钢纤维混凝土的性能和应用

范翠连

（中交一公局第五工程有限公司，河北 三河 065201）

一、前言

钢纤维混凝土相比于传统混凝土力学性能更好，是目前在各工程中都有较好应用的一类材料。相对于传统的混凝土材料，钢纤维混凝土的抗冲击能力、抗裂能力等力学性能更强，其能够承载更高的载荷，在使用上更加耐用，具有较高的寿命。基于此，对钢纤维混凝土的具体应用进行研究意义重大。而就目前来看，钢纤维混凝土实际上还存在一些使用上的问题，本文即针对钢纤维混凝土的性能进行阐述，分析该材料的具体应用对策。

二、钢纤维混凝土的性能

钢纤维混凝土的成分与结构并不复杂，其本质上就是钢纤维和混凝土材具体来说其拥有以下几点特点。

（一）抗压性能

在传统的混凝土材料中，实际上在市面上的大多数材料都并不具备较好的力学强度，而各工程团队在现场配置的混凝土也很难达到工程的具体需求，而在浇筑期间和浇筑之后也会因为混凝土本身的问题导致一定的缺陷，但是钢纤维混凝土的力学性能相较传统混凝土更强，在这种力学强度之下钢纤维混凝土的抗弯强度和弯曲强度都能够满足工程的具体需求，减少了缺陷率，所以在道桥工程中也有很广泛的应用[1]。

（二）抗冲击性能

钢纤维混凝土是钢纤维和混凝土的结合体，这种结合体表现出了钢纤维的特殊性能，使得其整体表现出较大的粘度，这种粘度也就使得该材料能够具有更好的抗冲击能力，这对于桥梁工程来说至关重要。因为桥量受到的冲击较多，所以这种性能正是道桥工程中所需要的，特别是对于一些容易发生地质灾害的地区之中，通过这种抗冲击强的桥梁可以有效的抵御外界冲击，为逃生、救援等争取时间。在针对钢纤维混凝土的研究中，钢纤维的含量对于材料的性能有很大的影响，在2%左右的钢纤维混凝土材料冲击性能较好，而一旦超过10%就可以表现出较好的抗压缩性能，这也就意味着通过钢纤维混凝土可以有效的避免裂缝、缺口等缺陷，进而有效的保障了处于温度剧烈起伏下的路面工程[2]。

（三）其他力学性能

抗压性能和抗冲击性能只是钢纤维混凝土中非常显著的两个特点，而实际上钢纤维混凝土还有很多优秀的力学性能特点，比如说抗剪切、抗裂性、耐磨性等，这些特殊的性能都可以有效的应用于道桥工程中。

钢纤维混凝土的强度增强机理

钢纤维混凝土是有传统混凝土和钢纤维材料复合而成，而钢纤维则是其中最为重要的一项材料，其能够较好的结合水泥等混凝土材料来提高整体的强度。在基料爆裂之后，其能够较好的承受外力的侵袭，而这一点也可以用于保障钢纤维混凝土的整体稳定性。需要注意的是，钢纤维的含量有一个临界标准值，一旦超过该值就会导致整体混凝土的力学性能过量，混凝土易变形，在这种情况下甚至或导致钢纤维被拉出，这不利于钢纤维混凝土的稳定，甚至对于整体工程来说是致命的。针对于此，施工人员必须要密切注意钢纤维混凝土的强度，要控制好钢纤维的含量，确保钢纤维混凝土的质量。

三、钢纤维混凝土的具体应用

本文着重于探讨钢纤维混凝土在道桥工程的应用，下面就针对桥面铺装、结构加固、桩基施工和边坡堆砌四个方面的钢纤维混凝土应用进行分析。

（一）桥面铺装

桥面铺装工作是一项十分重视前期准备的工作，在做好对桥面的测量、清洁、厚度控制工作和铺装成与桥面层的连接、磨平以及对桥面的洒水处理之后可以使用钢纤维混凝土来进行桥面铺装施工。当然，相对于其他工程来说，桥面铺装可以说是较早应用钢纤维混凝土的施工项目，而在此工程中的主要作用在于以下几个方面。首先是可以有效的提高桥面的刚度和抗折性，保障了桥面的日常使用需求。第二点是在钢纤维混凝土的应用之下可以也有效的减少裂缝率，保证了桥梁的耐久度，使得车辆能够更好的在桥面通行。第三点则是在进行铺装施工的过程中，钢纤维混凝土的用量大大减少，成本上有所降低，桥梁的质量和铺装的厚度都有所降低，保障了桥梁的稳固性。最后，钢纤维混凝土的应用更加安全。

（二）结构加固

安全性是道桥工程中非常重要的指标之一，而要保障道桥工程的安全性，首先就是要保证道桥工程的稳定性，这一点可以通过钢纤维混凝土和结构加固工艺来实现。可以说，目前钢纤维混凝土是应用最为广泛的加固材料之一，特别是在道桥工程的加固中有着非常重要的效果。在实际的加固工作中，施工人员将使用二号转子喷射机来喷射钢纤维混凝土，这种设备喷射的钢纤维混凝土可以达到5-20厘米的厚度，这也就意味着其修补效果相较其他的材料更好，既可以完成对桥梁的修补，还可以有效的减少桥梁的裂缝、缺口等缺陷发生率。另外，在对老旧桥梁的结构加固中，钢纤维混凝土中钢纤维的掺杂量必须要达到0.01，同时还可以在混凝土中掺杂进一些硫铝酸盐和TS速凝剂，这样可以有效的提高结构的抗裂能力。

（三）桩基础施工

在路桥施工的过程中，桩基础十分重要，其是整体桥梁稳定性的重要支撑结构。一般来说，钢纤维混凝土在桩顶和桩尖的部位应用最为广泛，是可以有效的提高桩基强度的材料。一方面，通过钢纤维混凝土可以有效的提高桩基的穿透力，而另一方面使用钢纤维混凝土还可以有效的减少人力物力的消耗，控制施工的成本。在桩基加强施工过程中，钢纤维混凝土材料已经成为了必不可少的一项材料，对于桩的韧性、强度、打击能力等都有较好的提高，而对于老旧桥梁来说，虽然要以传统混凝土为主要材料，但是可以通过引入非预应力钢筋混凝土来开展钢纤维混凝土的施工。

（四）边坡堆砌

边坡堆砌中也可以使用钢纤维混凝土，比如说在地质条件较差的地区可以将钢纤维混凝土与普通混凝土配合使用，增强加固的效果，同时还能够有效的提高隧道等工程的整体性能，特别是防水能力和防渗漏能力。如果要以普通混凝土和钢纤维混凝土混合使用时，施工人员需要再次基础上使用喷射施工的方式，这样可以有效的加强施工的质量，达到提高强度的效果和提高整体工程的稳定性。

（五）注意事项

在应用过程中可以分为成型、运输和养护三个阶段。在成型阶段，在工程中一般会使用真空吸水法来浇筑混凝土，确保含沙量能够均衡，并在浇筑过程中使用连续浇筑的方式，施工过程中不能够中断。当然，施工单位必须要做好对相应规范和施工参数的研究，明确连续浇筑的原则，在进行钢纤维混凝土施工的过程中尽量保证一次完工。其次在运输阶段，因为钢纤维混凝土这种复合材料较为特殊，如果在运输过程中有较大的震荡就会导致钢纤维混凝土的离析，或者是发生钢纤维的分散请问题，导致钢纤维的分布出现了不均匀的问题，这种不确定性会导致钢纤维混凝土的质量出现极大的影响，所以在运输上应该要尽量以短距离运输为主要方式。最后则是养护阶段，养护是所有混凝土施工的重点所在，在一般的情况下钢纤维混凝土的养护时间必须要控制在一个星期以内，并且需要根据实际的情况来进行适当的调节。目前在工程中采用两种保养措施，首先是保温法。保温法的主要作用就是对混凝土采取降温的措施，防止水化热过高而导致的混凝土缺陷，水化热过高会导致混凝土的结构和强度产生巨大的影响。施工人员可以通过给混凝土表面散热的方式，亦或者为混凝土搭建保温棚，通过保温法的保温效果来保障整个结构的质量。其次就是保湿法，保湿法的内容和保温法在某些层面是相似的，其通过洒水来去除多余的热量，促进水化进程，在洒冷却水的过程中也包含了一部分保温法的内容。

结束语

综上所述，本文探讨了关于钢纤维混凝土的性能和其基本应用，可以说在目前很多工程中都使用了钢纤维混凝土这种特殊材料来提高整体工程的质量，而本文在阐述钢纤维混凝土的具体性能之后选取了道桥工程为例来分析钢纤维混凝土的具体应用。当然，在时代的发展中，钢纤维混凝土还存在一定的问题，希望相关研究人员能够不断改进和完善。