钢纤维有哪些不同类型?

钢纤维有哪些不同类型?

当人们问及 “钢纤维的种类有哪些?”, 这通常有两个意思。他们可能希望 标准分类 在 ASTM 或 EN 标准中使用。或者他们可能希望 共同市场形状 例如钩端、卷曲、直或扭曲纤维。这两种方法都是正确的。标准主要根据钢纤维的制造方式对其进行分类。市场通常按形状和锚固方式来描述。.

这就是为什么这个话题一开始会让人感到困惑。纤维可称为 冷拔钢丝钢纤维 但同样的产品也可以作为 钩端钢纤维 因为这是买家首先注意到的形状。因此,最好的答案就是简单地解释这两种系统。.

简短回答

钢纤维的主要类型通常分为两种:

  1. 按制造方法: 冷拔线材、切割薄板、熔融提取、铣削或刨削冷拔线材,以及改性冷拔线材或铣削纤维,具体取决于所遵循的标准。.
  2. 按形状 为改善在混凝土中的锚固而制作的直形、钩形、卷边形或波纹形、平端形或扩大端形、扭曲形及其他变形形。.

如果你只记得一件事,请记住这一点: 标准关注的是纤维的来源和生产方式,而工程师和买家通常关注的是纤维的形状及其对混凝土的抓握方式。.

按标准分类的钢纤维类型

北美使用最广泛的标准是 标准 A820/A820M. .它定义了用于纤维增强混凝土的五种钢纤维类型。它们是 I 型冷拔钢丝、II 型切割薄片、III 型熔融提取、IV 型铣切和 V 型改性冷拔钢丝。ASTM 还规定,这些纤维可以是直的,也可以是变形的。.

欧洲的主要分类如下 EN 14889-1. .它也使用五个组别,但最后几类的命名略有不同。EN 14889-1 列出了第 I 组冷拔线材、第 II 组切割板材、第 III 组熔融萃取、第 IV 组刨削冷拔线材和第 V 组块铣线材。同一标准还规定,纤维可以是直的或变形的。.

因此,当您比较 ASTM 和 EN 时,前三组很容易匹配。差异通常出现在后两类。ASTM 使用 铣削改性冷拔钢丝, 而 EN 使用 剃须冷拔钢丝块铣. .在实际采购工作中,许多供应商仍会先用形状来描述产品,因为这更容易让承包商理解。.

1.冷拔钢丝纤维

冷拔钢丝纤维是市场上最常见的类别之一。根据 ASTM 标准,冷拉钢丝属于 I 类;根据 EN 标准,冷拉钢丝属于 I 组。这些纤维来自钢丝,钢丝被拉伸到所需尺寸,然后切割成一定长度,通常还会变形,以便更好地粘合。NPCA 的行业指南指出,冷拔钢丝是预制混凝土中最常用的钢纤维,因为源钢丝具有很高的抗拉强度。.

该类别涵盖了许多买家已经了解的产品,尤其是钩端纤维和一些直纤维。它在预制件、楼板和喷射混凝土中非常常见。如果打开许多钢纤维目录,大部分产品都是冷拔钢丝。.

浅灰色背景上散布的钩端钢纤维,用于混凝土加固

2.切割钢板纤维

切割钢板纤维是将钢板切割成狭窄的纤维片。ASTM 将其列为 II 类。EN 将其列为第二类。与其他类别一样,这些纤维可以是光滑的,也可以是变形的。.

切片纤维是一种公认的标准类型,但在许多日常产品对话中,对它们的讨论不如冷拔钢丝多。即便如此,它们仍然是这两种主要标准的一部分,而且在产品几何形状和价位符合要求的情况下,它们仍然被使用。.

浅灰色背景上排列的扁平卷曲钢纤维条,用于钢筋混凝土应用

3.熔融提取钢纤维

熔融提取钢纤维是直接从钢水中提取的。ASTM 将其列为 III 类。EN 将其列为 III 类。.

这些纤维的表面和横截面通常与线状产品不同。EN 14889-1 指出,第 III 组纤维的横截面不规则,这也是拉伸强度测试方法与前两组不同的原因之一。.

浅灰色背景上堆放的用于混凝土加固的超细直钢纤维

4.轧制切割钢纤维或刨光冷拔钢丝

这里的命名根据标准的不同而有所变化。ASTM 使用 第四类铣削. .EN 用途 第 IV 组剃须冷拔钢丝.

这些名称并不意味着两种标准中的每种产品都完全相同。不过,这两种标准描述的纤维都不是典型的基本冷拔钢丝形状。在实际应用中,这也是工程师在批准一种纤维之前同时检查标准类型和产品表的原因之一。标准型号会告诉你纤维的来源和生产路线。产品表则会告诉你实际的几何形状、长度、长宽比和锚固形状。.

散布在浅灰色背景上的钢筋混凝土用缠绕钢纤维

5.改良冷拔钢丝或块铣钢纤维

ASTM V 型是 改性冷拔钢丝. .EN V 组为 块铣.

这也是买家需要仔细阅读的地方。标签不仅仅是一个小的措辞变化。它反映了一种不同的标准语言。不过,在市场上,许多人仍然会根据他们看到的最终形状来描述这些纤维,如变形、扭曲或其他锚固方式,因为这有助于他们判断纤维在混凝土中的表现。.

浅灰色背景上的压接扁平钢纤维束,用于工业混凝土加固

按形状划分的钢纤维类型

对于大多数承包商、设计师和买家来说,基于形状的答案更容易使用。这是因为纤维形状会影响锚固、抗拉拔、混合行为以及最终的裂缝桥接效果。西卡的手册列出了主要的钢纤维形状,包括 钩端、平端、起伏或连续变形以及直纤维. .爱荷华州立大学的路面概述还指出,市场上的钢纤维通常是 直端、钩端、变形端或扩大端.

混凝土中使用的钢纤维的 ASTM 和 EN 标准分类示意图

直钢纤维

直钢纤维是最简单的形状。它没有钩状或波浪状。有些直钢纤维可能还有粗糙的表面或特殊的横截面,但纤维的主体仍然是直的。.

直纤维很容易理解,但它们通常更依赖于粘合力和摩擦力,而不是机械端锚。这就是为什么许多现代商用钢纤维不再是平滑的直丝。现在,许多产品都使用某种变形来提高抗拉强度和裂纹后性能。.

钩端钢纤维

钩端钢纤维是最著名的商业形状之一。其末端弯曲成钩状,可提高在混凝土内的锚固性。西卡指出,许多钢纤维都采用钩状或扁平状末端,以获得更好的锚固效果。苏黎世联邦理工学院的教材也指出,钩端钢纤维是许多应用的标准配置,因为钩子提供了机械锚固力,而直纤维则更多地依赖于粘结力。.

这也是钩端纤维在工业地板、预制产品、隧道衬里和 SFRC 结构工程中如此常见的原因之一。买家之所以喜欢这种纤维,是因为其形状易于识别,其性能理念也很容易理解:钩子有助于纤维在裂缝中保持啮合。.

压接或波纹钢纤维

压接钢纤维的主体呈波浪状或波纹状。根据具体的几何形状,一些文件也将其称为变形或起伏形状。爱荷华州立大学的路面概述指出,钢纤维可以变形,而西卡则将起伏或连续变形的钢纤维描述为主要的钢大纤维形状之一。.

这种形状用于改善纤维全长的粘合性和抗拉拔性,而不仅仅是两端。在项目报告和研究中,卷曲纤维通常作为单独的测试类别出现,与钩端纤维和加捻纤维并列。例如,最近一项由交通研究资助的桥面研究将钩端、卷曲和扭曲钢纤维作为三种不同的形状进行测试。.

平端或扩大端钢纤维

平端钢纤维是另一种常见的市场类型。这些纤维大部分是直的,但末端被放大、压平或以其他方式成形,以增加锚固性。西卡将平端纤维列为主要的钢纤维形状之一,并指出平端有助于锚固。爱荷华州立大学的概述中也使用了 "扩大端 "一词来描述市场上常见的形式。.

当供应商需要直纤维,但又希望在裂缝处有更强的机械固定性时,这种类型的纤维就会派上用场。简单地说,这是一种介于普通直纤维和明显变形纤维之间的中间类型。.

加捻钢纤维

加捻钢纤维是市场上的另一种重要类型,尤其是在高性能混凝土系统中。运输研究报告显示,加捻纤维与钩端纤维和卷曲纤维一样,作为单独的形状接受测试。学术和技术文献也将扭曲纤维视为一种独特的几何形状,因为扭曲会改变粘结和拉拔行为。.

扭转纤维并不总是每种标准混凝土板的首选,但在先进的纤维增强混凝土设计中却广为人知。用市场语言来说,当需要更强的机械互锁性和更高的开裂后贡献率时,通常会选择它们。.

其他变形钢纤维

并不是每种产品都只能贴上一种流行的标签。行业和研究资料介绍了许多其他变形形式,包括螺旋形、压花形、桨叶形、钮扣形、盘绕形和其他特殊形状,以提高粘合力或锚固力。纳曼(Naaman)的一篇经典评论指出,纤维可以是光滑的、凹陷的、变形的、卷曲的、盘绕的、扭曲的,或带有端钩、桨叶或纽扣的。最近的 ASCE 预览也将直线、卷曲、螺旋、扭曲和钩端列为常见的几何类别。.

这一点很重要,因为钢纤维的设计不仅与金属本身有关。它还关系到开裂开始后纤维如何抓住水泥基体。这就是为什么许多商业产品都使用改良的几何形状,而不是普通的钢丝形状。.

典型尺寸和特性

对钢纤维的描述还有 长度、直径、长宽比、拉伸强度和横截面, ,而不仅仅是类型名称。混凝土协会指出,普通钢纤维的范围通常约为 19 至 60 毫米 长宽比约为 30 至 100, 左右的拉伸强度 345 至 1700 牛顿/平方毫米. .它还指出了常见的截面,如圆形和扁形,以及变形,如直线、波浪形和端钩形。.

因此,两种纤维都可以称为钩端钢纤维,但在混凝土中的表现仍然不同。一种可能更长。一种纤维的长径比可能更高。一种可能使用更强的钢丝。一种在搅拌机中的分散性可能更好。这就是为什么好的供应商提供的不仅仅是形状名称。他们还会提供尺寸、拉伸强度、用量指导和性能数据。.

混凝土中使用的钩端、卷曲、直和扭曲钢纤维

哪种类型最常见?

如果问哪种类型在实际混凝土工作中最常见,答案通常是 冷拔钢丝钢纤维, 冷拔钢丝通常以钩端等变形形状出售。NPCA 称冷拔钢丝是预制混凝土中最常见的钢纤维。西卡的手册也指出,I 组或 I 型纤维是混凝土中使用最广泛的钢纤维,通常以松散或胶粘的直形或变形产品形式供应。.

这并不意味着其他类型不重要。它只是意味着冷拔钢丝在强度、可用性和可制造性方面为市场提供了很好的平衡。这就是为什么买家最常见到的许多纤维都是基于冷拔线材。.

如何选择正确的钢纤维类型

钢纤维的最佳类型取决于具体工作。如果项目需要一种熟悉且广泛可用的选择,冷拔钢丝钩端纤维通常是一个很好的起点。如果项目需要不同的拉拔性能或特定的性能目标,卷边、平头或加捻产品可能值得比较。形状很重要,因为锚固控制着纤维如何弥合裂缝以及裂缝后剩余强度的大小。.

首先检查标准也是明智之举。如果项目规格是按照 ASTM A820 编写的,那么纤维应与 ASTM 类型系统相匹配。如果项目规格是 EN 14889-1,则产品应符合 EN 组别系统。然后,买方应检查实际产品的几何形状、尺寸、抗拉强度、防腐保护(如需要)以及供应商的测试数据。.

Ecocretefiber™ 生态岩浆纤维, 这是解读市场的实用方法。买家不应仅凭一张照片或一个简短的标签来选择。正确的选择来自于纤维类型、形状和性能数据与实际工作的匹配。这就是 山东建邦化纤有限公司. 用于地板、预制件、喷射混凝土和其他要求严格的混凝土用途的钢纤维选择方法。.

结论

那么,有哪些不同类型的钢纤维呢?最明确的答案是 按照标准,钢纤维主要分为冷拔钢丝、切割薄板、熔融提取、铣削或刨削冷拔钢丝,以及改性冷拔钢丝或铣削纤维。按形状通常分为直形、钩端形、卷曲形、平端形、扭曲形和其他变形形。.

对于大多数买家来说,最有用的方法是学习这两种系统。标准类型告诉你纤维是如何制成的。形状则告诉你它在混凝土中的锚固方式。一旦了解了这两个系统,选择合适的钢纤维就会变得容易得多。在大多数日常混凝土工程中,你最常见到的纤维仍然是冷拔钢丝产品,尤其是钩端形式。.

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