路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用

朱建华

（金建集团（福建）有限公司）

路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用

朱建华

（金建集团（福建）有限公司）

随着经济的快速发展和科技水平的进一步提高，使得我国基础设施建设的步伐不断加快，尤其是在一些大型工程项目当中，使用了更多更加安全高效的施工工艺和新材料等。本文详细地介绍了在路桥施工中使用的新型钢纤维混凝土材料，不仅改善了传统普通混凝土的各种弊端之外，还在操作工艺上进行优化，从而起到节省工程造价和保证工程质量等作用。在本文中就钢纤维混凝土在项目施工中的应用进行详述，以突出了这类新型材料的优势所在。

路桥施工；钢纤维混凝土；应用

引言

由于路桥工程建设规模的日益扩大，使得人们对于工程的要求跟着不断提高。钢纤维混凝土是一种具有优良力学性能的特种混凝土，在水泥混凝土中加入一定数量的钢纤维后，由于钢纤维在混凝土中的均匀分布，在受载过程中限制了混凝土基体的开裂，因而混凝土表现出较高的抗裂和抗冲击性，同时其抗拉、抗弯、抗曲性能和耐磨性等性能也得到显著较高，延长了路桥工程的使用寿命。

1　钢纤维混凝土使用特点

根据不同的生产工艺分，钢纤维包括切断型钢纤维、剪切型钢纤维、熔抽型钢纤维和铣削型钢纤维。这四种钢纤维不同之处在于材料的抗外力能力不同，但是达到的承载效果相似。在实验对比中发现，使用钢纤维材料的混凝土抗压强度比普通的混凝土抗压强度提高25%左右，使用钢纤维材料的混凝土抗拉强度比普通的混凝土抗拉强度高25～50%左右，如图1所示。当混凝土材料中掺入的钢纤维量在0.4～0.6%时，材料的抗剪能力显著提高，同时抗变形能力也有了很大的改观。较之以往的弹性模量，钢纤维材料的弹性模量也相应得到提高，收缩率呈现下降。在路桥工程施工中，由温度等因素造成的附加应力是导致混凝土出现裂缝的主要原因之一，使用了钢纤维混凝土材料，可以在抗温度应力方面有很大的提高，很好地解决了因附加应力导致该情况发生的问题。

2　路桥施工中钢纤维混凝土施工技术

2.1钢纤维混凝土的配合比设计

钢纤维混凝土在配比设计方面和普通混凝土没有很大的差别，唯一的不同点就是钢纤维混凝土在配比的过程中要对钢纤维的体积率进行确定，同时还须对用水量以及砂率对钢纤维体积率的影响要进行分析。对钢纤维的韧性和耐久性要求不同，配比的标准也存在不同。在配比过程中要严格遵循配比设计规范，不同的情况要求，配合比设计也会存在不同，各种设计数值也会不一样。

2.2拌合机械型号选择

混凝土搅拌机是多种多样的，不仅型号非常多，而且种类也不少。双锥反转出料搅拌机或者强制式搅拌机是拌制钢纤维混凝土的首选机型。降低搅拌机的利用率能够有效避免超负荷运转问题在搅拌机工作时出现，一般是在具有很高的纤维掺量但是很小的坍落度时经常会降低利用率。钢纤维混凝土的一次搅拌量，应比试验用量多5L，并应控制在搅拌机规定容量的50～80%之间。

2.3钢纤维分散装置和投料搅拌顺序时间

投入和分散装置是投入钢纤维时经常采用的方法，也就是整理即将投入的钢纤维，使它们比较规范，之后在投入搅拌机时用分散装置进行投入。为了使钢纤维在投入到搅拌机后不发生结团的现象，就必须选取合适的分散装置，一般钢纤维都有与之相对应的分散装置，如果在投入时没有采用分散装置，而是一次性的投入，很容易产生结团的现象，钢纤维在投入前必须搅拌均匀，同时在料斗的入口处进行设置振动筛；采用合理的方式进行投料是非常重要的，这也是对结团现象的出现所采取的有效防止措施。为了避免这种现象，就需要按照集料配比顺序进行分级的投料，例如可以依照骨料、钢纤维、水泥这三种材料投入的先后顺序进行投料。先投干的材料再投湿的材料也是非常重要的工艺，所谓的先干就是干拌搅拌机内的混合材料，大约进行干拌的时间为1min，进行完干拌之后，就需要把适量的水或者外加剂投入搅拌机中，进行湿拌，一般湿拌的时间为2min，保证总的拌合时间不应少于3min。

2.4钢纤维混凝土的运输

在混凝土的运输过程中，钢纤维混凝土中的钢纤维可能会因为振动等影响而出现下沉现象，导致钢纤维分布不均衡，损害坍落度和含气量，使搅拌的材料稠密度降低。因此，搅拌站位置的合理确定能够有效地避免这一问题，这也需要在搅拌钢纤维混凝土之前必须考虑的事情，以尽量减短材料运输的时间和距离。

图1　钢纤维混凝土抗弯韧性

2.5钢纤维混凝土的布料与铺摊

在施工中，对摊铺方式要进行合理的分析，然后选择最佳作业方式。路桥工程建设过程中要保证钢纤维混凝土的布料和摊铺作业的独特点能够体现。在试铺作业完成以后，在同样的情况下，钢纤维混凝土受到了钢纤维顶托的作用，在进行振实时会比混凝土下沉量大很多，会导致钢纤维混凝土整体的坍落度受到影响，出现较低的情况，因此，在同等坍落度下，要比普通混凝土施工布料及摊铺高度要略高10mm左右。

2.6钢纤维混凝土的浇筑和振捣整平

在进行整体浇筑钢纤维混凝土时，为了能够保证浇筑的连续性，必须对每次倒料浇筑进行控制，一般保证18cm左右的相压，并且浇筑的期间不能出现间断的现象，浇筑接头现象在浇筑过程中不能出现。在施工过程中，为了对钢纤维混凝土路面的抗裂性能以及匀质性能进行保证，要选用合适振捣机械以及相应的振捣方式来对路面的密实性进行提高。插入式振动棒是在振捣钢纤维混凝土时经常采用的，同时需要平板振动器辅助振捣整平。在混凝土的浇筑以及振捣完成后，表面应当进行抹平工作，对钢纤维外露这一现象也要进行检查，如有发现，必须把外露的钢纤维重新压入混凝土中，并使面板顶面一定范围内钢纤维处于水平状态，以避免在使用过程中出现路面磨损裸露或者是裸露出钢纤维对汽车轮胎进行破坏，保证使用过程中路面的可靠性以及安全性。

2.7钢纤维混凝土的成型

较大的砂率和乱向分布等都是钢纤维混凝土的特点，它的这些特点使得钢纤维在完成振捣后经常出现外露的现象，真空吸水施工工艺就是避免这种现象出现的有效措施，通过机械使钢纤维混凝土的表面变得平整。由于拉毛导致出现的纤维外露现象可以通过压纹机对其进行处理，对于拆模后出现的这种现象必须及时的进行处理。

3　路桥施工中钢纤维混凝土施工注意事项

钢纤维混凝土与普通混凝土相比，不仅能改善抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂性能，而且能大大增强混凝土的断裂韧性和抗冲击性能，显著提高结构的疲劳性能及其耐久性。钢纤维混凝土与普通混凝土力学性能比较的试验结果见表1。

表1　钢纤维混凝土与普通混凝土力学性能比较的试验结果

钢纤维混凝土的性能以及施工方法直接影响着钢纤维混凝土路桥工程进程和质量，其施工方法主要有浇注、灌浆和喷射三种钢纤维混凝土施工方法。

（1）钢纤维混凝土的配比设计与普通混凝土的步骤类似，唯一的区别在于钢纤维配比过程需要对钢纤维体积率进行测量和计算，以及影响钢纤维体积率和韧性强度的因素进行分析，例如单位用水量和含砂率大小等，不同的用水量和含砂率会影响钢纤维混凝土的体积率和韧性强度的不同变化，因此进行配比设计时，必须要符合设计规范，认真研究不同情况下的钢纤维混凝土体积率，并对各种设计值进行精确计算，保证配合比的准确性。同时，对钢钎维影响很大的还有钢纤维类型、掺量以及长径比，另外因钢纤维混凝土面层板很薄，所以，地下排水状况也会影响到路面的钢纤维混凝土材料。

（2）为了防止搅拌机内出现钢钎维结团，需要安装钢纤维分散装置，然后用分散机分散钢纤维，使其分散力控制在20～60kg/min，把分散后的钢钎维分几次放入强制式搅拌机内，与之前称量好的细骨料搅拌均匀，严格控制搅拌时间和投料顺序，并在投料是先干拌然后加水湿拌2min，最后利用料斗入口的振动筛进行筛选，还要防止搅拌机超负荷工作，保证搅拌机的使用率。

（3）钢纤维混凝土在浇注过程中应该隐藏浇注接头，持续不断地进行钢纤维混凝土浇注，每次浇注材料还应该相压15～20mm，在进行钢纤维混凝土振捣时运用插入式振动棒，使钢纤维由于集束效朝振动棒聚集，同时紧实边角混凝土，然后将露在外面的钢纤维压进振捣后的混凝土中，并将其表面涂抹平整。

（4）由于成型后的钢纤维混凝土砂率大，而且其纤维分布散乱，故此需要利用专业机械对钢纤维混凝土路面进行及时抹平，同时对于拉毛产生纤维外露可以使用压纹机进行压纹处理，另外，钢纤维混凝土有着强大的收缩抗裂性能，因此，还可以用钢纤维浇筑达到50%强度后对路段进行接缝施工。

4　结束语

综上所述，钢纤维混凝土施工技术在路桥工程施工中的应用，对提高工程整体施工质量及综合性能有着重要意义，通过实践证明，无论是在路面工程还是桥梁工程中的应用都取得良好的效果，所以在施工过程中必须对钢纤维混凝土的施工技术进行严格管理与控制，以便于该施工技术在路桥工程中的更好的应用，促进国民经济更加高速发展。

[1]杨大为.现代路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术研究[J].科学与财富，2011（23）：395.

[2]杜振球.路桥工程施工中钢纤维混凝土技术的应用实践[J].中国科技博览，2010（18）：17～18.

[3]王强.浅析公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用[J].黑龙江交通科技，2011（3）：98～99.

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2015-7-22