张琼 徐广湖
慈溪市江南道路发展有限公司
摘要：通过对钢钎维混凝土技术的定义、性能及发展应用情况及前景等进行简要的介绍，结合笔者在路桥施工中对钢钎维混凝土技术应用的多年经验，较为详细的阐述钢钎维混凝土技术在路桥施工中的应用情况，为钢钎维混凝土这一新型技术在路桥施工中的更加广泛的应用提供有用参考。
关键词：钢钎维混凝土技术；路桥施工；应用研究
1 概述
钢纤维混凝土（英文“Steel Fiber Reinforced Concrete”，简称之为“SFRC”）是在普通混凝土中掺入少量低碳钢、玻璃钢、合金钢及不锈钢等各种形状的短细钢纤维后经搅拌、浇筑成型后的一种新型的复合建筑基础材料。钢钎维混凝土较之普通混凝土在自身抵抗受拉、受弯及受剪等力学性能方面有着明显的加强效果，同时抵抗疲劳应力、抵抗冻融的性能、抵抗冲击力、开裂后自身韧性及耐久性能等方面都有很大的提高。在钢钎维混凝土中，钢钎维因其不同的外形，如直顺型、锚固型、凸凹型及随机等直接决定其对应钢钎维混凝土的性能的差异，因其与混凝土的锚固受力性能直接决定钢钎维混凝土的整体性能。
钢钎维混凝土技术的发展历史最早可以追溯到二十世纪初，在二十世纪一零年代，前苏联工程界专家、美国混凝土研究专家对在普通混凝土中增加钢钎维的理论研究，并且在试验中通过掺入钢钎维的混凝土与普通混凝土进行性能对比得出其具有较明显的强度提高及稳定性能。到第二次世界大战期间，从军事目的出发，欧美及日本国家对钢钎维混凝土进行了关键性能研究，特别是通过钢钎维造型工艺以及其与混凝土的粘结强度等重点领域的初始定性研究从而有效提高了混凝土的强度性能、抗剪性能及耐磨性能等。到二十世纪六十年代，西方国家再次拾起钢钎维混凝土的研究，并深入进行钢钎维混凝土的受力机理包括复合力学理论机理以及钢钎维间距的理论机理的研究，从理论上确定钢钎维具体长度及间距等要求，为钢钎维混凝土的定量理论奠定基础。同时开启了钢钎维混凝土这一新型复合材料的民用时代。我国从上个世纪八十年代开始引进国外钢钎维混凝土技术并应用于工程建设领域。先后由中国工程建设标准化协会组织大连理工大学及哈尔滨建筑工程学院两所高校根据当时钢钎维混凝土设计及施工实际联合编制于1992年出版的《钢钎维混凝土结构设计与施工规程》（CECS 38-1992）（行业内常称为92规范）来指导国内钢钎维混凝土施工工作。进入新世纪以后，随着科学技术的日新月异，钢钎维混凝土也从传统的单一的形式逐渐丰富到多种纤维类型混凝土，由中国工程建设标准化协会再次组织大连理工大学根据新世纪钢钎维混凝土设计及施工实际对92年出版的钢钎维混凝土规程进行全面修订，并更名为《钎维混凝土结构技术规程》（CECS 38-2004）（行业内常称为04规范），更加科学的规范我国钢钎维混凝土结构和合成纤维混凝土结构的设计与施工工作。进入新世纪一零年代，中国工程建设标准化协会结合纤维混凝土试验实际又组织大连理工大学组织编写《纤维混凝土试验方法标准》（CECS 13-2009）规范各类工程建设领域的各类纤维混凝土的原材料质量、拌和性能、物理力学性能以及耐久性能等方面的试验工作。
钢纤维混凝土作为一种新型的复合材料，以其较之传统混凝土具有的抵抗拉压力、抵抗弯矩、阻碍断裂力、抵抗冲击应力、抵抗疲劳应力、材料自身韧性等改善的物理力学性能指标，目前在国内外包括房屋建筑工程、公路桥梁工程、水利水电工程、铁路轻轨及地铁工程、机场工程、港口码头航运工程、军用及民用防暴工程以及维修加固防护工程等工程建设领域广泛应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着科学技术的进一步发展，钢钎维自身力学性能的进一步提高和丰富，如在在自身断裂可自诊断、自动修复、绿色防污染、自动稳定感应性能、智能性能、超高抗拉性能、与混凝土粘结性能的显著增加且形成同一性等方面，这将极大的提高钢钎维混凝土的应用性能，同时将扩大其应用范围，如在当今的低碳绿色建筑领域、生态建筑领域以及超高层建筑领域等方面将受到更加广泛的关注。
2 路桥施工中的应用
2.1 钢钎维混凝土技术在道路施工中的应用
在道路施工中，混凝土普遍应用于道路的路面层。由于普通混凝土在抗拉、抗弯、抗剪等力学性能方面以及在抗裂、抗冻融、耐磨等自身能力方面存在不足，这也是出现近年来普通水泥混凝土路面在高等级公路中已基本不再采用，同时对原有采用普通水泥混凝土路面也进行“白改黑”，改成沥青混凝土路面。而钢钎维混凝土具有较之普通混凝土有更好的抗拉弯剪及更强的抗裂、耐磨、抗疲劳、抗冻融及韧性等性能，加之近年来钢材领域产能过剩给原本高昂的钢钎维混凝土更加广泛的应用提供可靠根本前提。使得钢钎维混凝土不再仅仅应用于路面伸缩缝位置，而更加广泛的应用于公路路面工程中，特别是其特有的改善混凝土的伸缩性能，使得原本几米一道的路面伸缩缝成倍的延长至几十米甚至近百米，充分体现钢钎维混凝土的优越性能。因其较之传统混凝土的各项优化性能，使得原有路面结构层大幅度变薄、大中修时间延长、维护成本显著降低。尤其是钢钎维混凝土的抗冻融性能，使得高原及寒冷地区的路面性能显著提高，极大的改善当地交通现状。
2.2钢钎维混凝土技术在桥梁施工中的应用
在桥梁工程领域，钢钎维混凝土应用已经从传统的伸缩缝位置逐渐发展到部分结构的下部构造及上部关键构造以及桥面系中。具体为以下几点。一是在桥梁下部构造中的承台混凝土中，承台作为桥梁工程下部构造中承上启下的关键混凝土构件，很有必要提高和优化其力学受力性能；因此在下部构造关键构件承台施工中，通过钢纤维混凝土，利用其具有的抗裂性能高、抗剪性能强、抗震性能好以及良好的耐久性能等因素优化承台混凝土性能，减小承台的结构尺寸，使得原本为大体积混凝土结构物转变成常规混凝土构件，把混凝土水化热的影响降到最低，从根本上保证混凝土的性能。二是在桥梁工程上部构造部分桥型关键结构中，对于中承式钢管混凝土拱桥，其拱圈是受力关键构件亦是复杂节点构造，对于普通性能混凝土在抗压性能方面能够满足要求，但是在复杂的受力钢管拱内还需承受抗拉、疲劳应力及其他外力，对于普通混凝土就难以持久，通过应用在钢管拱内关键受力复杂部位浇筑钢钎维混凝土能够明显改善成桥后的受力状况，使得结构受力体系更加趋于设计状态；同时在梁板抗扭性能方面，通过使用钢钎维混凝土能够很好的改善传统梁板抗扭性能差的这一情况。三是在桥面铺装方面，由于桥梁工程承受较大的动荷载、且运行速度快，在高峰时期桥梁每天将承受数万次的振动，因此要求桥面混凝土具有强度高、抗冲击性能强、抗疲劳性能好的性能，这正是钢钎维混凝土具有的基本性能，通过使用钢钎维混凝土，能够明显改善桥面行车质量以及大幅度降低维修成本，为进一步丰富桥面铺装提供新的材料。
3 结语
钢钎维混凝土技术以其更加完善的力学性能在路桥施工中优势逐渐明显起来。结合其在路桥施工中的具体应用部位情况，能够很好的改善和强化原有普通混凝土不太显著的力学性能特点。随着人们群众对结构安全性能及舒适性能的需求进一步提高，这就需要更多、更好的诸如钢钎维混凝土这样的新型材料应用到路桥施工领域，不断提高路桥行业施工水准。
参考文献：
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[3]鲁强.浅谈路桥施工中钢纤维混凝土应用技术 [J].科技创新导报，2012年第17期
[4]仝芸.路桥施工中钢钎维混凝土施工技术应用 [J].江西建筑，2013年04期
论文作者:张琼,徐广湖
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/10
标签：钢钎论文; 混凝土论文; 性能论文; 路面论文; 技术论文; 领域论文; 桥面论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;