钢纤维混凝土技术应用于市政路桥施工的研究

林锐刁

摘 要：随着社会的高速发展和经济的不断飞跃，市政路桥的施工范围和数量越来越多，但随之而来的施工质量问题也成为不得不关注的问题。由于市政道路桥梁建筑的使用年限较长以及承受载荷较大，普通的混凝土功能明显不足，很有可能會造成桥榻路陷等状况。因此，文章针对钢纤维混凝土的性能、主要影响因素以及其在市政路桥施工中的应用做了详细阐述。

关键词：市政路桥施工；钢纤维混凝土；性能；主要影响因素；应用

前言

我们知道，普通的混凝土的材料构成只是简单的砂石、石子、水泥和水，用这些材料简单的掺合，并进行搅拌操作而形成的，这些物料均属于脆性材料，因而，普通混凝土材料的抗拉能力相对来讲是偏低的。在混凝土承受拉力或者弯力的情况下，抗拉性能较弱的地方可能会形成一定的缝隙，且温度的变化也容易引起一定的形变。钢纤维混凝土之所以强度得到提升，是因为在其中加入了锻钢纤维，相比于普通混凝土，钢纤维混凝土的各种性能都要更加优良，在桥梁以及其他形式的施工过程当中，能够很好地起到减少跳车现象以及降低缝隙出现的作用。另外，对于普通的混凝土桥梁来讲，在承载能力相同的情况下，钢纤维混凝土桥梁的厚度是普通混凝土桥梁厚度的一半，且桥面能够使用的更久，总体来讲，钢纤维混凝土桥梁更加经济。

1 钢纤维混凝土的优良性能

1.1 强度性能优良

钢纤维混凝土的主要构成是钢纤维和传统混凝土，钢纤维在混凝土中的分布是呈现不规则分布的，这样的分布对于改善钢纤维混凝土的强度性能有一定的作用，如抗压、抗拉、抗弯、抗冲击性能等。通过对钢纤维混凝土在路桥施工中的应用的实验研究和分析，最终得到：若想达到提高50%～150%抗弯与40%～50%单轴抗拉的极限强度的目的，可以采用在混凝土中适当加入钢纤维的方法实现；若混凝土的各组分中钢纤维所占的的比例为0.8%～2.0%，那么该钢钎维混凝土的抗冲击强度可达到普通混凝土的50～100倍。

但其实，在钢纤维混凝土中，钢纤维的消耗量并不大，一般都处于一个较低的水平，所占的比例约为0.8%～2.0%，另外，钢钎维混凝土的优良性质并不来自钢纤维本身，因为其本身并不能有效提高混凝土抗压强度，但一旦在混凝土中加入一定量的钢纤维后，钢纤维混凝土的整体抗压破坏形式将有可能出现显著的变化，虽然在受到破坏后仍然会碎，但并不会出现散落的现象，从这个角度来看，混凝土结构的抗压性能明显得到了改善。

1.2 韧性性能优良

传统混凝土的开裂荷载与极限荷载并没有显著不同，但对于钢纤维混凝土来讲，即使其出现开裂荷载，其荷载仍然能够保持增长趋势。从某个角度来看，钢纤维混凝土的开裂荷载、极限荷载与韧性都会随着体积增大而增大，这种说法虽不严密，但却有一定的道理。另外，通过对钢纤维混凝土的剪切性能进行直接剪切试验检验，分析试验数据我们可以得到：若钢纤维混凝土的基体错动移位，钢纤维混凝土的承载强度仍然保持在良好的水平，一般为400～800 MPa。

1.3 环境适应性能优良

钢纤维的伸缩能力比较强，受温度的影响较为明显，因此，钢纤维混凝土能够对由于温度应力导致的路桥桥面裂缝和扩张情况起到很好的抑制作用，由此得到，钢纤维混凝土具有较强的抗冻、耐磨性能。

1.4 可对混凝土变形性能起到一定的改善

在混凝土中加入一定量的钢纤维，可以在很大程度上对混凝土的长期收缩变形性能起到改善作用，且能使得混凝土抗拉弹性模量得到显著提高。

2 影响钢纤维混凝土性能的主要因素

钢纤维混凝土力学性质的影响因素有很多种，但纤维的类型和掺入量、钢纤维的长径比以及粗骨料和减水剂等起到决定性作用。

2.1 钢纤维长径比

从表1可以看出，若钢纤维的掺入量保持不变时，钢纤维混凝土的强度与钢纤维长径比成正比关系，会随着钢纤维长径比的增大而增加。

2.2 钢纤维掺入量

随着钢纤维的掺量改变，相应的钢纤维混凝土强度有明显变化。钢纤维混凝土的脱落度与纤维掺入量成反比关系，随着钢纤维掺入量的增加，其脱落度会出现变小的趋势。当钢纤维的掺入量≤0.5%时，效果并不明显。当钢纤维长度为3cm，直径为0.08cm时，钢纤维掺入量为3%时，混凝土的性能较佳。

3 钢纤维混凝土应用在路桥施工中的必然性

由于钢纤维混凝土的种种优良特性，若将其应用于路桥施工的建设中，将会在很大程度上提高路桥工程的整体质量。例如，在处于北方严寒地区的路桥工程施工中，若使用普通的混凝土，则必定承受不住长期的严寒冰冻，最终导致开裂，严重时还有可能导致公路出现严重的裂缝现象，最终没办法继续使用。若将材料换为钢纤维混凝土，由于其抗冻能力相当优良，可以耐受住严寒冰冻从而保证路面不开裂，极大程度的使道路的稳定性得到提高，保证了交通的畅通无阻。

此外，钢纤维混凝土所具有的卓越的耐磨性、抗压、抗拉、抗弯、抗剪、抗疲劳、抗冲击、高强度等优良性能是远远优于普通混凝土的，从而从根本上使得传统路桥施工中使用普通混凝土所出现的诸多问题得到了解决。

4 钢纤维混凝土的应用介绍

在目前的道路路面项目中，施工方一般会选用钢纤维混凝土，究其原因，主要是钢纤维混凝土的使用可以使得水平方向以及垂直方向的缝隙得到降低，使得铺设厚度得到减少，且耐磨性增强。所以，在在建筑道路路面时，混凝土中含有0.7%到1.2%的钢纤维，铺设的地面厚度能够是普通路面厚度的二分之一。

在桥梁建筑方面，钢纤维混凝土的使用位置一般相对固定，通常情况下会集中使用在桥面建筑、桥梁负荷、稳固桥梁墩台与土桩等位置。在桥面建筑中，钢纤维混凝土的使用可以在多方面改善施工质量，主要表现在可以完善桥面在抵抗缝隙以及持久使用方面的能力，钢钎维混凝土的使用也可以在很大程度上提升桥梁的强度以及刚度。

5 钢纤维混凝土施工技术在市政路桥施工中的应用分析

在市政路桥施工过程中，施工质量是必须严格控制的，因此，首先应对原材料的质量进行控制，使其符合标准，混凝土材料主要是砂石和水泥，其中，确保混凝土刚度的重要原材料是水泥，因此在施工前应选择质量达标的水泥材料，仔细检查水泥的出厂合格证、使用期限、型号、质量证明等相关内容，从而确保水泥质量达到施工要求。其次应严格控制材料的配合比，主要包括水灰比以及塌落度的配比，避免工程过程中出现泌水情况，塌落度应控制在80-90mm之间。

6 结束语

在市政路桥工程的施工过程中，由于普通混凝土自身特性在使用过程中极易出现各种不同的缺陷，从而导致相应的质量问题以及安全隐患，而作为一种性能优良的新型复合材料，钢纤维混凝土在一定程度上很好的解决了现在存在的一些问题。我们有理由相信，随着时代的发展和科技的进步，混凝土材料科学将取得长足的发展，未来将会更好地服务于我们的生产与生活。

参考文献

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