鋼纖維混凝土技術在路橋施工中的應用探討

【摘 要】在我國經濟高速發展的今天，交通道路也得到不斷的發展，各種科學技術及其設備都在路橋施工中得到廣泛的運用，其中鋼纖維混凝土也得到了廣泛的運用，那么什么是鋼纖維混凝土技術，它有哪些性能和優點，鋼纖維混凝土技術在路橋中有哪些應用？讓我們一一的研究分析。

【關鍵詞】鋼纖維混凝土；路橋施工；強度；設計

1 鋼纖維混凝土技術的發展歷程

鋼纖維混凝土技術的形成和發展是經歷了一個較長的過程。是在1911 年一個叫Graham的美國人在一次偶然的機會當中用鋼纖維和普通的混凝土匯集在一起，這種混合后極大的提高了混凝土強度。從此建造行業紛紛運用這種技術，鋼纖維混凝土技術得到了廣泛的使用，加上鋼纖維混凝土使用方便造價低廉，從而大大提高了混凝土的強度、混凝土的穩定性得到很大的提高。從而開辟了水泥復合材料的使用的新途徑。

2 鋼纖維和鋼纖維混凝土的性能

2.1 鋼纖維基本性能

鋼纖維按照制造不同可以分為：切斷鋼纖維、剪切鋼纖維、切削鋼纖維和熔抽鋼纖維四種不同的種類。每種不同種類的鋼纖維有不同的特點。切斷鋼纖維具有很高的抗拉強度，但但是水泥漿與鋼板的粘貼性比較差。剪切鋼纖維由剪切冷軋薄板為主要原材料制成的。它的厚度一般為0. 2～0. 5mm ，寬度一般為0. 25～0. 9mm ，抗拉強度為450～800MPa之間 ，粘結性與切斷鋼纖維比較起來要好一點。切削鋼纖維主要由鋼錠或厚鋼板相結合而制成的，強度在原有材料的基礎上得到了很大程度的提高。粘貼性很好好。熔抽鋼纖維由鋼水制做而成，纖維強度由于有鋼水的熱處理后，表面有一層一定強度氧化層，從而降低了它的的粘貼性，但是鋼纖維的彈性和抗拉強度得到了很大的提高。

2.2 增加混凝土強度

鋼纖維在混凝土以優良的性能，在路橋施工中有廣泛的運用，其中一點就是能夠增強混凝土的凝集力。當一股外部的力量作用在混凝土路面的時候，如果是普通的混凝土就有可能發生鍛煉，如果在混凝土中加入鋼纖維那么可以有效的防止混凝土的斷裂。如果外界力量過大，超過了鋼線混凝土的承受限度，那么里面的鋼纖維將被拔出，那么符合材料將受到很大的破壞。

2.3 鋼纖維混凝土有哪些基本性能

我們所說的鋼纖維混凝土是在我們常見的混凝土中，是在工程施工中我們依據一定的比率將剛鋼纖維與普通的混凝土混合，經過一定的時間形成了一種硬化的復合物。在現在的鋼纖維混凝土材料中有很多比普通混凝土沒有的性能，主要包括以下幾種：

2.3.1 普通的混凝土的物理強度比較低，如果加入鋼纖維形成的復合物這種物質的強度將得到很大的提高，但是這種混合混凝土的自身重量也提升較大。

2.3.2 有很強的抗壓、抗拉和抗彎的性能。普通的混凝土在外界力量的作用下，比如說地震，那么這種混凝土的路面將會受到毀滅性的破壞。發生巨大的鍛煉，以至于道路無法使用。如果使用鋼纖維混凝土，那么在同樣的外力作用下，會大大的減低道路的破壞程度，他的抗壓能力可以提高一半。

2.3.3 提高抗沖擊能力。在普通的混凝土中混插鋼纖量為0. 8 %～2. 0 %時，其沖擊韌性能與普通混凝土比起來可以提高50～100 倍，有時候會更高;

2.3.4 能夠增加混凝土的變形性能。在普通的混凝土中加入一定比例的鋼纖維，這種形成的復合物在重量上有一定的提升，但是影響不是很大，但是這種復合物的彈性卻得到比較大的提升，所以在使用同等年限的普通混凝土公路與鋼纖維混凝土公路比較，后者在路面形狀、收縮程度比前者要好的很多。

3 鋼纖維在路橋工程中的應用

由于鋼纖維混凝土在路橋工程中具有，減少道路鋪設的厚度，良好的耐磨性和抗寒能夠解凍快的各種優點，從而能夠大大提高路橋的使用壽命，所以鋼纖維混凝土在路橋工程中有廣泛的使用。主要有以下幾個特性：

3.1 在運用鋼纖維的混凝土路橋面，它的厚度是普通混凝土路橋面厚度的50 %～60 % ，在這種混凝土路面中，鋼纖維摻量大約為0. 8 %～1. 2 %。在雙車道的路橋面中一般沒有縱縫，橫縫之間的差距大約為20～30m ，最長可設為50m。

3.2 在一般的路橋鋼纖維設計中，路面一般做兩層或者三層。如果是兩層，一般是上面是40 %～60 %的鋼纖維混凝土為主要成分，下層是普通混凝土。如果是三層鋼纖維混凝土，一般上下是鋼纖維混凝土構成，中間是普通的混凝土。一般來說三層的鋼纖維混凝土路橋施工比較復雜、施工難度較高，一般是在機械水平較高的地區使用。

3.3 碾壓鋼纖維混凝土的性能。我們所指的碾壓鋼纖維混凝土是將鋼纖維按照一定的比例與碾壓混凝土相互混合，這種新型的復合物就叫做碾壓鋼纖維混凝土，這種復合物可以有效的加強公路路面的強度和彈性，提高了混凝土的物理特性。

3.4 鋼纖維混凝土罩面在路橋施工中的運用。什么是鋼纖維混凝土罩面？當路橋在日常的使用過程中，會收到外界的各種損壞，那么我們可以用鋼纖維混凝土加入到路面當中，形成一定的保護層，這就是鋼纖維混凝土罩面。鋼纖維混凝土罩面一般有三種：分離式、分結合式、直接式。

3.5 具有防寒抗凍性能，在高寒地區在低溫的情況下，將鋼纖維混凝土運用在路橋設計中，可以減少路面的吸熱，可以維持當地凍土的熱度平衡，并提高抗凍性。

4 在公路橋梁工程中鋼纖維混凝土設計

鋼纖維混凝土搭配比例，可以按照實際情況自主選擇的原則，采用現場的實驗，通過實驗的結果最后確定混凝土和鋼纖維的比例。在比例的設計中，首先在材料選擇上面我們可以選擇與基材強度相適應的鋼纖維品種。鋼纖維的抗拉強度應該在500Mpa以上 。圓直和熔抽鋼纖維我們可以配置中低標號混凝土，剪切鋼纖維我們可以使用高標號混凝土。在這些情況下面，鋼纖維配置比例一般在0. 5 %～2. 0 %之間，對于公路路面及路橋面的結構，由于長期的使用，必須使用高值。為了使鋼纖維混凝土的性能能夠滿足現實情況的要求，對鋼纖維的長徑我們要做合理的控制，同時對鋼纖維的最小直徑我們也要做好設計。鋼纖維最小直徑應該不能小于0. 40mm ，在一般的路橋施工中是應控制在0. 45～0. 70mm 左右;

鋼纖維的本身長度有一定的要求，不能過長。在道路攪拌機拌和的時候，鋼纖維的長徑可以控制在50～80之間 。鋼纖維細石混凝土砂配置率應比相同標號的普通混凝土要高。為了保證鋼纖維與混凝土的良好結合， 我們一般使用粒徑較小的主骨料，在選擇的時候最大粒徑一般在10～20mm之間。在一般的路面施工中為了改善路面施工中使用的混合料的易性，減少施工過程中水泥的用量和并且降低工程成本，在施工的過程中一般使用減水劑或其它外摻劑。在使用的過程中必須保證鋼纖維的表面潔凈、無銹、無油污，不能含有其它的雜質和碎屑。

5 在路橋工程中鋼纖維混凝土施工

鋼纖維混凝土在路橋工程中的施工，按具體的施工方法可以分為以下三類：有澆注鋼纖維混凝土、噴射鋼纖維混凝土和灌漿鋼纖維混凝土。要保證鋼纖維混凝土工程質量，在很大的程度上取決于我們施工過程中使用的材料的好壞和我們施工過程的技術水平。一般來說如果是使用良好的符合現場實際工程的材料，加上運用正確的道路施工技術，那么這種道路的壽命將比普通的混凝土延長很多。其中重要的技術參數就是：保證在施工過程中的鋼纖維均勻的分布。

5.1 設置鋼纖維分散裝置。

在一般的鋼纖維混凝土道路施工中，鋼纖維一次性投入過程中往往出現結團的現象，所以在施工的過程中，為了使鋼纖維更好的分散，應使用分散機將鋼纖維統分的分散，在進行攪拌。分散機的功率一般控制在0. 75～1. 0kw之間 ，分散力可以控制在20～60kg/ min。鋼纖維應與其它的原材料教官好的融合，更好的篩選。

5.2 控制好攪拌投料材料的順序和各種材料的攪拌時間。為了更好的防止鋼纖維結團，在一般的道路施工過程中我們需分級投料，一般先干料攪拌后濕料攪拌。在原材料攪拌上面按照：按砂→鋼纖維→碎石→水泥。混和料攪拌是先在攪拌機干拌1min ，然后加水和外加劑濕拌2min。

6 結語

鋼纖維混凝土是一種新型優質的工程材料，它經過較長時間的發展，從初期的不成熟不穩定向現在的高科技高技術水平轉變，它的各種性能也得到不斷的提升，它以施工方便、造價成本低、性能穩定、實用性強的各種優點，在橋梁道路施工中獲得了廣泛的運用，在以后的工作中，我們將運用各種現場材料，不斷的探索，將鋼纖維混凝土材料運用的更好。

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作者簡介：

張曉玲。出生日期：1974年11月2日，性別：女。文化程度：本科（重慶交通大學土木工程系）。職稱：公路一級建造師、路橋工程師、公路實驗檢測工程師。中共優秀黨員，一直從事道路橋梁工程施工、設計等。作者單位：重慶市涪陵路橋工程有限公司。