1、探讨路桥施工中钢纤维混凝土应用技术【摘要】随着经济的快速发展，路桥建筑逐渐增加，对施工的要求也越来越高，其中，材料的选定非常重要，钢纤维混凝土作为优质的复合材料，在路桥施工中应用广泛。本文分析了钢纤维混凝土的特性，深入探讨其在路桥施工中的应用。 【关键词】钢纤维；混凝土；性能；应用 中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号： 1.钢纤维和钢纤维混凝土的性能简介 1.1 钢纤维基本性能 钢纤维的基本类型有四种，分别是剪切钢纤维、熔抽钢纤维、切断钢纤维、切削钢纤维。 剪切钢纤维的抗拉强度在 460800MPa 之间，宽度 0.240.9mm，厚度0.230.52mm，制作材料用剪切冷轧薄
2、板，其粘结水泥砂浆的性能较好。 熔抽钢纤维表面覆盖一层强度低的氧化层，钢纤维与混凝土的粘合强度因为这层氧化层的关系降低。熔抽钢纤维是由熔融的钢水甩制而成，制作过程中热处理条件和熔钢成分的不同导致纤维强度有所差异。 切断钢纤维是表面经过处理生成刻痕、末端带钩的钢纤维，可由钢丝直接切断而成。它与水泥砂浆的粘结性较差，但抗拉性能强。 切削钢纤维截面是三角形，这种稳定的切面使其与水泥砂浆的粘结性增强。切削钢纤维的制作材料是厚钢板或者铣刀切削软钢锭，其强度较未处理之前明显提高。 1.2 钢纤维混凝土的特性 钢纤维与普通混凝土按照一定比例相结合，制成新型复合型材料1，和传统的水泥浆混凝土相比，钢纤维混凝土
3、在物理性质方便又很大的优势： 强度和重量的比值增大。抗拉强度包含抗弯、抗扭、抗压等。经试验分析钢纤维混凝土中的纤维含量，结果表明，当纤维含量在 0.9%2.0%时，抗拉强度提高 30%50%，抗弯强度提高程度高达 35%80%。钢纤维本身并没有强力的抗压强度，经过与混凝土的结合，丰富了混凝土的结构，从而提高了抗拉强度。钢纤维混凝土的使用为工程缩减了不小的开支，具有良好的经济性。 (2)抗冲击性能良好。使用纤维含量达到 0.9%2.5%的钢纤维混凝土，其抗冲击力高于普通混凝土 50100 倍,抗冲击韧性能明显提高。 变形性能明显提高。钢纤维对混凝土抗压弹性模量没有多大影响,但抗拉弹性模量随着钢纤
4、维的增加而增强。在试验中，将钢纤维的含量调到 0.7%2.0%的范围，其抗压性能增强 58 倍，钢纤维还能使混凝土的收缩率降低。 抗裂、抗剪性能良好。相较于普通的混凝土，钢纤维混凝土在出现开裂荷载之后，荷载依然能够增大，而普通混凝土开裂荷载之后已到了极限。钢纤维混凝土韧性大，在剪切试验中，钢纤维混凝土在剪切后仍然保持很好的负荷能力。 耐磨性能良好。用钢纤维混凝土和普通混凝土作对比试验，含有纤维的混凝土抗磨损能力比普通混凝土增加 32%52%。 抗冻、抗疲劳性能良好。 1.3 钢纤维增强混凝土强度机理 在混凝土中添加钢纤维，是为了防止机体产生裂缝之后继续扩张。工程完成投入使用之始，水泥和钢纤维一
5、起承受压力，外力的主要承受者是水泥基料。当水泥基料出现开裂现象之后，掺加在混凝土中的钢纤维就变成了主要承受外力的对象3。如果混凝土中的钢纤维量足够，使得复合材料整体的承受能力强，能抵御更大的外力，直至钢纤维损坏。 1.4 钢纤维混凝土基本理论 混合定律。混合的意思就是把混凝土和钢纤维组合成一个复合体，作为一种复合材料，相当于把两者的基本性能结合，在融合之后相互兼容，提高了材料性能。 纤维间距理论。钢纤维掺加在混凝土里面，改变了混凝土的结构和性能，在掺加比例方面，量的添加和纤维之间的距离影响了钢纤维混凝土各方面的性能。 2.影响钢纤维混凝土性能的主要因素 钢纤维掺量、钢纤维类型、粗骨料最大粒径、
6、掺和料、减水剂和钢纤维长径比都是影响钢纤维混凝土性能的因素，其中影响最大的包括钢纤维类型、钢纤维掺量和钢纤维长径比4。不同环境对钢纤维混凝土的产生影响也不尽相同。 3.路桥施工中钢纤维混凝土的应用 3.1 钢纤维混凝土在道路施工中的应用 路面用钢纤维混凝土铺设能够延长路面使用年限，因为它具有减薄铺装厚度、纵缝少、抗冻耐磨、横向缩缝少的优点，使得在道路施工中经常应用。 3.1.1 复合式钢纤维混凝土路面的建设 复合式路面有双层式和三层式两种结构。三层式的复合路面的是有上下两层钢纤维混泥土和中间一层普通混凝土组成，设计机构非常合理，但是实施起来比较复杂。双层是路面是在路面板上铺设钢纤维混合凝土。3
7、.1.2 碾压钢纤维混凝土路面的建设 把钢纤维放置在碾压混凝土中，达到增强路面强度和韧性的效果，使碾压混凝土的力学性能有所改善。 3.1.3 全截面钢纤维混凝土路面的建设 用普通混凝土的路面厚度的 50%60%作为全截面钢纤维混凝土的路面厚度，掺加钢纤维量为 0.9%1.3%。全截面钢纤维混凝土一般用于双车道路面，这种路面横缝间距在 20 米到 50 米，通常不设纵缝。 3.1.4 钢纤维混凝土罩面 钢纤维混凝土罩面用于旧混凝土路面的损坏，它有三种结合方式：直接式、结合式、分离式5。直接式是将钢纤维混凝土罩面层直接铺设于旧混凝土面层，这种方法多用于损坏较轻的路面。结合式罩面层是将之与旧混凝土路
8、面粘结在一起，作为一个整体来支撑路面。分离式罩面层是在中间位置设置一个隔离层，让每一层都分别发挥自己的作用。 3.2 钢纤维混凝土在桥梁施工中的应用 3.2.1 桥梁上部承受外力部位 为了有效控制桥梁结构变形，在主梁部位使用钢纤维混凝土，加强主要应力局部的受力能力，减轻桥梁自身重量，建设结构轻型化、跨度大的桥梁。使用钢纤维混凝土修建桥梁，降低桥梁高度，让桥梁有良好的结构性能，美观的造型，除此之外，还能减少桥梁上部建造的用料量，和之对应的下部墩台数量也相应减少，减少了开支，提高经济效益。 3.2.2 桥面铺装 桥面铺装用钢纤维混凝土可以使桥梁自刚度增加，桥梁抗折强度增强，还能提高桥梁舒适性，增强
9、桥面的耐久性和抗裂性。使用钢纤维混凝土铺桥可以减少铺装厚度，不仅降低了桥面结构的重量，有增加了桥梁的受力能力。双层桥面把橡胶沥青混凝土和钢纤维混凝土相互结合的作法，也是有效改善桥面质量的一种对策。 3.2.3 钢筋混凝土桩加强 为了增强桩的抗冲击韧性，在桩顶或者桩尖部位使用钢纤维混凝土，防止桩顶在打入设计深度之前发生破裂，同时提高了桩尖入土能力。使用钢纤维混凝土的桩尖或者桩顶局部性能增强，提高桩的穿透力，锤击次数的减少，很大程度上提高了打击速度。 4.钢纤维混凝土路桥施工注意事项 4.1 钢纤维混凝土的配比设计 钢纤维混凝土的配比设计步骤与普通混凝土的大致一样。不同点就是钢纤维配比过程需要确定
10、钢纤维体积率，还要注意单位用水量和砂率对钢纤维体积率的影响，要求的韧性强度等的标准也不相同。在配比设计过程中一定要遵循设计规范，根据不同情况，不同要求，精确计算各种设计值，确定配合比。 4.2 振捣和整平 使用振捣机械和方式，让钢纤维均匀连续的分布于混凝土中，实现钢纤维混凝土工程的密实性，提高了钢纤维混凝土路面和桥面的抗裂性能和质量。振捣器械一般使用振捣棒，在施工中要求振捣棒的振捣频率，振捣棒不能插入路面或者桥面内部，钢纤维分布于平面。路面与桥面的振捣、整平施工方法大致相同，要根据具体情况计算数值。 4.3 布料与铺摊 路面钢纤维混凝土施工的布料、铺摊和桥面施工类似，都要让钢纤维均匀分布，防止
11、结团现象，为了避免这种现象的出现，在铺装前用分散机操作之后再搅拌。路面布料和铺摊的特点是将钢纤维均匀并连续的掺入面板中，过程中不能中断浇注和摊铺。桥面施工中则要求钢纤维分布方向尽量水平。 5.结束语 钢纤维混凝土囊括了钢纤维和混凝土两者的优点，增强了普通混凝土的各种性能，在路桥施工中得到了广泛应用。在将来的建筑领域里，随着钢纤维混凝土技术的不断发展和创新，其应用程度也会进一步提高。【参考文献】 1沙永达.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术的应用J.交通世界(建养机械), 2011,09(12):75-78 2杨大为.现代路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术研究J.科技致富向导,2011,07()23:86-88 3金平华.路桥施工中钢纤维混凝土技术的应用J.中国新技术新产品, 2011,02(07):67-69 4梁旭东.钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用J.中国新技术新产品,2010,09(14):124-126 5李常见.道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨J.黑龙江科技信息,2012,05(18):23-25
