1    钢纤维混凝土国内外研究及应用概况

混凝土作为目前土木工程中最基本的建筑材料，已被人们广泛使用。但由于传统的混凝土强度普遍较低，耐久性较差，使得很多结构物由于混凝土性能不良而过早破坏，造成严重的经济损失。为了改善混凝土性能，提高混凝土的使用经济效益，人们开始在混凝土中加入其他材料以提高混凝土的各项性能。

1.1  国内外对钢纤维的研究

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。因此钢纤维混凝土与普通混凝土相比具有一系列优越的物理和力学性能。

1.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。

2.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%。

3．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%。

4.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1×1 0 6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。

1.2  钢纤维混凝土的应用

钢纤维混凝土作为一种新型复合材料，自1963年来，在实际工程中得到了不断的应用：

1、建筑工程

钢纤维混凝土在建筑工程中一般应用于房屋建筑工程、预制桩工程、框架节点、屋面防水工程、地下防水工程等工程中。如在抗震框架节点中使用钢纤维混凝土，能代替箍筋满足节点对强度、延性、耗能等方面的要求，还能提供类似于箍筋约束混凝土的作用，提高节点的剪压比限值，并解决节点区钢筋拥挤使混凝土难于浇注的施工问题;

3、交通工程

在交通工程方面钢纤维混凝土主要在公路路面、桥面铺装、机场跑道等工程领域使用。利用钢纤维混凝土较普通混凝土有较好的韧性，抗冲击、抗疲劳性。目前己完成的工程项目有:北京东四环路立交桥、沪航高速公路、贵州乌江大桥、三峡工程乐天溪大桥、广西静兰大桥等工程。

4、铁路工程

钢纤维混凝土主要用于预应力钢纤维混凝土铁路轨枕、双块式铁路轨枕及铁路桥面防水保护层等工程中。铁路工程要承受较大的荷载、较高的速度和数万次的振动，所以要求混凝土必须具有较高的强度、较高的抗冲击性及较大的塑性。这正利用了钢纤维混凝土的抗冲击性及较好的塑性。

2    混杂纤维混凝土以及钢-混凝土组合梁在国内外的研究及其应用概况

2.1  混杂纤维混凝土的特性

混凝土具有抗压强度高、刚度大的特性 ,但抗裂性、抗冲击性和变形能力较差。因此，通过掺入纤维来降低脆性,提高混凝土变形能力和韧性等是今后发展方向。合成纤维增强混凝土中拥有根数巨多的乱向分布的纤维，可以有效地防止混凝土的早期开裂,改善混凝土的品质，减少混凝土在施工期的裂缝和缺陷，提高混凝土的韧性、抗冲击、抗冻融、抗渗、抗疲劳等耐久性。

2.2  混杂纤维混凝土的研究状况

混杂纤维复合材料既能够充分发挥不同纤维的优势，扬长避短，优化 FRP(Fiber Reinforced Plastics)的综合力学性能(或某一性能)，又能显著降低成本 ，因此，它正在越来越广泛地取代单一FRP，应用于航天航空、船舶与汽车制造、土木工程等领域。关于混杂纤维复合材料的已有研究主要是关于碳纤维与玻璃纤维的混杂方式 ，在碳/玻璃混杂纤维复合材料逐步断裂过程中，由于不平稳的应力转移使周围纤维产生应力集中而受到损伤，易导致混杂纤维复合材料过早破坏或承载力急剧下降。

混杂纤维的掺入对混凝土的内部结构产生较大影响，通过光学显微镜试验，混杂纤维混凝土的塑性裂缝数量较少、宽度明显较小，混凝土内部空隙较少，使混凝土内部原生缺陷部分地得到减少。