在复合材料中，钢纤维增强商品混凝土是近年来迅速发展的一种新兴的建筑材料。在建筑业发展历史上它是一个必然的科学研究成果。钢纤维增强商品混凝土即在普通的商品混凝土中加入多向分布的短钢纤维而形成的一种复合材料。由于钢纤维在商品混凝土内部多向分布的原因，能够有效地阻止商品混凝土内部微小裂缝的扩大延伸及大裂缝的形成。

所以向混凝土中加入钢纤维，除了能增强抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂等力学性能，商品混凝土的抗断裂韧性和抗冲击性能也都大大增强。钢纤维增强商品混凝土造价成本低，制作相对简单，因此广泛用于公路路面、桥面、商品混凝土路轨及抗震抗爆结构工程中。

钢纤维对混凝土的重要性及影响！

质量合格的钢纤维应用到混凝土当中，对混凝土的性能改善主要体现在以下几个方面：

1、钢纤维混凝土的抗压强度指标

通过试验表明，钢纤维的掺入对混凝土抗压强度的影响不是太大，平均增长为9% 。

2、钢纤维混凝土的抗拉、抗弯强度指标

当混凝土中掺入适量的钢纤维时,可将混凝土的抗拉强度提高25%～50%、抗弯强 度提高40%～80%。

3、钢纤维混凝土的抗冲击性能指标

当混凝土中掺入适量的钢纤维时,可将混凝土的抗冲击性能提高2～7倍。

4、钢纤维混凝土的收缩性能明显改善

当混凝土中掺入适量的钢纤维时,钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低 7%～9%，这对减少混凝土的早期收缩开裂有很大的帮助。

5、钢纤维混凝土的抗疲劳性能显著增强

当混凝土中掺入适量的钢纤维时,钢纤维混凝土的抗疲劳性能比普通混凝土有较大改善。

之所以说混凝土中掺入适量的钢纤维，是因为钢纤维的掺量相对于混凝土性能的改善是有一个佳掺量的，由于钢纤维混凝土中的钢纤维一般呈三维乱向分布,当掺量较小时，由于钢纤维在混凝土中分布的较少，起到的作用有限，当掺量逐渐增多时，钢纤维在混凝土中均匀分布，起到很好的改善混凝土性能的作用，当掺量继续增大时，由于钢纤维在混凝土中的分布密度越来越大，混凝土在搅拌过程中会出现钢纤维互相缠绕的现象，这样就会影响混凝土的振捣成型，导致混凝土当中出现空洞，从而影响钢纤维混凝土的性能，所以对于钢纤维混凝土中钢纤维的掺量并不是越多越好。

另外，各国研究人员共同试验发现基本上所有的方法生产的钢纤维都能起到改善混凝 土性能的作用，但是钢纤维的具体增强效果主要还是取决于作为基体的混凝土的强度,钢纤维的长径比，钢纤维的体积率，钢纤维与混凝土基体之间的粘结性能，以及钢纤维 混凝土基体中的均匀分布性和取向的影响。当钢纤维混凝土破坏时，大都是纤维被拔出而不是被拉断，因此改善钢纤维与基体间的粘结强度是改善钢纤维增强效果的非常重要 的一个控制因素。

1 钢纤维的增强机理分析

钢纤维商品混凝土增强机理的研究在理论上有两种定义：一是复合力学理论，二是纤维间距理论。从不同角度出发，两种理论分别解释了钢纤维的增强作用，其最终结果是相同的。

1.1 钢纤维的复合力学理论

在复合力学理论中，钢纤维商品混凝土被看成是一种纤维强化作用体系。钢纤维商品混凝土的应力、弹性模量和强度是根据混合原理推算而出的。根据纤维在钢纤维基体中的分布与取向引入纤维方向系数，正确选择纤维方向系数是取决纤维增强效果的主要因素之一。

1.2 钢纤维的纤维间距理论

在钢纤维间距理论中，是根据线弹性断裂力学原理来解释钢纤维对商品混凝土裂缝的产生或抑制的作用。商品混凝土是一种脆性材料，要想增强其抗拉强度，而多方向加入钢纤维后，使钢纤维与商品混凝土裂缝两边之间的粘应力对裂缝商品混凝土的扩展有抑制作用。

2 商品混凝土受钢纤维力学性能的影响

2.1 钢纤维对商品混凝土抗压强度的影响。

根据力学试验数据的分析，商品混凝土的抗压强度的大小和商品混凝土的基本性能有关。钢纤维的加入对商品混凝土的抗压强度没有太大的影响，相反因为纤维的加入，使商品混凝土的和易性变差，内部界面会增加许多微裂缝，使抗压强度反而降低。但是钢纤维的加入改变了商品混凝土被破坏后的形式，商品混凝土被破坏后碎但不散，这就是抗压韧性的作用。钢纤维商品混凝土抗压强度的尺寸效应比普通商品混凝土高。

受力学因素的影响，混凝土产生裂缝是内部尖端的应力集中引起。而这些裂缝发展程度有所不同，其过程可分为几个阶段：弹性阶段、裂缝扩展稳定阶段、裂缝扩展失稳阶段、纤维被拔出阶段。

根据钢纤维混凝土材料裂缝的发展程度，其破坏性又可分为4个等级，一等级为混凝土的破坏。混凝土对应于应力应变关系中弹性阶段的末端，这时混凝土（砂浆和骨料）结合面上开始有缓慢发展的裂纹。但由于骨料对钢纤维有一种边壁效应，使钢纤维平行于骨料的边壁状态来分布，与混凝土界面的裂缝平行，这样就起不到阻止裂缝的增强作用。

二等级为砂浆的破坏。混凝土为裂缝稳定扩展阶段的末端，此时裂缝发生了解体破坏，而导致裂缝扩展进入到硬化的水泥浆，这时钢纤维开始起到纤维的增强作用，进而使使裂缝发展的速度变慢。混凝土变形的不断发展会达到混凝土的极限强度（抗压强度）。

三等级为硬化水泥浆体的破坏，此时的状态是裂缝迅速扩展、宏观裂缝不断增长，这时多方向加入的钢纤维能有效地阻止裂缝的发展。http://www.gangxianweiyt.com/