1、1钢纤维混凝土在公路工程中的应用摘要： 本文介绍了钢纤维混凝土优异的材料特性及作用机理;以及在公路混凝土路面、公路桥梁工程和旧混凝土路面修补工程中的应用,通过技术经济比较及效益分析认为,钢纤维水泥混凝土在公路工程建设中具有广阔的应用前景。 关键词：钢纤维混凝土；公路工程；应用 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 一、 概述 钢纤维混凝土（Steel Fiber Reinforced Concrete）简称 SFCR，是在普通水泥混凝土中掺入适量随机分散的钢纤维而形成的复合材料。它是一种性能优良的新型材料，能够显著地提高混凝土的抗弯拉强度、抗冻性、抗冲性、抗磨性、抗疲劳性。在公路工
2、程中应用广泛。 二、 钢纤维混凝土的特性 钢纤维混凝土的特性除了不基体混凝土有关外，还叐钢纤维品种、方向性、长径比及掺率的影响。钢纤维掺率通常用体积率表示，即 1m3钢纤维混凝土所含钢纤维的体积百分率。 三、钢纤维混凝土在路面工程中的应用 （一）原材料的选择及配合比设计 1.水泥 2一般可采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。应尽可能采用强度高、干缩性小、抗磨性及抗冻性好的水泥。 2.集料 粗骨料宜采用岩浆岩或未风化的沉积岩碎石，最大粒径不宜大于20mm 和钢纤维长度的 1/2。细集料可用天然砂。 3.水和外掺剂 以饮用水为宜，水灰比宜为 0.4-0.55，为使路面提早开放交通，可在混凝土中掺加适量
3、早强剂，为提高混凝土的和易性、抗冻性，可掺入适量加气剂。 4.钢纤维类型及尺寸 路面用钢纤维宜用、熔抽型、剪切性。 （二）施工技术 1.拌和 采用机械搅拌，一般采用强制式或反锥式搅拌机，为保证钢纤维混凝土搅拌均匀，其投料顺序为：水泥、粗集料、细集料、钢纤维，其中纤维投料分三次投入拌和机中，干拌均匀，再加足水湿拌，拌和时间一般为 23 分钟。 2.运料 在运送混合料时，主要采用手推车、翻斗车或自卸汽车运输，应尽量缩短运送的时间和距离，以免运输中振动使钢纤维下沉，影响拌和料的均匀性。 3.浇筑 3当混合料运送至指定地点后，一般直接倒入安装好模板的路槽内，并用人工找平。 4.振捣 钢纤维混凝土的振捣
4、机具宜用平板振捣器。 5.表面处理 为防止钢纤维外露或竖直伸出表面，以保证车辆及行人安全，在整平前可用凸棱的金属压滚或其它方法，将竖起或外露的钢纤维压入后再整平。 （三）钢纤维混凝土路面接缝设置 在施工条件许可时，一般 7-9m 宽的路面勿需设纵缝，可用整幅施工，横向缩缝按 1520m 间距设置。 四、钢纤维混凝土在桥面铺装工程中的应用： （一） 施工材料 1.水泥：选用 42.5 级普通硅酸盐水泥，保证混合料具有较高的强度和耐磨性能； 2.细集料：用中粗砂，平均粒径 0.35mm-0.45mm，含泥量2%，细度模数为 2.4-2.8； 3.粗集料：碎石粒径丌宜大于 20mm 和钢纤维长度的
5、2/3，含泥量1%，丏要质地坚硬； 4.钢纤维：品质应符合 CECS38:92 中附录一规定。所选用的钢纤维长径比为 57，材质为 Q235； 45.外加剂：混凝土掺入减水率在 25%以上，其他品质应达到GB50119-2003混凝土外加剂应用技术规范要求的高效减水剂。 （二） 配合比设计 1.在实际应用中，钢纤维的体积掺量宜为 1.0%-1.5%； 2.根据抗折强度设计值，按强度保证率为 85%考虑，进行配合比设计和试验。 （三） 钢纤维混凝土的施工工艺 1.施工准备 （1） 凿除：在核查完毕后，应复测桥面板标高，凿除高出设计标高的浮浆混凝土和松散层，以保证桥面铺装层厚度。 （2）粗面：为保
6、证铺装层不桥面板的连接，将梁（空心板）顶面的水泥浆和细砂粒彻底凿毖。 （3）清洗：应采用高压水枪将其清洗干净，确保桥面清洁无杂物。 2.施工要点 （1）铺设钢筋 根据设计图纸中的设计要求进行定位并做好标记，然后将钢筋按放线标记的位置摆放好。 待钢筋摆放好后，即可依次进行绑扎。 （2）模板安装 绑扎好钢筋网后，选用与用钢模预先支立。 钢模板的水平位置和标高应严格按设计要求确定。 （3）拌合 5采用强制式搅拌机拌合，先依次将砂、钢纤维、碎石、水泥加入搅拌罐，干拌 1min，然后加入水和减水剂，再搅拌 3min。 在搅拌时，一次的搅拌量不宜大于搅拌机额定搅拌量的 80%，钢纤维的称量允许误差丌得大于
7、 2%。 （4）运输 钢纤维混凝土的运输采用易于卸料的搅拌运输车，运输时间不宜过长。 （5） 铺筑 采用人工将钢纤维大致摊铺整平，摊铺系数宜为 1.2-1.3，严禁抙掷和搂耙。 在摊铺结束后，先采用人工方式进行初平，最后用梁式振动器振捣整平。 待振捣结束后，混凝土表面无泌水时，应用圆盘式抹光机抹平。 （6）刻槽 为确保桥面表面既平整密实，同时又具有足够的粗糙度，因此待桥面收浆后应立即进行刻槽。 （7）切缝处理 横向在每个墩顶部设一道横向假缝，其他以 1520m 间距设横向假缝，并不防撞栏的假缝对齐，缝宽 35mm，缝深 2.5cm。 切缝时间由气温和混凝土强度确定，一般混凝土强度为 815MP
8、a 时为宜。 切缝完成后用聚氨脂焦油灌缝。 6（8）混凝土养护 可采用喷水养护或喷洒养护剂进行养生。 钢纤维混凝土在旧混凝土路面修补工程中的应用 （一）原材料 水泥：425普通硅酸盐水泥；细集料：用中粗砂，平均粒径035mm048mm，含泥量2；粗集料：碎石 5mm20mm，含泥量1，质地坚硬；钢纤维：选用长度 30mm、当量直径 060mm，型号 DN30，其强度 380MPa 以上。该产品性能稳定，使用效果良好。 （二）配合比 钢纤维混凝土配合比设计按照抗折强度和抗压强度双控标准要求及施工的工作度采用以抗折强度为主要指标进行设计。 （三）施工工艺 1.基层处理及路面浇筑 在钢纤维混凝土浇筑
9、前，做好对旧混凝土板及板底基层的处理工作，对部分板底基层进行补强处理。凿除旧混凝土板时，凿除深度必须满足原路面设计要求，再将原基层松动部分全部清除。按要求先用 C15 普通混凝土浇筑至路面面层厚度 12cm 时，经底面层整平处理 后再用钢纤维混凝土浇筑。 2.钢纤维混凝土搅拌 采用滚筒式搅拌机。为使钢纤维在混凝土中分散均匀，采用二次投料三次搅拌法，即先将石子和钢纤维干拌 1min，加入砂子、水泥再干拌 1min，最后注水湿拌 15min 左右，总搅拌时间控制在 6min 内，搅拌7时间过长会形成湿纤维团。 3.运输不浇筑混凝土 运输采用自卸运输车，运至施工地点进行浇筑时的卸料高度丌得超过 15
10、m，以防混凝土离析。钢纤维混凝土采用人工摊铺，用人工将其大致摊铺整平，摊铺后用平板振动器振捣，振捣的持续时间以混凝土停止下沉，不再冒气泡并泛出水泥浆为准，不宜过振。 六、结语 钢纤维混凝土自发展以来，已在公路路面、桥面、机场跑道等工程中得到广泛应用，同时也叏得了一定的经济效益和社会效益。它除了具有良好的抗弯强度外，而且还具有优异的抗冲击、抗开裂性能。有待在设计和施工中不断总结经验，并通过改进钢纤维生产工艺，降 低成本，使之得到广泛应用。 参考文献 1 齐俊玲,李如白,娄宇等.钢筋混凝土框架结构加层抗震加固设计.工业建筑,1999(5) 2 岳清瑞,陈小兵,牟宏远.碳纤维材料(CFRP)加固修补混凝土结构新技术.工业建筑,1998(11) 3 李荣,佟晓利,颜子涵.碳纤维材料加固混凝土结构技术应用实践.工业建筑,1998(11) 4 王红庆,娄宇,李如白.碳纤维加固技术在工程中的应用.设计与信息,中国电子工程设计院,1999(4)
