摘要：随着我国城市化建设的迅速发展，我国居民对建筑工程质量要求越来越高，为了增强混凝土的强度，在工程施工中一般在普通的混凝土中加入一定量的钢纤维混合成钢纤维混凝土，以此来改善混凝土的拉伸强度，增加其承载能力，钢纤维混凝土在我国的基础建设工程中已经得到了广泛应用。
关键词：道路桥梁施工；钢纤维混凝土技术；应用
前言
随着我国市场经济的发展，城市化建设进程的加快，我国的基础设施建设逐渐增多，公路和桥梁工程的建设日益增加，路桥工程对于建筑材料的要求越来越高，钢纤维混凝土有着性能优越、旋工简便、价格经济等优点。因此在道路路面、桥梁结构、房屋建筑等工程领域被广泛应用。本文就路桥工程施工中钢纤维混凝土技术的应用予以阐述。
1 钢纤维和钢纤维混凝土的性能概况
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4种。
切断钢纤维抗拉强度高，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。
剪切钢纤维由剪切冷轧薄板制得，厚0.2～0.5mm，宽0.25～O.9mm，抗拉强度为450～800MPa，与水泥砂浆的粘结性比切断钢纤维好。
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。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。氧化层盼存在降低了钢纤维与混凝土的粘结强度。
钢纤维的弹性模量与抗拉强度都比较高，大约为水泥基材的5倍以上。同时钢纤维也可以制成各种变截面形状，以增加与水泥基材之间的握裹力。
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 钢纤维混凝土的基本性能
钢纤维混凝土是在普通混凝土中，均匀地乱向分布一定量的钢纤维，经硬化而得，与普通混凝土相比，具有一系列优越的物理力学性质：强度与重量比值增大；较高的抗拉、抗压和抗弯的极限强度。在混凝土中掺入适量钢纤维，其极限抗压强度可以提高，单轴抗拉极强度可提高40％～50％，抗弯极限强度可提高50％～150％。
1.4 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。
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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。
2.3 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。
3 钢纤维混凝土施工技术
钢纤维混凝土的施工，按其施r：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。钢纤维混凝土道桥丁程质量的优劣，在很大程度上取决于施工质量。因此，在钢纤维混凝土施丁时，除了满足普通混凝土的旌工要求外，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。即按砂一钢纤维一碎石一水泥。混和料先在搅拌机内干拌1min，然后加水和外加剂湿拌2min。
3.3 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。
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。采用复合路面结构是充分发挥钢纤维混凝土路用性能和降低工程造价的有效途径。重视钢纤维混凝土的施工，是保证其质量的重要环节。开发砂浆渗浇高含量钢纤维和采用聚合物浸渍钢纤维混凝土进一步提高钢纤维混凝土的物理力学性能。
参考文献：
[1]徐平．钢纤维聚合物混凝土机床基础件静动态力学性能及损伤机理研究[D]．辽宁工程技术大学，2006．
[2]范小春．层布式钢纤维混凝土基本性能与应用研究[D]．武汉理工大学，2008．
[3]郭艳华．钢纤维混凝土增韧性能研究及韧性特征在地下结构计算中的应用[D]．西南交通大学，2008．
论文作者:沈晓花
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
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