影响纤维混凝土性能的主要因素之混凝土原材料与配合比

(1)水泥

水泥在纤维混凝土中的主要作用是：

①黏结纤维与之成为一个整体，并起着保护纤维的作用;

②承受压力，为复合材料提供较高的抗压强度和一定的刚度;

③传递应力，在外荷载作用下，最初与纤维共同承受拉应力。

影响水泥与纤维黏结的主要因素有：水泥的组成，包括水泥的品种与强度等级，水泥中混合材的种类及掺量，水泥的化学组分。

由于纤维掺入混凝土后，需要一定量的水泥作为胶结材料，所以纤维混凝土尤其是钢纤维混凝土的水泥用量比普通混凝土要大。

(2)集料

砂的细度模数对所有纤维混凝土的强度及施工和易性都有一定的影响，无论是钢纤维增强混凝土还是有机合成纤维增强混凝土，砂子的细度模数较大时，混凝土的强度都较高。但太粗的砂易导致混凝土泌水离析，因此制备纤维混凝土宜选用中粗砂。

用碎石配制的纤维混凝土较河卵石配制的纤维混凝土强度高，但需要的水泥浆相对要多一些。钢纤维增强混凝土用石料粒径不宜大于钢纤维长度的2/3.如果石子粒径过大，会影响钢纤维混凝土的增强效果，混凝土拌和时，纤维易集中于石料周围，不便于纤维分散。此外，石料的级配对纤维混凝土的性能影响也较大，一般使用连续级配的石料比较好。

(3)混凝土外加剂

如前所述，混凝土外加剂的掺人可以减小纤维与水泥基材间的黏结界面层，提高纤维与水泥基材的界面黏结力。减水率大的混凝土外加剂，增强效果更显著，羧酸类等高性能混凝土外加剂较素系等缩聚型高效减水剂增强效果好。

(4)掺合料

粉煤灰等混合材的掺入，可以改善纤维与水泥基材的界面黏结状态。

(5)混凝土配合比

①水灰比的确定

可按普通混凝土水灰比确定方法进行设计。

②纤维体积率的确定

钢纤维混凝土根据抗压强度和弯拉强度(抗折强度)要求确定纤维体积率，可按照孙伟院士等研究得到的关系式进行计算。

钢纤维混凝土的纤维体积率可根据钢纤维混凝土的增强效果和经济性来确定，一般控制在2%以下。

聚丙烯细纤维增强混凝土的纤维体积率一般为0.05%~0.1%,聚丙烯粗纤维增强混凝土的纤维体积率一般为1%~3%。

③单位用水量的确定

在水灰比固定的条件下，混凝土单位用水量和纤维体积率是控制混凝土拌和料和易性的主要因素，纤维混凝土的和易性应根据施工要求确定。

在满足混凝土施工和易性的前提下，应尽可能降低纤维混凝土的单位用水量，以提高纤维与水泥基材的黏结强度，保证纤维混凝土的增强效果，提高混凝土的耐久性。

④水泥用量确定

纤维混凝土的水泥用量一般比普通混凝土大，根据沈荣熹等的研究结果，钢纤维增强混凝土单位体积水泥用量为360~450kg/m3.

⑤砂率的确定

纤维混凝土的砂率较普通混凝土高。钢纤维增强混凝土的砂率一般为40%~50%。