鋼纖維混凝土路面施工技術(shù)及運(yùn)用淺析

摘要：鋼纖維混凝土是將鋼纖維摻入到普通混凝土中制得的一種復(fù)合混凝土，是一種力學(xué)性能優(yōu)良的新型材料。它能顯著提高砼的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗疲勞性，在路面工程中應(yīng)用可以明顯減薄厚度，改善路用性能。

關(guān)鍵詞：鋼纖維混凝土；施工技術(shù)；運(yùn)用

一、鋼纖維混凝土路面優(yōu)點分析

強(qiáng)度和重量的比值增大。這是纖維混凝土具有優(yōu)越經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)，也是它具有，闊應(yīng)用前景的重要保證。抗拉強(qiáng)度和主要由主拉應(yīng)力控制的抗剪、抗彎強(qiáng)度明顯提高。變形性能明顯改善。鋼纖維混凝土彈性階段的變形性能與其他條件相同的素混凝土沒有監(jiān)菩差別，受壓彈性模量和泊松比與素混凝土基本相同。韌性足衡量蠼性變形性能的重要指標(biāo)，鋼纖維混凝土的韌性比素混凝土大大提高。抗裂和抗疲勞性能有較大改善。由于鋼纖維對混凝土的阻裂作用，鋼纖維混凝土比素混凝土具有更好的軟化后性能和抗疲勞性能。

二、鋼纖維和鋼纖維混凝土的性能

2.1鋼纖維基本性能

鋼纖維按其制造方式分為切斷鋼纖維、剪切鋼纖維、切削鋼纖維和熔抽鋼纖維四種。鋼纖維抗拉強(qiáng)度高，但與水泥沙漿的界面粘結(jié)性較差。對鋼纖維表面進(jìn)行變形處理，制成表面有刻痕的、末端帶鉤的、波紋形的鋼纖維，或者圓截面與扁平截面交替的呈規(guī)律性變化的鋼纖維可以改善其力學(xué)性能。當(dāng)用廢鋼絲繩切斷而成時，必須進(jìn)行除油污和除銹處理。剪切鋼纖維由剪切冷軋薄板制得，厚012mm～015mm，寬0125mm～019mm，抗拉強(qiáng)度為450MPa～800MPa，與水泥砂漿的粘結(jié)性比切斷鋼纖維好。切削鋼纖維由旋轉(zhuǎn)的銑刀切削軟鋼錠或厚鋼板制得，強(qiáng)度比原材料有較大提高，截面呈三角形，與水泥混凝土的粘結(jié)較好。熔抽鋼纖維由熔融的鋼水甩制而成，纖維強(qiáng)度因熔鋼成分與熱處理條件而異，表面不規(guī)則且有一層強(qiáng)度很低的氧化層。氧化層的存在降低了鋼纖維與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度。鋼纖維的彈性模量與抗拉強(qiáng)度都比較高，大約為水泥基材的5倍以上。同時鋼纖維也可以制成各種變截面形狀，以增加與水泥基材之間的握裹力。

2.2鋼纖維增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度機(jī)理

鋼纖維在混凝土中的主要作用，在于限制外力作用下基體中裂縫的擴(kuò)展。在受荷初期，水泥基料與鋼纖維共同承受外力，而前者是外力的主要承受者：當(dāng)基料發(fā)生開裂后，橫跨裂縫的鋼纖維成為外力的主要承受者。若鋼纖維體積摻量超過某一臨界值，整個復(fù)合材料可繼續(xù)承受較高的荷載，并產(chǎn)生較大的變形，直到鋼纖維被拉斷或鋼纖維從基料中被撥出，以至復(fù)合材料破壞。

2.3鋼纖維混凝土的基本性能

鋼纖維混凝土是在普通混凝土中，均勻地亂向分布一定量的鋼纖維，經(jīng)硬化而得，與普通混凝土相比，具有一系列優(yōu)越的物理力學(xué)性質(zhì)：強(qiáng)度與重量比值增大；較高的抗拉、抗壓和抗彎的極限強(qiáng)度。在混凝土中摻入適量鋼纖維，其極限抗壓強(qiáng)度可以提高，單軸抗拉極強(qiáng)度可提高40%～50%，抗彎極限強(qiáng)度可提高50%～150%；良好的抗沖擊性能。鋼纖維混凝土在纖維摻量為018%～210%時，其沖擊韌性指標(biāo)可提高50倍～100倍，甚至更高；變形性能明顯改善。鋼纖維對混凝土抗壓彈性模量影響不顯著，但對抗拉彈性模量提高較多，鋼纖維對混凝土長期收縮變形的影響也較明顯，鋼纖維可使混凝土的收縮率降低10%～30%；抗裂和抗疲勞性能顯著提高；優(yōu)越的抗剪性能；良好的阻止和抑制因溫度應(yīng)力引起裂縫產(chǎn)生與擴(kuò)展的能力；良好的抗凍性與耐磨性能。

2.4影響鋼纖維混凝土性能的主要因素

鋼纖維混凝土性能受鋼纖維類型、鋼纖維摻量、鋼纖維長徑比、砂率、粗骨料最大粒徑、減水劑、摻和料等因素的影響。其中鋼纖維類型、鋼纖維摻量和鋼纖維長徑比是影響鋼纖維混凝土性能的主要因素。當(dāng)鋼纖維混凝土用于路面材料時，由于面層板較薄，因而受地下排水狀況的影響較大。

三、施工技術(shù)

3.1拌和

拌和是保證鋼纖維混凝土在混凝土基體中均勻分布的重要環(huán)節(jié)，因此，鋼纖維混凝土路面施工須采用機(jī)械攪拌，一般采用強(qiáng)制式或反錐式攪拌機(jī)，為保證鋼纖維混凝土攪拌均勻，其投料順序為：水泥、粗集料、細(xì)集料、鋼纖維，其中纖維投料分三次投入拌和機(jī)中，干拌均勻，再加足水濕拌，拌和時間一般為2～3分鐘。

3.2運(yùn)料

在運(yùn)送混合料時，主要采用手推車、翻斗車或自卸汽車運(yùn)輸，應(yīng)盡量縮短運(yùn)送的時間和距離，以免運(yùn)輸中振動使鋼纖維下沉，影響拌和料的均勻性，運(yùn)輸中要防止鋼纖維受污染，運(yùn)輸?shù)淖铋L時間以試驗提供的水泥初凝時間并給予施工留有足夠的操作時間為限。

3.3澆筑

當(dāng)混合料運(yùn)送至指定地點后，一般直接倒入安裝好模板的路槽內(nèi)，并用人工找平，落料時應(yīng)避免同一處大堆落下，在規(guī)定的連續(xù)施工區(qū)段內(nèi)，必須連續(xù)進(jìn)行，不能中斷，否則會造成鋼纖維沿接縫隙表面排列，不能產(chǎn)生增強(qiáng)作用，易產(chǎn)生裂縫。

3.4振搗

鋼纖維混凝土的振搗機(jī)具宜用平板振搗器。若板厚在0.2m以內(nèi)可一次攤鋪成型，振動時間一般以表面振出砂漿、混合料不再下沉為度，嚴(yán)禁漏振，再用兩端置于外側(cè)模板的振動梁，沿攤鋪方向振動壓平，振動過程中，多余混合料被刮出，低凹處應(yīng)隨時補(bǔ)足，最后用置于兩側(cè)模板上的無縫鋼管，沿縱向滾壓一遍，以確保路面的平整度。

3.5表面處理

為防止鋼纖維外露或豎直伸出表面，以保證車輛及行人安全，在整平前可用凸棱的金屬壓滾或其它方法，將豎起或外露的鋼纖維壓入后再整平，抹面和壓紋時也不得將鋼纖維帶出，抹平的表面應(yīng)在初凝前進(jìn)行壓紋和拉毛，壓紋和拉毛工具，宜使用壓滾和刷子，不得使用竹掃帚。路面切縫宜采用割縫機(jī)割出要求深度的槽口，割槽時間不宜過早或過遲，在鋼纖維抹面后12～48小時左右，抗壓強(qiáng)度達(dá)到5～10Mpa作為切縫時間。

3.6養(yǎng)生

鋼纖維混凝土與普通混凝土一樣，應(yīng)及時養(yǎng)生。當(dāng)混凝土抹面2小時后，當(dāng)其表面具有一定硬度，用手指輕壓不出現(xiàn)痕跡時，可以開始養(yǎng)生。可采用草袋、麻袋或濕砂覆蓋于混凝土表面，每天均勻灑水?dāng)?shù)次，使其保持潮濕狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)不得低于7天。也可用不透水的薄膜粘附于表面，從而阻止混凝土中水分蒸發(fā)，以保證鋼纖維混凝土的水化作用正常進(jìn)行。

四、鋼纖維混凝土路面接縫設(shè)置

因鋼纖維抗拉性能好，阻裂能力和抗收縮性能好，在施工條件許可時，一般7-9m寬的路面勿需設(shè)縱縫，可用整幅施工，橫向縮縫按15～20m間距設(shè)置。

五、結(jié)束語

鋼纖維混凝土由于其自身所具有的優(yōu)異性能，目前已得到廣泛應(yīng)用。由于鋼纖維混凝土路面縮縫的間距為10m左右，比普通水泥混凝土路面的大，引起錯臺顛簸的橫向縮縫大幅減少，從而明顯減少了錯臺。因此，鋼纖維混凝土路面的行車舒適性明顯比普通水泥混凝土路面的高。但是，鋼纖維混凝土路面的施工較普通混凝土路面復(fù)雜，如果在施工過程中控制不好，很容易出現(xiàn)鋼釬維結(jié)團(tuán)、拌合物工作性差等問題，反而降低了路面質(zhì)量。因此，在鋼釬維混凝土路面施工中，一定要嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，從而達(dá)到令人滿意的效果。

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