钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用分析

李建军

山西路桥第三工程有限公司 山西忻州 034000

交通运输的发展对国民经济的发展起着重要的推动作用。钢纤维混凝土技术是道路桥梁工程中的常见技术形式，能够进一步提升施工质量，在具体施工时，相关工作人员需要对钢纤维性能进行深入分析。钢纤维混凝土性能优于普通混凝土，具有强度高、适应性好等特点，延长主体工程的使用时间。将钢纤维混凝土技术应用到道路桥梁工程建设领域中具有重要意义，其可以有效提升道路桥梁工程的使用性能和效果。

1 钢纤维混凝土技术概述

所谓钢纤维混凝土技术，简单来讲就是在原本基本成分混凝土中，添加一定量的钢纤维，以此配出一种新型混凝土材料，这种混凝土材料在实际应用中，因原本钢纤维处于乱向分布，将其与基本成分混凝土结合起来，能够起到进一步强化混凝土稳定性的作用，有效防止开裂问题，同时也会起到对混凝土韧性、耐久以及耐磨等方面特性的强化作用。除此之外，钢纤维在混凝土中的成分所需成本相对比较低，但在承重方面的应用效果却很明显，在浇筑上也具有相对简单方便等方面的优势[1]。

2 钢纤维混凝土材料性能

钢纤维混凝土材料是将短钢纤维按适当比例掺加在常规混凝土材料中并使其乱向分布而得到，属于新兴多相复合材料。通过将短钢纤维掺入混凝土材料内能起到预防微小裂缝和宏观裂缝的目的，并有效改善混凝土材料的抗弯折、抗拉、抗冲击、抗疲劳等性能。其工程性能优势包括以下方面：①较好的抗弯折、抗拉、抗压、抗冲击性：钢纤维混凝土材料中短钢纤维分布不规则，能有效提升钢纤维混凝土材料的抗弯折、抗冲击性能，试验结果显示，钢纤维混凝土与常规混凝土材料相比，其抗弯折性能能提升50%～150%，抗拉极限强度提升40%～50%，钢纤维混凝土中钢纤维的掺加量约为0.5%～2.0%，混凝土材料中掺入钢纤维，其整体抗压破坏形式显著改善，混凝土结构抗压强度明显增强；②良好的抗裂及抗剪性：常规混凝土所具有的开裂荷载和极限荷载相当，而钢纤维混凝土即使在开裂荷载的作用下，其极限荷载也能持续增强，通常情况下，钢纤维混凝土体积增大后，其开裂荷载、极限荷载和韧性均增大；根据钢纤维混凝土剪切性能试验结果，其基体发生位移后，承载力强度仍然可以达到400～800MPa的水平。③钢纤维混凝土材料还具有较强的伸缩性、抗冻性和耐磨性，其能较好地控制因温度应力所引起的道路桥梁裂缝问题，并能显著改善混凝土收缩变形性能，使混凝土材料抗拉弹性模量明显增大[2]。

3 钢纤维混凝土技术优点

对于钢纤维混凝土技术，其使用优点首先体现在抗韧性能较好。相关研究表明，与传统混凝土技术相比，钢纤维混凝土的自身强度更大，抗压性能更强。相关人员在实验当中，选择长度、宽度相同的普通混凝土与钢纤维混凝土，并利用挠度测量设备进行分析，发现在相同重量机械设备碾压之后，钢纤维混凝土的抗韧性能要更强。钢纤维混凝土的优点还体现在抗裂性较好，钢纤维与混凝土进行结合之后，可以提高混凝土自身的抗裂性，从而不断提高钢纤维混凝土的使用性能。有相关实验选择100t刚性压力机，并分别选择普通混凝土与钢纤维混凝土进行分析，观察在相同压力下两种材料的抗裂性。发现钢纤维混凝土的自身结构更为完整，可以避免外界压力而引发的混凝土变形等问题，从而减少裂缝的发生，提高混凝土的抗裂性能。

4 钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用

4.1 施工准备

①在桥梁钢纤维混凝土技术应用前，要保证各项准备工作按照要求进行，要开展性能的分析和研究，能够达到工程的标准和要求，以消除所存在的故障问题和缺陷，设置专业的质检管理岗位和人员，能够消除所存在的质量问题，提高工程的质量水平。②积极落实各项钢纤维材料的质量检查方式，保证桥梁各个结构部分的性能符合要求，从而可以提高桥梁的运行性能和标准[3]。③桥梁结构钢纤维混凝土施工技术的应用要考虑到当地的实际情况，选择合适的施工方式，这是保障工程质量的关键因素。

4.2 原材料的配比

①水泥的选择。首先选择普通硅酸盐水泥作为水泥的原材料，并且选择5～25mm连续级配石子作为混凝土的天然粗骨料，而天然细骨料选择了天然河砂，细度模数为2.89。②水和外掺剂的选择。钢纤维混凝土在制作过程中，相关工作人员需要对用水量进行严格控制，最常用的加入要求范围为130～180kg/m3，实际水灰比数据要求为0.4～0.55。另外，在其他施工环节中，如果能够确保钢纤维混凝土材料质量与相关标准要求同步，工作人员还需要添加外加剂，如减水剂、早强剂等，促使钢纤维材料综合性能大幅提升。③钢纤维混凝土施工技术的配合比。钢纤维混凝土材料在制作时，需要根据实际情况确定各项配合比参数。根据实际强度和设计参数等内容明确适配抗压强度和抗拆强度等参数；确定水灰比时，可以根据适配抗压强度对数据进行计算，一般需要将其控制在0.45～0.50，保证混凝土强度以及水灰比等能够得到综合分析；在实际钢纤维体积率计算中，需要根据材料抗折强度等规定执行计算操作，并将该类参数控制在1.0%～1.5%之间；确定单位体积水量的加入情况，并根据实际工况开展验证操作[4]。

4.3 钢纤维机械加工及配置要求

如果仅仅依靠混凝土的应用，结构整体的硬度和强度都不能满足工程建设的需要，如果盲目地从水泥中加入纤维的量，就会导致混凝土在搅拌过程中结块。因此，必须严格、科学地确定混凝土中钢纤维的掺量。混合料出料前，应充分控制分散机功率，其值应控制在0.75～11.0。同时，根据混凝土设计类型和钢纤维用量，明确材料坩埚类型的位置和选择，满足不同施工现场的特殊要求，保证施工的整体质量水平。技术人员应首先确定钢纤维与细骨料的混合比，根据混合比的要求确定所用机器的类型和规格，并考虑所使用的机器必须是DUPLO反向DESCARGA或强制性机器。

4.4 混凝土拌和

为保证搅拌均匀，将搅拌量设计为总量的80%，并选用强制拌和机，以此避免钢纤维在混凝土中出现结团现象。同时，该工程为使钢纤维充分发挥出实际作用，选用了粘合性更高的水泥，并利用分散机进行布料，以先干拌后加水湿拌为原则，混凝土干拌30s后将一半钢纤维加入干拌1min，待干拌结束后加入混凝土辅料，使水泥浆与各类添加料有效结合，最后加水进行湿拌，在湿拌过程中加入适量减水剂，湿拌时间不宜过长，因此应＜1.5min，使钢纤维混凝土拌和更加合理。

4.5 切缝处理

桥面在铺设钢纤维混凝土施工完成之后，要根据设计方案和标准进行横向缩缝的设置。一般来说，在与桥墩间隔距离为30m的部位需要设置横缝结构。在具体的设计中，要考虑到工程的具体情况，了解到环境的温度，然后采取合理的设计方案，以提升工程的质量。灌缝材料选择也是非常重要的，保证灌缝施工的质量合格。要深入检查灌缝施工的材料质量，有任何材料的质量问题都要进行处理，不能影响整个桥梁工程的质量。

4.6 钢纤维混凝土的铺设

第一，路桥结构加固。钢纤维混凝土技术在桥墩及桩结构方面的应用，可起到减轻桥墩重量的作用，避免道桥在施工过程中道路表面出现结构脱落问题。从施工角度分析，技术人员应根据具体情况对钢纤维进行分类，选择剪切钢纤维或削切钢纤维，起到加固桥墩的作用。上述两种形式均能提升桥墩的牢固度，具有明显的抗震效果。从柱结构施工角度分析，相关施工人员需要对钢纤维外露情况提高重视程度，一旦发现这种情况应立即进行捶打，保证柱结构外表面的平整度和稳定性，充分发挥强化柱结构的效果。第二，桥面铺装。现阶段将钢纤维混凝土技术应用到桥面铺装施工中，除了能够优化桥梁整体结构外，还能够避免裂缝问题出现，起到延长道路桥梁使用寿命的效果。就目前情况来看，相关施工人员需结合项目的实际需求分析，在施工前确保原材料质量检测合格，待材料合格后入场。材料的使用应符合相关规范，在钢纤维混凝土施工中，为了确保道路桥梁工程的质量，需要确保钢纤维混凝土材料不能暴露，如果出现暴露问题，施工人员应采取相应的解决措施，从根本上保证桥面质量。第三，边坡加固。在实际道路桥梁工程建设过程中，周围环境直接可影响道路桥梁结构的稳定性，若项目周围环境较差时，项目在建设期间应注意周围环境的保护，确保项目建设质量。将钢纤维混凝土技术应用到防护隧道以及边坡中，可呈现出多重优势，在隧道结构中应用钢纤维混凝土材料可避免内外应力对隧道造成的影响，确保隧道质量符合验收标准[5]。施工人员在项目实际施工过程中，应同时注意隧道内外应力的变化，根据隧道需求计算出所需混凝土浇筑的厚度，并按照规定的钢纤维混凝土标准进行使用，强化道路桥梁的基本稳定性。第四，防冻和修复路面。道路施工结束且正常通车运行后，在部分因素影响下，路面还会出现较多明显的凹陷和开裂问题。钢纤维混凝土是较好的修复材料，进行路面修复施工中，钢纤维混凝土可对凹陷以及开裂的路面进行修复，提高路面稳定性。施工人员在实际路面修复过程中，应根据被修复部位的实际情况确定材料的需求，再进行后续路面修复操作。钢纤维混凝土体积率应超过1.8%，保证最佳修复，可有效起到避免路面结构出现水化热问题，影响施工路面质量。如果应用钢纤维混凝土及时，路面的抗冻性能以及热传导率同样可以得到提升，效果十分明显[6]。

4.7 施工养护

施工养护工作要注重两个重点：①养护方法，一般情况下施工企业应当安排专人负责养护，在施工过程中要预埋冷水管，避免混凝土内外部温差过大导致出现裂缝等问题，选择表面覆盖或者洒水等处理的方式，能够提升钢纤维混凝土材料的综合性能，保证工程的质量合格，且外部美观性达到标准的要求。②养护时间，如果在常温状态下，钢纤维混凝土养护时间不得少于7d，不建议超过10d，但如果温度过高或过低，就要适度对养护时间进行调整。另外，在条件允许的情况下建议先进行养护实验，目的是确认养护的具体时间，这样能够进行科学、客观的养护，有利于钢纤维混凝土最终质量[7]。

5 结语

随着我国社会经济发展速度越来越快，人们生活质量也随之有了很大提升，在交通出行方面的频率也随之增加，因此路桥工程质量也就成为当前人们在保证自身出行安全中重点关注的一项内容，而钢纤维混凝土具有抗拉、抗压等优点，不仅可以满足人们出行方面的要求，而且还能确保整个道桥工程的施工质量，具有很好的应用意义。