摘要：随着我国人民生活水平的提高，我国的城镇化进程不断突飞猛进。加之各类新型施工技术与设备、新型原材料的广泛推广，各地的路桥工程施工完建率大大提高。在此背景下，作为路桥施工现代化重要标志之一的钢纤维混凝土施工技术越来越受到有关各方的重视。本文即从钢纤维混凝土施工技术的特有性质出发，从桥梁施工与路面施工两方面研究在路桥工程中应用钢纤维混凝土施工技术应注意的问题。
关键词：路桥施工；钢纤维混凝土；施工技术；应用创新
一、引言
路桥工程是我国市政基础设施建设的重要组成部分之一。不同于一般的建筑工程，路桥工程的工程类型呈现多样化趋势且加之我国地域辽阔、地质状况复杂等因素，各地对于路桥工程的实际功能往往有不同的需求。但不可否认的是，随着我国人民科学意识以及安全意识的提升，人们对于路桥工程施工中广泛应用的混凝土等建材的安全标准越来越高。一些容易造成建筑裂缝与工程塌方等安全事故的普通混凝土建材已经逐步退出了施工领域。钢纤维混凝土建材作为一种复合性的创新建材，由于其独特的优势，开始在工程施工领域得到普遍应用。以下笔者即对其特性及在路桥工程中的施工技术应用展开详细阐述。
二、钢纤维混凝土的特性及优势分析
所谓钢纤维混凝土是指在普通混凝土的加工过程中掺入比例为百分之一到百分之二的短钢纤维而形成的一种新型复合材料。相较于一般混凝土，这种创新型材料中呈现乱向连续分布状态的钢纤维能够较大程度防止混凝土内部结构中的裂缝变大、避免表面裂缝的形成。钢纤维混凝土的优势具体如下：
（一）新型复合材料的抗冲击能力提高
相较于普通混凝土建材，钢纤维混凝土在面对冲击力时，不仅要克服基材与短钢纤维之间的粘连力，也要克服短钢纤维自身的屈服强度。因此，钢纤维混凝土若要在冲击中开裂需要大量的能量消耗，这使钢纤维混凝土在面对冲击时更加不易开裂。在水泥重锤冲击实验中，同等级的钢纤维混凝土随着短钢纤维掺入比例的加大，其抗冲击次数呈现提升趋势，并为普通混凝土的数十倍。最终可得出结论，当短钢纤维掺入比例为百分之零点八至百分之二时，钢纤维混凝土的抗冲击力可提升数十甚至上百倍。
（二）新型复合材料的抗压性、抗拉性以及抗弯性等力学性能提高
根据国际上各类以钢纤维混凝土为研究对象的力学实验结果表明：在混凝土中加入短钢纤维后，混凝土的抗压性能提升了百分之十左右。虽然其抗压强度的提升不甚明显，但其受压之后的韧性却大大提高。具体的实验现象为钢纤维混凝土在遭到压力破坏时，没有像普通混凝土一般出现开裂、崩坏、坍塌等问题，仍保持其完好架构。除此之外，钢纤维混凝土的抗拉性以及抗弯性等都会随着短钢纤维掺入的比例而增强。例如：就钢纤维混凝土的抗弯性来说，其在受到弯曲荷载的影响时，受到弯曲作用的部位会出现开裂现象，但由于短钢纤维与基材之间的粘连可以承受一部分拉力，因此钢纤维混凝土不会像普通混凝土一样发生脆性断裂。
（三）新型复合材料的抗冻融性以及抗疲劳性提升
在混凝土中加入钢纤维明显增加了混凝土的抗疲劳性能，并且随着钢纤维掺入比例的增加，混凝土的疲劳寿命将不断延长。尤其当短钢纤维的掺入比保持在百分之一点七左右时，这种复合型建材的疲劳寿命将延长百分之十五。此外，在混凝土中掺入钢纤维材料可以增加基材与钢纤维的内部接触面。面对冻融循环时短钢纤维与基材之间的黏结性将提高，有效减少内部裂缝的数量以及面积，最终提高其抗冻融性。
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（四）新型复合材料的韧性与抗裂性增强
钢纤维混凝土的韧性、抗裂性与短钢纤维的掺入比呈正方向提高。此外，随着混凝土基材强度的提高，混凝土与基材之间的粘连力也将有所增加，其韧性也将增强。这种复合材料的韧性提高具体体现为混凝土在受到压力遭到破坏时吸收的能量将大大增强，而抗裂性提高则体现为若混凝土的基体呈现脆性特征，其裂缝数量以及裂缝宽度的扩大程度将降低。
三、如何促进钢纤维混凝土在路桥施工中的技术应用
（一）钢纤维混凝土的配比设计
钢纤维混凝土的配比设计与普通混凝土普遍相同，但又有一定区别。这种区别主要体现在总量与强度双控标准以及韧度标准等方面。尤其在掺入短钢纤维后，混凝土中钢纤维的体积率成为一个重要的控制因素，而该因素的变化受到用水量、砂量等方面的影响。因此，确定钢纤维混凝土的配合比例一般适用实验调整法，即按照行业规范的要求，首先通过实验配比的抗压强度来确定钢纤维体积并计算水灰比例。在此过程中，不断调整各类材料的用量以试配出合适的比例。在确定合适比例后，要对该比例的钢纤维混凝土进行性能测试。在测试结果的基础上，施工人员要进行水灰比以及钢纤维体积率的调整，最终确定合适的比例设计。例如在桥梁施工中，根据已经完建的各个桥梁工程的数据返现，若钢纤维混凝土的短钢纤维掺入率超过百分之一，工程桥面将有大量的纤维裸露。不仅桥梁工程的外观差，而且影响车辆通行等交通安全。此外，面对品种多样，长宽比各不相同的钢纤维，桥梁在进行大范围的桥面铺装时，应确定普遍适用的行业标准，以减少掺入比过高或过低带来的损害。
（二）钢纤维混凝土的布料与铺摊方式
在路桥施工技术达成要求的基础上，根据路面与桥面的不同特点，钢纤维混凝土所采用的布料与铺摊方式均不相同。在道路施工中，钢纤维混凝土的布料与铺摊一般分为以下几步：首先在料斗口设置一个震动筛，并通过分散机对搅拌机中的短钢纤维进行挑选，选出其中呈现均匀分散态势的材料。其次将筛选后合格的钢纤维材料掺入面板之中，钢纤维的掺入要与基材的浇筑与摊铺同步进行。在此过程中，要特别注意铺摊钢纤维混凝土的路面要比普通混凝土路面高出十毫米左右。这是由于钢纤维混凝土结构中有短钢纤维的支撑，比普通混凝土更密实，不容易塌落。而在桥梁施工中，由于桥面的开裂多呈现竖向表面开裂状态，在铺摊与布料时多采用振捣器与振动梁等。
（三）钢纤维混凝土的振捣与平整方式
之所以要对钢纤维混凝土进行振捣，是为了短钢纤维能够在混凝土的内部结构中呈现均匀连续的状态，使路桥工程表面更加密实，提高其抗裂性。在振捣路桥表面时，主要采用振捣棒，并以消灭钢纤维混凝土中的空洞与坑穴为工作目标。不同掺入比例的钢纤维混凝土路面及桥面要使用不同振动频率的振捣棒。并且在此过程中，不能将设备组伸入钢纤维混凝土的内部，以防止安全事故的发生。同时，在振捣过后，施工方要对路面及桥面进行平整以满足安全方面的要求，防止路桥工程在投入使用一段时间后表面磨损致使短钢纤维暴露从而对高速行驶的车辆造成安全威胁。表面平整以路面面板的十到三十毫米内，短钢纤维不存在直立或冒头现象为标准。
四、结语
作为一种创新型的复合材料，钢纤维混凝土在进行混凝土配比制作时加入了短钢纤维材料，从而使混凝土这类常用的建筑原材料的抗冲击性、力学性能、以及抗疲劳性等性能大大提高。并且随着路桥工程行业质量标准的提高，从路桥工程施工的流程入手分析如何促进钢纤维混凝土的施工技术应用开始成为理论界以及实务界研究实践的必然趋势。
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论文作者:崔敬赛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/8
标签：混凝土论文; 钢纤维论文; 基材论文; 中钢论文; 施工技术论文; 桥面论文; 复合材料论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;