摘要：钢纤维混凝土是一种新型的复合型建材，在我国国内得到了广泛的应用，与普通的混凝土相比有很多优异之处，不仅能改善结构抗剪、抗拉、抗弯、抗磨等性能，还能增强抗冲击性和断裂的韧性，明显提高结构的耐久性，并且施工简单，因此被很多行业广泛的运用。
关键词：钢纤维混凝土；桥梁；道路；混凝土
1 工程概况
赤峰中环路快速化改造工程 PPP 项目位于内蒙古自治区赤峰市。本工程采用环+连接线的方式，设置在旧城和新城的结合部，将各片区串联，使得各片区连接更加紧密,工程设计包括中环路、 G306 改造、五三西互通连接线和大板路南通段四部分。其中，小新地互通位于西环及南环部分标段，设计起点ZK13+540，设计终点ZK17+100，全长3560m。
因为钢纤维混凝土有比较好的抗冻能力、抗裂能力及耐久性；在桥梁的桥面铺装中的使用能够有效地提高桥梁桥面的力学性能，且能够有效地降低混凝土使用质量的特点来减小桥面铺装的厚度，能够提高桥梁建造的安全性。
2 钢纤维混凝土的主要性能
2.1影响钢纤维混凝土的主要因素
钢纤维混凝土的性能受到钢纤维的掺入量、钢纤维的类型、钢纤维的长径比、粗骨料的最大粒径、含砂率、掺合料、减水剂等因素的影响。其中对钢纤维混凝土印象因素最大的是钢纤维的掺入量、钢纤维的类型、钢纤维的长径比这三种因素。将钢纤维混凝土用到道路路面时，由于路面面层板较薄，会受到地下排水状况的影响。
2.2钢纤维混凝土的重量和强度比值增大
钢纤维混凝土具有十分优异的经济性能指标，这也保证了它具有非常广泛的应用前景。其抗拉强度以及有主拉力控制的抗弯、抗剪、抗扭曲的强度与普通混凝土相比显著提高。其纤维掺量为1~2%时，钢纤维混凝土的抗拉强度提高了25~50%抗弯强度提高了30~80%，使用直接双面实验测定的抗弯强度提高了50~100%。而抗压的强度的提高幅度有限，一般在0~25%之内。
2.3钢纤维混凝土的变形性得到显著改善
钢纤维对普通混凝土的抗压弹性模量的印象并不明显，受拉弹性的模量随着钢纤维的掺入量的提高大约增加了0~20%，但是钢纤维混凝土的韧性与普通混凝土相比显著提高。当掺入量在0.8~2.0%的范围内，其弯曲冲击韧性约可提升2~4倍，抗压和韧性约可提升2~7倍，经板式实验的落锤法击碎实验中测得的冲击韧性约可提高50~100倍甚至更高。
2.4钢纤维混凝土能够有效的抑制或阻止温度应力开裂，其抗疲劳性显著改善
钢纤维混凝土能够对普通混凝土起到阻裂的作用因此，钢纤维混凝土与普通混凝土相比有较高的抗疲劳性和软化性。例如，在掺有2%的钢纤维混凝土的抗疲劳寿命高达2^10次，其应力水平达到0.92，普通的混凝土的盈利水平仅为0.56。
2.5钢纤维混凝土能有效改善普通混凝土收缩及徐变现象
钢纤维混凝土的收缩是随钢纤维的增加而降低的。例如当钢纤维的掺量为1.5%时钢纤维混凝土与普通混凝土相比收缩值降低7~9%，在持续荷载下的钢纤维混凝土的徐变与普通混凝土相比降低了10~30%。
2.6钢纤维混凝土有较好的抗磨损能力
通过对C-75，C-50钢纤维与普通混凝土进行抗磨损的实验表明，钢纤维混凝土的抗磨损能力为105%。使用C-75的钢纤维混凝土的试样比普通混凝土试样抗磨损能力增加了52%，其试件的磨损损失量减少了34.4%；使用C-50对混凝土增加了粗糙度因此在相同的外露表面磨损实验条件下，其磨损力增加了1倍。
3 道路桥梁施工中对钢纤维混凝土技术的运用
3.1钢纤维混凝土技术在道路施工中的运用
钢纤维混凝土路面具有：（1）纵缝少设或不设；（2）减薄铺装层厚度；（3）横向缩缝小，（4）冻融性好；（5）耐磨性能好等优点，因此能够延长道路路面的使用寿命，被广泛运用于路面工程的建设中。
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3.2新建复合式钢纤维混凝土路面
一般复合式路面可以做成三层或双层式，三层式路面设计为将上下两层路面做成钢纤维式混凝土层，中间夹杂普通混凝土层，这种方法在整体建筑上较为合理，因此施工技术要求高，一般三层式复合路面适宜在机械化程度较高的地区进行；双层式路面的建造一般是在全路面板厚的上层大约40~60%处实施钢纤维混凝土。
3.3新建全截面的钢纤维混凝土路面
一般全截面采用的钢纤维混凝土厚度是普通混凝土的50~60%，其中钢纤维的掺入量为0.8~1.2%。对双车道路面来说，一般不设纵缝，横向间距设置为20~30cm，最长为50cm。
3.4碾压式钢纤维混凝土路面
碾压式钢纤维混凝土路面是指将钢纤维放置于碾压混凝土内，以此来增强路面的韧性和强度，提高碾压混凝土的性能。
3.5钢纤维混凝土罩面
对损坏的旧混凝土一般采用钢纤维混凝土对罩面层进行铺筑，钢纤维混凝土的罩面分为：分离式、直接式、结合式。分离式的罩面层和旧混凝土面层不粘结，在中间设置出隔离层，使得各层能够独立的发挥作用。
4 钢纤维混凝土在桥梁施工中的应用
4.1 桥面的铺装
使用钢纤维混凝土对桥面进行铺装不仅能够增加桥面的耐久性、抗裂性以及提高桥面的舒适性还能够增加桥梁的抗折强度，是桥梁自身的刚度增强，从而减少的铺装厚度，在一定程度上降低了结构的自重，改善了桥梁的受力情况。
4.2桥梁上部承受的荷载部位
使用钢纤维混凝土对应力集中区域或者主拱圈进行局部加强，能够改善结构的受力性能，有效的对结构性能进行控制，减轻结构本身的自重，促进桥梁结构向轻型化、大跨度的方向发展，不仅使桥梁造型美观、结构性能好，而且能够提高经济效益，采用钢纤维混凝土能够降低桥梁的梁高，同时还能够满足一些桥梁的特殊要求。
4.3 桥梁墩台等结构的局部的加固
在动荷载的长期作用下造成的桥面板和桥梁墩的裂缝或者表层脱落的情况可以采用转子Ⅱ型喷射机进行喷射5~20cm的钢纤维混凝土，用来提高结构的抗震性和整体性，通常情况下钢纤维类型为剪切钢纤维，钢纤维掺量为110%，使用硫铝酸盐快硬水泥以及TS型的速凝剂来提高桥梁早期的抗裂性能；通过对旧混凝土的表面凿毛或喷砂处理，能够增强新旧混凝土的整体性能。
5 钢纤维混凝土的施工
5.1混凝土中钢纤维的均匀随机设置
钢纤维混凝土中最为重要的就是在钢纤维混凝土施工搅拌时，钢纤维的加入步骤；因为在混凝土搅拌过程中钢纤维的投放不正确就回到这钢纤维聚集在一起没有办法分散开，从而达不到所需的施工效果；所以必须要使用专用的钢纤维分散机进行施工，根据实际的施工情况调整钢纤维的分散效果和设备的功率；同时预先进行钢纤维和混凝土细骨料的搅拌步骤保证钢纤维的充分均匀。
5.2钢纤维混凝土的浇注
钢纤维混凝土的浇筑主要就是不能有浇筑的接头情况，整个浇筑的过程必须要连续，整个钢纤维的混凝土浇筑过程必须要不间断的进行同时使用平板振捣器进行振捣，避免钢线因为磁力作用产生的聚集；浇筑完成以后必须要保证没有钢纤维暴露的情况，必须要进行抹平处理保证钢纤维混凝土的施工质量。
5.3钢纤维混凝土的成型
因为钢纤维混凝土中纤维的分布虽然是均匀的，但是方向的分布是混乱的；钢纤维混凝土的抹平工作也就必须要利用机械来进行，同时采取真空的吸水来处理钢纤维混凝土，保证施工质量。
5.4钢纤维混凝土的养护
钢纤维混凝土的养护工作要求比较严格，在养护工作完成之前不能有任何的重物碾压，要通过覆盖塑薄膜的方法进行养护和保护。
结束语
钢纤维混凝土本身确实有比较好的性能，同时钢纤维混凝土能够给我们的道路桥梁施工带来新的选择，钢纤维混凝土技术的更广发使用也是在一定程度上推动着道路桥梁施工技术的发展，通过探讨研究我们发现钢纤维混凝土的应用取得了明显的经济效益和社会效益，为道路桥梁的施工提供了借鉴和参考。
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论文作者:匡咛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/20
标签：混凝土论文; 钢纤维论文; 桥梁论文; 路面论文; 桥面论文; 中钢论文; 结构论文; 《防护工程》2018年第31期论文;