鋼纖維:工業材料專用詞彙-中文百科頻道

簡介

因制取方法的不同鋼纖維的性能有很大不同，如冷拔鋼絲拉伸強度為380-3000MPa、冷軋帶鋼剪切法拉伸強度為600-900MPa、鋼錠銑削法為700MPa；鋼水冷凝法雖為380MPa，但是适合生産耐熱纖維。

為增強砂漿或混凝土而加入的、長度和直徑在一定範圍内的細鋼絲。常用截面為圓形的長直鋼纖維，其長度為10～60毫米，直徑為0.2～0.6毫米，長徑比為30～100。為增加纖維和砂漿或混凝土的界面粘結，可選用各種異形的鋼纖維，其截面有矩形、鋸齒形、彎月形的；截面尺寸沿長度而交替變化的；波形的；圓圈狀的；端部放大的或帶彎鈎的等。

為使鋼纖維較均勻地分散于砂漿或混凝土中，并增大纖維的長徑比，可使用由水溶性膠粘結在一起成集束狀的鋼纖維。鋼纖維可用冷拔鋼絲切斷、薄鋼闆剪切、鋼塊或鋼錠銑削以及熔鋼抽紗等方法制造。配制常溫下應用的鋼纖維混凝土，可使用低碳鋼纖維；而配制耐火的鋼纖維混凝土，則必須使用不鏽鋼纖維。砂漿或混凝土中摻加适量的鋼纖維，可提高其抗拉、抗彎強度，并大幅度地提高其韌性和抗沖擊強度。

種類劃分

鋼纖維問世的時間不長，但應用領域越來越廣泛，與此相應，鋼纖維的品種也再不斷增多。

按外形劃分

平直形鋼纖維、壓棱形鋼纖維、波形鋼纖維、彎鈎形鋼纖維、大頭形鋼纖維、雙尖形鋼纖維、集束鋼纖維等等。

按截面形狀劃分

圓形、矩形、槽型、不規則性

按生産工藝劃分

切斷鋼纖維（用細鋼絲切斷）；

剪切鋼纖維（用薄鋼闆、帶鋼剪切）；

銑削型鋼纖維（用厚鋼闆或鋼錠切削）；

熔抽鋼纖維（用熔融鋼水抽制）。最有前途的是溶抽鋼纖維，價格最低。

按材質劃分

普碳鋼纖維（抗拉強度一般在300~2500MPa）；

不鏽鋼纖維（按材質有304,310,330,430,446等）；

其他金屬纖維（鋁纖維、銅纖維、钛纖維以及合金纖維）。

按表面塗複狀态劃分

無塗複層，表面塗環氧樹脂，鍍鋅等。工業上大量使用的是無塗複層的普通鋼纖維。

按施工工藝分類

噴射用、澆注用。

按直徑尺寸分類

普通鋼纖維（直徑d>0.08mm）；

超細鋼纖維（直徑d≤0.08mm）；

超細鋼纖維主要用于增強塑料及石棉摩擦材料。

制造方法

用與鋼纖維混凝土的鋼纖維主要有四種制造方法，以下是詳細資料：

鋼絲切斷法

這種加工方法比較簡單，一般利用小直徑0.4-0.8mm的冷拔鋼絲為原料，’按照規定的長度把鋼絲切成短纖維。用這種方法生産鋼纖維的抗拉強度，遠高于其它方法加工成的鋼纖維，可達1000-2000MPa.

加工手段可以用切刀、沖床。為了提高效率，常用旋轉刀具切斷。由于冷拔鋼絲價格昂貴，這種方法生産的鋼纖維成本較高。此法生産鋼纖維的另一缺點是表面較光滑，與混凝土等基體的粘結強度較小。為了增加鋼纖維與混凝土等基體的粘結強度，常常采用改變鋼纖維的外形，即通過生産異形鋼纖維的辦法加以解決，常見的方法有三種：

壓棱法：在切斷鋼絲前，用進給鋼絲的夾送輥在鋼絲上壓出棱形凹坑

波形法：在切斷鋼絲前，用進給鋼絲的夾送輥将鋼絲壓成波形後再切斷

彎鈎法：在切斷鋼絲前，用進給鋼絲的夾送輥等距離地壓出彎鈎狀再切斷

薄闆剪切法

薄闆剪切法是吧冷軋薄鋼闆切成鋼纖維的方法，剪切前用特制的小型縱剪機将薄冷軋卷闆剪成帶鋼卷，帶鋼卷的寬度和鋼纖維的長度相同，然後将帶鋼卷連續不斷地送入旋轉刀具或普通沖床切斷，旋轉刀具的軸與薄闆進給方向互相垂直。原材料一般采用退火的冷軋鋼闆，為提高強度也可以使用未退火的冷軋鋼闆。

鋼錠銑削法

所用原材料為厚鋼闆或鋼錠，用旋轉的平刃鐵刀進行切削制成的鋼纖維。切削時，鋼纖維将産生很的塑性變形，軸間發生扭曲，可以增大與混凝土等基體的粘結力。若以普通低碳鋼為原材料時，切削成的鋼纖維經加工硬化後，其弧度約為母材的兩倍半，成為一種高強度、高硬度的鋼纖維。

熔鋼抽絲法

用電爐将廢鋼熔融成1500-1600℃的鋼液，然後在鋼液表面上，以一個高速旋轉的熔抽輪接近鋼液，熔抽輪上按照所需鋼纖維的要求，刻出許多槽形。當溶抽輪下降到液面時，鋼液被槽刮出，被高速旋轉的熔抽輪的離心力抛出，以10000℃/秒的速度冷卻成形.熔抽輪内必須通水，以保持冷卻速度。

熔抽法生産鋼纖維是目前世界上最有前途的鋼纖維生産方法。它的原材料來源廣泛，各種廢鋼都可利用.由于原料成本很低，制造工藝簡單；生産效率很高，因此，這種鋼纖維價格最便宜。

由于熔抽法利用電爐熔化鋼水，因此可以較方便地調整鋼液的化學成分，從而生産出各種材質的鋼纖維和其它金屬纖維。改

變熔抽輪上刻槽尺寸，熔抽輪的轉速和浸入深度，就可以改變鋼纖維的幾何尺寸。這種方法免除了上述三種方法從煉鋼到軋鋼、

撥絲（或軋闆）等繁雜的過程，使熔觸鋼水一次成形，加工成終産品，其經濟效果是很顯着的。

目前，世界上隻有美國、英國、日本和中國掌握了熔抽法生産鋼纖維的生産技術。慶安鋼鐵廠從美國引進的全套熔抽法鋼纖

維生産技術和設備巳于86年7月9日正式投入生産，生産出的多種不鏽鋼纖維、普碳鋼纖維、超細鋼纖維、鋁纖維已大量供應市

場。

主要性能

鋼纖維是一種新、高性能的鋼纖維品種。鋼纖維道路的配合比設計方法大體與普通混凝土相同，不同點為：強度雙控标準（抗壓強度和彎拉強度）；鋼纖維摻量根據設計要求的彎拉強度确定；單位用水量和砂率與纖維摻量有關，每摻加0.5%（體積率）鋼纖維，單位用水量增加6kg，砂率增大2%。

鋼纖維混凝土具有與普通混凝土一樣的攪拌、運轉和施工性能，纖維在混凝土中不會結球，分布均勻，可在商品混凝土攪拌站進行生産并能用于泵送施工。銑削鋼纖維混凝土的早期坍落度損失較大，30分鐘損失32%，2小時損失42%。鋼纖維混凝土的實際工作性優于相同的坍落度的普通混凝土。

鋼纖維混凝土具有良好的材料性能，與普通混凝土相比，其抗壓強度提高2～20%；彎拉強度提高20～50%；劈裂抗拉強度提高20～40%；耐磨性能提高40%左右，其物理力理性能完全可以滿足城市道路工程及檢查井蓋等配套構件需求技術指标。鋼纖維粗糙而潔淨的表面，能與混凝土中的水泥漿體牢固的結合，這是銑削鋼纖維提高混凝土各種性能的根本原因。

此外，高強鋼釺維混凝土在鐵道軌枕預制、高速公路伸縮縫、水泥砼道面等預制、現澆、生産施工等方面均已得到大量應用，其優良性能完全可以取得良好的技術經濟和社會環境效益。

用途

鋼纖維主要用于制造鋼纖維混凝土，任何方法生産的鋼纖維都能起到強化混凝土的作用。

纖維的增強效果主要取決于基體強度（fm），纖維的長徑比（鋼纖維長度l與直徑d的比值，即I/d），纖維的體積率（鋼纖維混凝土中鋼纖維所占體積百分數），纖維與基體間的粘結強度（τ），以及纖維在基體中的分布和取向（η）的影響。當鋼纖維混凝土破壞時，大都是纖維被拔出而不是被拉斷，因此改善纖維與基體間的粘結強度是改善纖維增強效果的主要控制因素之一。

加入鋼纖維的混凝土其抗壓強度、拉伸強度、抗彎強度、沖擊強度、韌性、沖擊韌性等性能均得到較大提高。

結合鋼纖維混凝土抗拉強度、彎拉強度（抗拉強度）設計公式