公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用

王磊

摘要：道路的有效建设能够促进我国经济的发展，在承建单位进行道路施工的过程中，选择正确的钢纤维混凝土道路施工技术，能够确保道路在建设过程中整体的施工质量，确保整体的建设稳定，促进我国承建事业道路施工技术的有效施展。本文探讨了公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用。

关键词：公路桥梁；施工；钢纤维混凝土；技术；应用

中图分类号：TU74文献标识码： A

路桥施工中钢纤维混凝土施工技术具有重要的地位和作用， 并且能取得很好的效果，这主要是由于钢纤维混凝土具有一定的力学强度、很好的韧性以及耐磨性和耐久性，这些性能都能促进路桥工程项目施工质量的提高。无论是在路面施工还是桥梁施工中，利用钢纤维混凝土施工技术，都能达到理想的施工效果， 提升路桥施工质量，确保路桥工程的使用寿命。

一、钢纤维概述

钢纤维分类方式是按照施工工艺来进行分类，一般可以划分为四类：剪切钢纤维、切断钢纤维、切削型的钢纤维和熔抽型的钢纤维。钢纤维的特性与制造工艺有很大的关系。切断型的钢纤维抗弯拉强度非常高，唯一不足的地方就是钢纤维与混凝土没有很好的粘结性能混合成整体比较困难。剪切型的钢纤维是由薄板装的钢板为原料制作而成的，厚度较小，一般为0.3-0.6毫米，抗拉强度一般为700Mpa左右，由于两种物质本身性质限制，所以两者结合力不是很强。切削型的钢纤维主要是由厚钢板和钢锭职称的，这种纤维强度比较高，粘结性能也比较好。熔抽型的钢纤维顾名思义就是由钢水冷却制成的，其抗拉强度非常高，弹性也非常好，但是在冷却形成钢纤维的过程中，表面的钢水与空气中的氧气反应生成了一层氧化膜，这层氧化膜与混凝土的粘结性能不太好所以就导致了熔抽型钢纤维与混凝土的粘结力不强。

二、钢纤维混凝土的主要特性

1、抗压、抗拉、抗弯、抗冲击性强

钢纤维混凝土主要由钢纤维和传统混凝构成，在混凝土中，钢纤维不规则分布，这样的分布有利于加强钢纤维混凝土抗压、抗拉、抗弯、抗冲击性能。实验研究钢纤维混凝土在路桥施工中的应用，结果表明：在混凝土中适当加入钢纤维，可以有效提高50％～150％抗弯与40％～50％单轴抗拉的极限强度，若钢纤维在混凝土中的含量为0.8％～2.O％，抗冲击可达普通混凝土的50～100倍极限强度。在钢纤维混凝土中，钢纤维消耗量很小，比例约为0.8％～2.0％，钢纤维本身并不能有效提高混凝土抗压强度，但在混凝土中适当加入钢纤维后，混凝土整体抗压破坏形式出现明显变化，虽然受到破坏后会碎，但不会散，因此混凝土结构抗压性能显著加强。

2、 抗裂、抗剪性能强

传统混凝土开裂荷载与极限荷载无明显差异，但钢纤维混凝土即使出现开裂荷载，其荷载还是能够保持增大趋势。在一定程度上来说，如果钢纤维混凝土体积增大，那么其开裂荷载、极限荷载与韧性均能增大。对钢纤维混凝土的剪切性能进行直接剪切试验检验，实验数据结果表明：钢纤维混凝土基体错动移位后，仍然具有良好的承载能力，承载强度为400～800mpa。

3、抗冻、耐磨性能强

钢纤维具有较强的伸缩能力，可以随着温度的变化伸缩，因此，对比传统混凝土，钢纤维混凝土能够很好的抑制由于温度应力导致的路桥桥面裂缝和扩张情况，这表明钢纤维混凝土抗冻、耐磨性能强。

4、 改善混凝土变形性能

在混凝土中适当加入钢纤维，可以有效改善混凝土长期收缩变形性能，且能显著提高混凝土抗拉弹性模量，此外，还能使混凝土收缩率降低10％～30％。

三、公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用

1 、钢纤维混凝土原料的科学配比

首先，确定砂率。根据大量实践以及计算得出，砂率一般确定在38%～50%之间。需要结合实际的搅拌物条件，确定卵石以及19mm碎石的最大砂率。

其次，确定水灰比用量。计算水灰比用量时，需要先计算普通混凝土的抗弯曲、抗拉伸强度，然后结合路面使用寿命，设计最少水泥用量和最大水灰比。依照设计公式，计算单位用水量。先计算出水泥用量，然后计算相关标准下所需用水量。测量搅拌物坍落度，然后计算用水量。一般情况下，坍塌变化度在10mm之内，变化幅度为10mm，那么，每单位就降低用水量7kg。钢纤维体积发生变化，相应的用水量也会随之变化。当发生0.05%的变化幅度时，单位用水量变化8kg。当直径变化10mm 时，用水量也需要变化10kg。

2、 钢纤维混凝土的搅拌

一般， 钢纤维一次性直接投入搅拌机容易出现结团的现象， 为了使钢纤维在搅拌的时候充分分散， 最好使钢纤维通过分散机进入搅拌机， 同时，将分散机的功率和分散力控制在一定范围内以使钢纤维混凝土的分散效果达到最好。要严格控制投料顺序和搅拌时间， 防止钢纤维结团， 采取分级投料， 先投干料再投湿料， 即按照砂-钢纤维-碎石-水泥的顺序进行投料。混合料可先用搅拌机干拌1min， 然后再注水和外加剂湿拌2min。搅拌机的选用一般要选用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。搅拌机的利用率还要根据钢纤维的掺量和坍落度进行调节， 防止搅拌机超负荷工作。

3、运料

钢纤维混凝土运输采用自卸运输车，由于钢纤维混凝土在运输过程中受到振动，使钢纤维下沉、坍落度和含气量都会有损失，影响钢纤维混凝土的均匀性，因此，应尽量缩短运送的时间和距离，运输中要防止钢纤维混凝土受污染，运输的最长时间以试验提供的水泥初凝时间并给予施工留有足够的操作时间为限。

4、浇筑

在混合料运输到达前，要安装好路槽模板，直接将混合料倒入路槽模板中，通过人工找平，在混合料投放时要避免大量堆积，浇筑过程要保持连续性，避免产生裂缝，影响接缝隙表面排列。有时，在公路的表面降落的雨水应通过两侧排走，避免出现积雨，积水，影响交通。此时钢筋混泥土在路面上的合理应用，使得纵坡平缓，坡面不会受到冲刷，采用向合理的方向排水。在路堤较高，边坡坡面易遭受表面冲刷的情况下，应设置混泥土挡水带，通过合理排水泄水。

5、振捣

采用平板振捣机进行作业，摊铺过程应该以厚度为准，如果厚度不超过0.2m只需摊铺一次，振捣作业在混合料不再下沉时即可停止。由摊铺机自动找平，其上面层应该雪橇式摊铺厚度控制法，根据压实后所需的平整度要求，对摊铺层前后高度进行对比；而对于中下两层则采用高程控制方式。

6、抗折强度

每铺筑400m3的钢纤维混凝土，制作两组抗折试件（以作7d和28d龄期强度试验），每增铺1000m3～2000m3钢纤维混凝土，增做1组试件，备作验收或检查后期强度时用，试件在现场与路面相同条件下进行湿法养护，施工中应及时测定7d龄期试件强度，检查是否达到28d龄期强度的70%以上，如达不到应查明原因，采取措施达到设计强度要求。

7、平整度

除满足各级公路路面平整度要求外，从钢纤维混凝土路面运营安全性和可靠性考虑，钢纤维混凝土路面整平后的面板表面10～30mm深度内还应保证钢纤维应基本处于平面分布状态，不直立、不翘头，保证路面磨损后裸露的钢纤维不扎轮胎。 钢纤维混凝土隧道路面表面与水泥混凝土路面表面在功能要求上大致相同，主要满足抗滑、耐磨及平

8、表面处理。

为防止钢纤维外露或竖直伸出表面，以保证车辆及行人安全，在整平前可用凸棱的金属压滚或其它方法，将竖起或外露的钢纤维压入后再整平，抹面和压纹时也不得将钢纤维带出，抹平的表面应在初凝前进行压纹和拉毛，压纹和拉毛工具，宜使用压滚和刷子，不得使用竹扫帚。道路切缝宜采用割缝机割出要求深度的槽口，割槽时间不宜过早或过迟，在钢纤维抹面后12~48 小时左右，抗压强度达到5~10MPa 作为切缝时间。

9、 养生。

钢纤维混凝土与普通混凝土一样，应及时养生。当混凝土抹面2 小时后，当其表面具有一定硬度，用手指轻压不出现痕迹时，可以开始养生。可采用草袋、麻袋或湿砂（约20~30mm）覆盖于混凝土表面，每天均匀洒水数次，使其保持潮湿状态，养护不得低于7 天。也可用不透水的薄膜粘附于表面，从而阻止混凝土中水分蒸发，以保证钢纤维混凝土的水化作用正常进行。

综上所述，钢纤维混凝土作为一种新型的优质水泥基复合材料， 性能优良， 施工方便， 可以很好地达到设计的目的， 满足使用要求。钢纤维混凝土技术在桥梁工程中的应用能够有效节约施工成本、保证施工质量。当今， 随着我国科技不断进步， 钢纤维混凝土技术及其基础理论也在不断完善中， 钢纤维混凝土在桥梁工程施工中的应用也将会进一步拓展， 相信在不久的将来， 钢纤维混凝土和钢纤维混凝土技术将会在桥梁工程施工中得到更为广泛的应用。

参考文献：

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