥的放热反应比较复杂，一旦产生的温度超过混凝土所能承受的拉力极限值时， 混凝土就会出现裂缝。因此，防止混凝土出现有害的温度裂缝是施工技术的关键 问题。施工中应当根据具体情况和温度进行科学计算，确定浇筑方式。然后根据 确定的施工方案计算结果确定浇筑设备和劳动力数量。常用的浇筑方法是用混凝 土泵浇筑或用塔式起重机浇筑。浇筑混凝土应合理分段分层进行，使混凝土沿高 度均匀上升，浇筑应在室外气温较低时进行。大体积混凝上分段浇筑完毕后，应在混凝上初凝后终凝前进行一次振捣作业以排除表面渗水，用木拍反复抹压密实， 消除最先出现的表面裂缝。
2.2 防水施工技术 防水实际上就是在与水接触的部位防渗漏、防有害裂缝的出现。我们 应该遵循综合治理、多道设防、刚柔结合、防排并用、复合防水、全面设防、节 点密封的施工原则，科学选择防水材料。
2.2.1 对于屋面防水，聚合物水泥基复合涂膜施工方法有着显著地优 势。这种工艺的施工方法是现在塔楼屋面及裙楼屋面施工时涂膜应分遍涂布，先 涂的涂料干燥成膜后方涂布后一遍涂料。铺设方向保证在平面上成90°夹角，最 上面涂层厚度≥1mm。涂膜防水层的末端用防水涂料多遍涂刷，为避免流淌、堆 积问题，防水层反起墙面应≥250mm。
2.2.2 对于外墙防水，宜采用加气砼砖墙的施工模式，即在加气砼砌 块墙体抹灰前先在两种不同材料之间的界面挂钢丝网。钢丝网固定后再进行基面 处理，采用20%的108胶水，再掺以15%的水泥配成浆体涂刷。基面处理后再进 行抹灰层施工。砌筑时严禁使用干砖或含水饱和的砖。水平灰缝厚度和竖向灰缝 宽度控制在10±2mm范围，水平灰缝砂浆饱满度≥80%。
2.3 金刚砂耐磨地坪 金刚砂业内一般认为是一种掺有高级配置的金刚砂骨料，通常是与高 标号水泥以及其他一些添加剂等拌合而成的一种粉剂。通常在混凝土初凝前，用 在混凝土表面，依靠提浆、压标、收光等方法从而在表面形成一个硬化层，从而 使混凝土的硬度、耐磨度增强，并且它还有防止地面起灰的作用。金刚砂地面的 耐磨强度主要依靠其粉剂中的金刚砂骨料。钛合金、石炭化硅、氧化铝、氧化铜 以及石英砂等是其主要成分。金刚砂地面的施工方法主要有两种：一次成型法和 二次成型法。一次成型法是在浇筑混凝土后，在混凝土初凝时撒金刚砂，而后进 行提浆、抹平、压光作业。这种施工工艺直接简单，同时可以避免起层、空鼓。
然而作业中难以保证地面的平整度。二次成型法，即先浇混凝土地面基层，待基 层强度达到要求时再施工细石混凝土找平层，在找平层上撒金刚砂，然后进行提 浆、抹平、压光工作。该工艺可以有效弥补一次成型法的不足，然而在结合面作 业时处理不好则容易空鼓、开裂。2.4 钢筋连接施工 钢筋连接施工中，机械连接、焊接接头面积应当≤ 50%。如遇钢筋数 量单数时，百分率略微上浮几个百分点也是可控的。受压区则不在限制范围内。
绑扎接头面积中，受拉钢筋梁、板、墙类不宜大于25% ，立柱不宜大于50%。
当工程中确有必要增大接头面积百分率时，梁受拉钢筋不应大于50%，其他构件 可根据实际情况放宽。目前行业中产生了一种新的接头控制工艺，即直螺纹接头 连接。对于钢筋直螺纹连接，首先需将装好连接套筒的一端钢筋拧到被连接钢筋 上，确保套筒外露不超过一个扣，其他工序不变。在接头检验的工序中，当接头 连接完成后，由质检人员分批检验。可按如此方式检验，目测接头两端外露螺纹 长度是否等长，且不超过一个完整丝扣，每300 个接头为一批，每批抽验一组(3 个接头)，要求确保钢筋连接质量合格。
2.5 屋面施工 屋面施工主要环节是屋面的防水施工，业内目前通常采用传统的防水 卷材，包括沥青防水卷材、合成高分子防水卷材以及高聚物改性沥青防水卷材等 三个系列。防水卷材的主导品种是高聚物改性沥青防水卷材和高分子防水卷材。
我国屋面卷材粘贴都是采用传统的粘贴法，然而随着大量工程的实践， 满粘式的施工工艺使卷材防水层不能适应基层变形的要求，从而导致防水层开裂、 渗漏。为了提高卷材防水层的施工质量，适应新形势的需要而出现了以下一些新 的施工工艺。
2.5.1 条粘法：即在铺贴防水卷材时，卷材与基层采用条状粘结的施 工方法。每幅卷材与基层粘结面不少于两条，每条宽度不小于150mm。
2.5.2 点粘法：铺贴防水卷材时，卷材或打孔卷材与基层采用点状粘 结的施工方法。每平方米粘结点不少于5 点，每点面积100mm×100mm。
2.5.3 空铺法：铺贴防水卷材时，卷材与基层仅在四周一定宽度内粘 结，剩余部分不需粘结的施工方法。
2.5.4 机械固定法：铺贴防水卷材时，卷材与基层在一定部位使用配 套的锚固件固定的施工方法。这种方法由于操作简单，功效高，所以近年来已在 卷材防水屋面工程中推广应用。随着社会的不断进步发展，未来还会出现越来越多的新技术、新材料， 大力推广建筑业先进适用新技术的力度，可以有效提高建筑行业的整体水平。
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