淺議鋼纖維混凝土性能極其應(yīng)用

【摘 要】 在建筑施工中鋼纖維混凝土得到了越來越廣泛的應(yīng)用，主要是由于鋼纖維混凝土作為一種新型的材料具有更優(yōu)良的性能，在普通混凝土的基礎(chǔ)上有很大的改善，本文主要通過對(duì)鋼釬混凝土性能的了解，探討了其在建筑工程中的應(yīng)用效果以及一些控制要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】 鋼纖維混凝土 性能 施工

鋼纖維混凝土之所以比普通混凝土的性能更好，主要是亂向分布的短鋼纖維能夠起到有效阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展及宏觀裂縫的形成，從而大大的改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊以及抗疲勞等性能，具有了較好的延性，發(fā)揮了其在各項(xiàng)工程中的作用。

一、鋼纖維的品種和特性

鋼纖維混凝土性能最重要的一個(gè)因素就是鋼纖維與基體的粘結(jié)性能是否良好。高強(qiáng)鋼絲切斷端鉤型纖維、鋼錠銑削端鉤型纖維、剪切異型纖維、低合金鋼熔抽型纖維，由于有很好的性能并且在國(guó)內(nèi)已有工程經(jīng)驗(yàn)，所以將其列入規(guī)程。剪切直型、微扭型和波紋型，其優(yōu)點(diǎn)是它的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單而成本相對(duì)較低，并由于表面不規(guī)則而有利于與基體粘結(jié)，故規(guī)程中仍保留。注意到低碳鋼板剪制的纖維，在基體開裂后其扭曲或波紋很容易拉直，其增強(qiáng)增韌效果與直形差別很小，故使用中可劃歸一類。

二、鋼纖維幾何參數(shù)和摻量范圍

在施工中如果是有特殊要求的，則鋼纖維不宜太長(zhǎng)摻量也不宜太高；而對(duì)那些對(duì)韌性有較高要求的，則可以鋼纖維宜長(zhǎng)些，摻量也高些。

有一點(diǎn)是要特別注意的：鋼纖維的長(zhǎng)度應(yīng)該能夠和基體混凝土所用骨料的粒徑相匹配，鋼纖維的長(zhǎng)度應(yīng)不小于骨料粒徑的1.5倍。骨料粒徑最好不要超過20mm，如果粒徑大于20mm 時(shí)應(yīng)通過專門試驗(yàn)確定鋼纖維的品種、尺寸和摻量。下表給出的是參考范圍，具體的應(yīng)通過設(shè)計(jì)計(jì)算和纖維混凝土試驗(yàn)確定。（表1）

三、鋼纖維混凝土的基本性能

1. 鋼纖維混凝土的力學(xué)性能

鋼纖維混凝土的纖維體積率在1%-2%之間，所以要比普通混凝土的抗拉強(qiáng)度提高50%-80%，而且抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度分別提高60%-110%和50%-100%，相對(duì)來講抗壓強(qiáng)度提高的幅度是最小的，通常都是在0-20%之間，但抗壓韌性的提高幅度卻較大。

2. 鋼纖維混凝土抗折、抗壓強(qiáng)度大

由于鋼纖維混凝土比普通混凝土的抗剪強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度有很大的提高，所以鋼纖混凝土要比普通混凝土更適用于做市政道路的路面維修。

3. 降低變形性能

鋼纖維混凝土和混凝土相比韌性有了很大改善。在一般的纖維摻量下，彎曲沖擊韌性能夠給提高2 -4 倍，抗壓韌性能夠提高2 -7倍以上，而抗彎韌性甚至能夠提高幾十倍，極好的韌性性能使其變形大大降低。

4. 減薄面層厚度、加大縮縫間距

鋼纖維混凝土耐疲勞、強(qiáng)度高、抗沖擊等良好性能，使得在同樣使用條件下比普通混凝土，減薄鋪設(shè)厚度大概50%-60%。而且一般的縮縫間距是4m-6m 之間， 但如果滲入2%的鋼纖維后， 縮縫的間距就就會(huì)加大到30m 左右，這樣就大大減少了維修費(fèi)用，另外還在很大程度上減輕了車輛通過縮縫時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。

5. 延長(zhǎng)路面使用壽命

鋼纖維混凝土在道路路面的使用中，表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗裂能力和變形能力，且有很好的抗凍融性能。以上優(yōu)點(diǎn)都有利于延長(zhǎng)處于重要地位的道路路面的使用壽命。

四、鋼纖維混凝土在道橋施工中的應(yīng)用

1.路面修補(bǔ)

普通混凝土路面斷裂或者是破損了可以用鋼纖維混凝土進(jìn)行局部的修補(bǔ)。在澆筑鋼纖維混凝土之前，應(yīng)把破損或斷裂的舊混凝土板塊鑿除掉，并對(duì)局部的板底基層做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)處理。

2.支護(hù)工程

由于鋼纖維混凝有良好的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度，以及抗沖擊和抗開裂性能且能承受較大的壓力而保持一定的連續(xù)性和整體性，基于這些優(yōu)點(diǎn)可以將其用于隧洞支護(hù)和山體護(hù)坡等工程中。

3.處于腐蝕環(huán)境中的構(gòu)件

鋼纖維混凝土的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)就是抗腐蝕性比較強(qiáng)，所以可以把鋼纖混凝土使用在易腐蝕的環(huán)境中，例如：把它用作輸水管道的防蝕層或結(jié)構(gòu)層，能有效降低輸水管道被腐蝕的時(shí)間利于延長(zhǎng)管道的使用。

4.應(yīng)力復(fù)雜部位

鋼纖維在混凝土中像各個(gè)方向的不均勻分布，使得其沿各個(gè)方向都有很強(qiáng)的韌性，除此之外鋼纖維在混凝土中的分布使其容易澆筑成型，這一優(yōu)勢(shì)要比鋼筋更能適應(yīng)一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式。

5.橋梁與隧道工程

在橋梁表面或者隧道工程中使用鋼纖維混凝，能夠有效的減少橋面出現(xiàn)裂縫，從而增強(qiáng)了橋面的抗壓能力和防水能力，很大程度上降低了鋼筋銹蝕的速度并延長(zhǎng)了使用的時(shí)間。

五、施工控制要點(diǎn)

施工質(zhì)量是影響鋼纖維混凝土路面質(zhì)量的一個(gè)重要因素，不容忽視。那么鋼纖維混凝土路面的整個(gè)施工過程，在滿足普通混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)外還要注意以下問題：

1.設(shè)置鋼纖維分散裝置

如果將鋼纖維直接一次性的投入到攪拌機(jī)中，則非常容易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，所以需要在攪拌機(jī)上安裝振動(dòng)式鋼纖維分散機(jī)（功率1kW，分散能力40kg/min），能有效避免鋼纖維結(jié)團(tuán)。當(dāng)然這種也存在一定的弊端，就是會(huì)增加攪拌的時(shí)間，從而降低生產(chǎn)效率。

2.攪拌投料的順序和時(shí)間

攪拌投料的順序和時(shí)間都要嚴(yán)格按程序就行，通常按砂—鋼纖維—石子—水泥的順序投放到料斗中。遵照先干后濕的工藝進(jìn)行，首先干拌1-2分鐘，然后再濕拌2-3分鐘，整體的攪拌時(shí)間控制在6分鐘之內(nèi)不易過長(zhǎng)，另外每次的攪拌量應(yīng)保持在攪拌機(jī)容量的1/3 以下。

3.攤鋪與振搗

在澆注鋼纖維混凝土的時(shí)候應(yīng)避免出現(xiàn)明顯的澆注接頭，在倒料的時(shí)候每次都要相壓20cm左右，這樣能夠保證鋼纖維混凝土的連續(xù)性。鋼纖維混凝土的路面通常都是以攤鋪機(jī)攤鋪為主，人工整平為輔。為保證鋼纖維的均勻分布，應(yīng)使用平板振動(dòng)器將其振搗成型。

4.抹面、壓紋

首先應(yīng)把外露的鋼纖維壓入混凝土中，并在鋼纖維混凝土抹平的表面采用滾式壓紋機(jī)進(jìn)行壓紋l-2mm，壓紋方向應(yīng)沿路線橫斷面；其次在鋼纖維混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%時(shí)，用切割機(jī)進(jìn)行切縫，切縫的深度為3cm，并和舊縫要對(duì)齊，并保持施工縫和脹縫或縮縫設(shè)計(jì)位置完全吻合。

結(jié)束語

總之，鋼纖維混凝土越來越廣泛的應(yīng)用在路面、橋面和機(jī)場(chǎng)跑道等工程中，也日益得到了社會(huì)的好評(píng)和認(rèn)可，這主要源于它有很好的抗彎強(qiáng)度、抗沖擊性、抗開裂性能等等，而更重要的是運(yùn)用鋼纖維混凝土比用普通的混凝土早期強(qiáng)度高，實(shí)現(xiàn)了提前通車的目的，可以說鋼纖混凝土的廣泛應(yīng)用取得了豐厚的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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