综述钢纤维混凝土技术在路桥施工中的问题探讨

摘要：随着我国市场经济的发展与城市现代化进程的加快，公路和桥梁工程也取得了突飞猛进的发展。钢纤维混凝土，因为自身具备的诸多优势而成为目前路桥施工中不可替代的新型建筑材料。钢纤维混凝土在路桥施工中的应用，对于提高工程质量，提升施工效率，降低生产成本等方面都做出了巨大贡献。笔者就钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的应用，提出一些自己浅显的看法。

关键词：路桥施工；问题；钢纤维混凝土；技术

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

1钢纤维和钢纤维混凝土的性能分析

1.1钢纤维基本性能

钢纤维按其制造方式分为切断钢纤维、剪切钢纤维、切削钢纤维和熔抽钢纤维四种。

(1)钢纤维抗拉强度高，但与水泥沙浆的界面粘结性较差。对钢纤维表面进行变形处理，制成表面有刻痕的、末端带钩的、波纹形的钢纤维，或者圆截面与扁平截面交替的呈规律性变化的钢纤维可以改善其力学性能。当用废钢丝绳切断而成时，必须进行除油污和除锈处理。

(2)剪切钢纤维由剪切冷轧薄板制得，厚0.2mm～0.5mm，宽0.25mm～0.9mm，抗拉强度为450MPa～800MPa，与水泥砂浆的粘结性比切断钢纤维好。

(3)切削钢纤维由旋转的铣刀切削软钢锭或厚钢板制得，强度比原材料有较大提高，截面呈三角形，与水泥混凝土的粘结较好。

(4)熔抽钢纤维由熔融的钢水甩制而成，纤维强度因熔钢成分与热处理条件而异，表面不规则且有一层强度很低的氧化层。氧化层的存在降低了钢纤维与混凝土的粘结强度。

1.2钢纤维增强混凝土强度机理

钢纤维在混凝土中的主要作用，在于限制外力作用下基体中裂缝的扩展。在受荷(拉、弯)初期，水泥基料与钢纤维共同承受外力，而前者是外力的主要承受者:当基料发生开裂后，横跨裂缝的钢纤维成为外力的主要承受者。若钢纤维体积掺量超过某一临界值，整个复合材料可继续承受较高的荷载，并产生较大的变形，直到钢纤维被拉断或钢纤维从基料中被拨出，以至复合材料破坏。

1.3影响钢纤维混凝土性能的主要因素

钢纤维混凝土性能受钢纤维类型、钢纤维掺量、钢纤维长径比、砂率、粗骨料最大粒径、减水剂、掺和料等因素的影响。其中钢纤维类型、钢纤维掺量和钢纤维长径比是影响钢纤维混凝土性能的主要因素。当钢纤维混凝土用于路面材料时，由于面层板较薄，因而受地下排水状况的影响较大。

2路桥施工中钢纤维混凝土的应用

2.1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。

新建全截面钢纤维混凝土路面、新建复合式钢纤维混凝土路面、碾压钢纤维混凝土路面钢纤维混凝土罩面、钢纤维水泥砂浆或钢纤维细石混凝土罩面修补、在多年冻土地区的用于抗冻

2.2桥梁施工中钢纤维混凝土的应用

2.2.1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。

2.2.2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。

2.2.3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5cm～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110%；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。

3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0.45mm～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。

4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。

4.1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0.75kW～1.0kW，分散力宜为20kg/min～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。

4.2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。

4.4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15cm～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。

4.5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。

4.6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。

4.7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。

5结语

钢纤维混凝土作为一种新型水泥基复合材料，在路桥工程中的实际使用效果已经得到了大量实践的验证。它在提高路桥使用性能、保证工程施工质量、降低工程造价等方面的优势也显现的越来越明显。接下来我们要做的，是将钢纤维生产技术进一步的提高和完善，使这种新型材料更科学更合理更广泛地应用到路桥工程中去，从而促进我国路桥工程建设的进一步发展