道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用分析

赵蓓

摘要： 钢纤维其本身具有一定的弹性，并且在应用中抗拉能力较强，因此在使用中可以更好适应外界的环境变化，断裂的情况较少。为探究钢纤维混凝土力学性能及最优掺量，对不同体积掺量的的钢纤维进行混凝土进行抗压试验、劈裂抗拉试验。试验结果表明：抗压强度随钢纤维掺量增加增强效果不显著，劈裂抗拉强度随钢纤维掺量增加有明显提高。进一步基于试验数据，拟合出钢纤维混凝土强度与钢纤维含量及基准混凝土强度关系，并根据试验结果分别得出了钢纤维最优掺量。

关键词： 钢纤维;抗压强度;劈裂抗拉强度;最优掺量

【中图分类号】U445.57【文献标识码】A【文章编号】1674-3733（2020）12-0154-01

引言：随着建筑行业的快速发展，人们对混凝土的性能要求越来越高。由于钢纤维优越的弯曲韧性、断裂韧性、抗拉伸，抗疲劳等力学性能，钢纤维混凝土的应用范围越来越广。水利、道路、桥梁、建筑结构等工程领域，钢纤维混凝土扮演着越来越重要的角色。

1钢纤维性能分析

钢纤维是一种金属纤维，具有金属的强度和硬度，适应性较强，在实际应用过程中对钢纤维会进行改造，更符合工程的建设要求，因此钢纤维的应用更具有可塑性，与水泥更好地结合，可以提升鋼纤维混凝土的强度和质量。钢纤维根据不同的工程要求可以分成四种形式，分别是切断钢纤维、切削钢纤维、剪切钢纤维、熔抽钢纤维。切断钢纤维的特点是抗拉能力强，在形成钢纤维混凝土后更具有抗拉强度。但是这种方法在实际应用中技术水平不足，导致钢纤维和混凝土之间难以实现有效的粘结，两者的结合程度不高，容易出现质量问题。为了让混凝土和钢纤维之间可以充分粘结，对钢纤维的形状进行变化。将光滑的钢纤维表面增加刻痕，可以有效改善粘结性不强的情况。废钢丝绳在应用之前需要对表面清理干净，清除油污和杂物，可以提高粘结性，确保钢纤维混凝土的正常使用。剪切钢纤维是对冷轧钢板进行剪切，剪切钢纤维与切断钢纤维相比混凝土之间的粘结程度更高。切削钢纤维的应用更加广泛，相比前两种钢纤维模式不仅强度更高，同时粘结性更强，切削钢纤维是由旋转铣刀切削厚钢板制成，截面为三角形，和水泥混凝土有较好的粘结性，粘结程度更高。熔抽钢纤维对于钢纤维的制造方式不同，因此钢纤维中的含碳量、凝固方式等与其他钢纤维具有很大的差异。熔抽钢纤维的表面不够平整和规则，并且在应用过程中会产生化学反应，形成氧化亚铁在钢纤维的表面，这种氧化亚铁物质影响钢纤维和混凝土的粘结。

2道路桥梁建设中钢纤维混凝土技术的应用

2.1钢纤维混凝土在桥梁建设中的应用

（1）桥面铺装。钢纤维混凝土的强度以及刚度更高，因此在桥面中的应用更具有优势。桥梁在建设过程中对于强度以及重量等的要求都比较高，为了提高桥梁的质量应该对重量进行控制，钢纤维混凝土相较于普通混凝土重量更轻，可以减少桥梁的负担。钢纤维混凝土的承载能力较强，提高了桥梁的承载力，适应外界环境的变化，减少裂缝等桥梁质量问题，提高安全系数。桥梁在应用中桩顶会受到外界冲击而出现裂痕，因此为了缓解桩顶受到的冲击力，提高韧性，需要采用钢纤维混凝土，保证桥梁的稳固。（2）桥梁墩台在加固中的应用。桥梁墩台的强度需要提升，因此在墩台加固的过程中需要应用钢纤维混凝土，桥梁墩台的加固一般采用切削钢纤维，不仅强度和厚度符合要求，同时与混凝土的粘结性较强，有效提高墩台强度。在出现地震等自然灾害时钢纤维混凝土可以有效对外界冲击力进行缓冲，减少墩台受到的冲击，提高稳定性，避免表面材料脱落问题。

2.2数值处理

相关实验工作人员需要在具体的实验过程中，对抗压强度的重要参数数据进行实时性记录和储存，并且对收集完成之后的数据进行整理。如果在具体的工程施工过程中产生试块偏心受压情况，也需要对产生的具体原因以及相关的数据参数进行准确的记录。混凝土试块的抗压强度大小计算，必须要依照我国相关的建筑工程建设规范标准来进行分析，对于混凝土的强度计算公式主要是以P=F/A，其中P代表的是标准混凝土的立方体试块抗压强度大小;F代表的是承受的压力大小，单位为N。A代表的是立方体试块的截面面积大小，单位为mm2。通过这一计算公式可以准确分析出混凝土构件的抗压强度大小，然后将三个混凝土试块的检测数值来进行计算，通过得出其中的平均值来作为该组试块的实验抗压强度值的大小。检验工作过程中需要对其中产生的最大值、最小值与中间值之间进行有效的对比，需要将最大值最小值与中间值的差值大小进行计算。如果发现差值的大小超过中间到15%，则需要最最大值或者最小值进行删除，然后取其中的中间值来作为混凝土试块的抗压强度值大小，通过这种数值的处理方法，大大提高了混凝土试块的抗压强度检测工作精确度，为后续的建筑工程施工强度打下了良好的基础。

2.3轻骨料中应用

使用高效减水剂和细骨料并掺入粉煤灰作为混凝土混合料，使钢纤维轻骨料混凝土可以改善其施工拌合难度。使用矿物掺合料，引气外剂和掺入钢纤维可以提高轻骨料混凝土的抗拉强度。通常包含钢纤维轻质混凝土的抗压强度增加总量。掺量为2%以上的钢纤维增强轻骨料混凝土比轻骨料混凝土的平均劈裂抗拉强度高显著，即使在少量的钢纤维作用下，特别是使用钩端钢纤维，钢纤维增强轻骨料混凝土的胶凝强度，从而导致更高的改进的拉伸强度。此外，钢纤维（具有弯曲韧性）和轻骨料混凝土的拌合提高了混凝土弯曲强度。在实践中证实，钢纤维的弯曲强度比普通混凝土更为明显，在轻骨料中优势明显。

结语：综上，再生混凝土的力学强度整体上随着再生粗骨料的增加逐渐降低，而干燥收缩则随之逐渐增大。钢纤维具有高粘结、高牵拉和高弹模等特性，掺入适量的钢纤维可有效提升再生混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度，同时还能抑制再生混凝土的干燥收缩。钢纤维过量会造成纤维的粘结作用降低，导致再生混凝土的强度及收缩性能下降。综合再生混凝土的力学性能和收缩性能考虑，钢纤维的合理掺量为1.5%左右;将钢纤维掺入再生粗骨料取代率低于40%的再生混凝土中，能够得到大致与普通混凝土相似的强度及收缩水平。

参考文献

[1]杨勇，任青文.钢纤维混凝土力学性能试验研究[J].河海大学学报（自然科学版），2006，01：92-94.

[2]韩嵘，赵顺波，曲福来.钢纤维混凝土抗拉性能试验研究[J].土木工程学报，2006，11：63-67.