对钢纤维混凝土的施工技术的问题探讨

摘要：文章从路桥施工技术中钢钢纤维混凝土中的性能及施工技术的应用等多个方面综合进行了阐述，为此加强钢纤维混凝土施工技术在整个路桥施工中起到完善的作用，供同行参考。

关键词：路桥施工；钢纤维混凝土；施工技术

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

前 言：随着城市经济的快速发展，高等级公路和桥梁的建设步伐日益加快，与此同时，对建筑材料的要求也越来越高。钢纤维混凝土因其性能优越、施工简便、价格相对低廉等优点而在道路路面、桥梁结构、房屋建筑等工程领域广泛应用。

1、路桥施工中钢纤维混凝土的应用

1.1道路施工中钢纤维混凝土的应用

由于钢纤维混凝土路面具有减薄铺装厚度、纵缝不设或少设、横向缩缝少、良好的耐磨性及冻融性等优点，延长路面使用寿命，从而在路面工程中获得广泛应用。

1.1.1新建全截面钢纤维混凝土路面

全截面采用钢纤维混凝土的路面厚度为普通混凝土路面厚度的50～60%钢纤维掺量为0.8～1.2% 。双车道路面一般不设纵逢横缝间距20～30M，最长可取50 M.。

1.1.2新建复合式钢纤维混凝土路面

复合式路面可以做成双层式或三层式。双层式路面的构造是在全路面板厚的上层约全厚40～60%铺设钢纤维混凝土。三层式复合路面是上下两层分别做成钢纤维混凝土层，中间夹普通混凝土层。结构上比较合理，但施工复杂。根据经验， 三层式复合路面宜在机械化铺设条件较高的地区使用。此外，还可以采用钢纤维—钢丝网混凝土复合式路面。

1.13 碾压钢纤维混凝土路面

将钢纤维置于碾压混凝土中，从而使路面的强度和韧性增强，改善碾压混凝土的力学性能。

1.1.4钢纤维混凝土罩面

旧混凝土路面损坏采用钢纤维混凝土铺筑罩面层。钢纤维混凝土罩面分结合式、直接式、分离式三种结合。结合式罩面面层与旧混凝土相互粘结为一整体，共同发挥结构的整体强度作用。分离式罩面层与旧混凝土不粘结，而是中间设置一个隔离层，各层独立发挥作用。直接式是直接在旧水泥混凝土面层上加铺钢纤维混凝土罩面层。一般用于损坏较轻微的旧水泥混凝土路面。

1.1.5钢纤维水泥砂浆或钢纤维细石混凝土罩面修补

用钢纤维水泥砂浆或钢纤维细石混凝土对损坏的路面进行修补罩面。钢纤维体积率以 1～2%为宜，长径比可略高于钢纤维增强混凝土的长径比。一般限制在70～100范围内.

1.1.6在多年冻土地区的用于抗冻在多年冻土地区选用钢纤维混凝土路面以减少吸热，并维持冻土热平衡和提高抗冻性。

1.2桥梁施工中钢纤维混凝土的应用

1.2.1桥面铺装

采用钢纤维混凝土桥面铺装层不仅可以增强桥面的抗裂性、耐久性和提高舒适性能，还可以增强桥梁抗折强度，增加桥梁本身刚度，减少铺装厚度，降低结构自重，改善桥梁受力状况。此外，采用钢纤维混凝土和橡胶沥青混凝土复合的双层桥面也是一种有效措施。

1.2.2桥梁上部承受荷载部位

采用钢纤维混凝土作为主拱圈（主梁）或在应力集中区局部加强，改善结构受力性能， 有效控制结构变形， 减轻自重，推动桥梁结构向大跨度、轻型化方向发展。 结构性能良好，造型美观，而且可减少上部材料用量，使下部墩台数量也相应减少，从而降低造价，提高经济效益。通过修建钢纤维混凝土桥梁降低梁高，满足使用上的特殊要求。

1.2.3桥梁墩台等结构局部加固

对动载长期作用下造成的桥梁墩台及桥面板裂缝或表层剥落病害，采用转子Ⅱ型喷射机喷射5～20CM 钢纤维混凝土以满足结构的整体性和抗震性要求。一般钢纤维类型采用剪切钢纤维，掺量为1.0%，采用硫铝酸盐快硬水泥和TS型速凝剂提高早期抗裂性能，对旧混凝土表面喷砂或凿毛，增加新旧混凝土的整体性。

1.2.4钢筋混凝土桩加强

采用钢纤维混凝土对桩顶或桩尖局部增强，桩的穿透力有较大提高，锤击次数减少，大大提高打击速度。 一般在桩顶和桩尖部位采用钢纤维混凝土，增强桩顶的抗冲击韧性，避免桩顶在打入设计深度以前出现破裂，并增加桩尖入土能力，提高打击速度。桩身部分仍用预应力或非预应力钢筋混凝土。当然也可以全断面整体浇筑钢纤维混凝土，但其经济效益会有所下降，所以，应经过技术经济比较决定。

1.3采用喷射钢纤维混凝土衬砌隧道和边坡防护加固

采用喷射钢纤维混凝土衬砌隧道是一种有效的技术措施。具有加强结构整体性和防止隧道渗漏水的作用。在边坡岩石节理裂隙发育的地质不良地段，采用普通混凝土支护并用喷射钢纤维混凝土加强或全截面采用喷射纤维混凝土支护加固。

2、钢纤维混凝土设计

钢纤维混凝土配合比可以根据普通混凝土配合比的选择原则，通过试验最后决定。首先应选择与基材强度相适应的钢纤维品种，钢纤维极限抗拉强度应大于500MPa。 圆直和熔抽钢纤维适宜配制中低标号混凝土，剪切钢纤维可配制高标号混凝土。钢纤维含量以0.5～2.0%为宜。为使钢纤维混凝土力学性能与施工和易性要求尽量一致，对钢纤维长径比应加以控制，同时还应考虑钢纤维的最小直径。钢纤维最小直径不应小于0.40mm ， 一般应控制在0.45～0.70mm左右，钢纤维的长度不应过长。在正常搅拌机拌和时长径比应控制在50～80 。 钢纤维细石混凝土的砂率应高于相同标号的普通混凝土。为保证钢纤维同基体牢固结合，通常采用粒径较小主骨料，最大粒径为10～20mm。 为改善混合料施工和易性，减少水泥用量和降低成本，可采用减水剂或其它外掺剂。注意钢纤维外观必须洁净、无锈、无油污，并不含其它杂质和碎屑。

3、钢纤维混凝土施工技术

钢纤维混凝土的施工，按其施工方法来分有浇注钢纤维混凝土、喷射钢纤维混凝土和灌浆钢纤维混凝土。钢纤维混凝土道桥工程质量的优劣，在很大程度上取决于施工质量。因此，在钢纤维混凝土施工时，除了满足普通混凝土的施工要求外，还应特别重视钢纤维给施工带来的技术问题，确保钢纤维均匀分布在基体中。

3.1设置钢纤维分散装置

由于钢纤维一次性直接投入搅拌机易出现结团现象，为使钢纤维充分分散，宜将钢纤维通过分散机再进入搅拌机。分散机功率宜为 0.75～1.0KW，分散力宜为20～60kg/min。 钢纤维应事先与细骨料定量拌合均匀或选择直径较粗、材质较好的纤维，并在料斗入口处设置振动筛。

3.2搅拌投料顺序和搅拌时间

为防止钢纤维结团，需采取分级投料，先干后湿工艺。 即按砂钢纤维碎石水泥。混和料先在搅拌机内干拌1min，然后加水和外加剂湿拌2min.。

4.3采用强制式搅拌机

钢纤维混凝土搅拌机，一般最好使用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。当纤维掺量较高和坍落度较小时，为不使搅拌机超负荷工作，搅拌机的利用率相应有所降低。

3.4浇注和振捣

钢纤维混凝土在浇注时，不得有明显的浇注接头。每次倒料必须相压15 ~ 20cm， 使钢纤维混凝土保持整体连续性。 同时，钢纤维混凝土的浇注必须连续进行。因使用插入式振动棒插入钢纤维混凝土进行振捣，会使钢纤维朝振动着的振动棒聚集，产生集束效应，为确保钢纤维的二维分布，宜使用平板振动器振捣成型。当采用振捣棒时为保证边角混凝土密实，应使钢纤维纵向条状集束排列有利于抵抗板体收缩应力、温度应力及荷载的传递。振捣好的混凝土表面应抹平，将外露的钢纤维压入混凝土中，以防止露出表面的纤维锈蚀或刺人。

3.5 成型

钢纤维混凝土具有粗骨料细、砂率大、纤维乱向分布的特点，因此钢纤维混凝土路面宜采用真空吸水工艺，机械抹平以防止钢纤维外露。采用压纹机压纹工艺以避免拉毛产生纤维外露现象。拆模后对纤维外露或漏振时，应及时处理。

3.6接缝施工钢纤维混凝土的收缩性小、抗裂性能好。有条件封闭交通的施工路段，采用混凝土摊铺机可做成整幅式，不设纵缝。钢纤维浇筑养生达设计强度50%后切锯缩缝。

3.7运 输

钢纤维混凝土在运输过程，中坍落度和含气量都会有损失，拌和物稠度下降。由于在运输时受到振动使钢纤维下沉，影响了钢纤维混凝土的均匀性。因此钢纤维混凝土的运输距离应尽量缩短，料斗出口尺寸要大一些。有条件时也可以采用泵送。

4、结 语

钢纤维混凝土是一种新型的优质水泥基复合材料，可以实现按照使用要求设计材料的目的。随着钢纤维生产技术的不断进步和基础理论的不断完善，钢纤维混凝土在路桥工程的应用将进一步拓宽。