試論路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術

■王 剛 ■湖北交通職業技術學院，湖北 武漢 430079

鋼纖維混凝土是一種優質新型水泥復合材抖，它可以依據實際的施工需要來決定材料的配合比，具有價格低、性能好、施工簡便等一系列優點，在實際路橋施工中得到了廣泛的應用，其發揮的作用也非常顯著［1］。如今，傳統混凝土正在慢慢被鋼纖維混凝土所取代，這種混凝土主要由短鋼纖維和傳統混凝土所組成，也就是說傳統混凝土中分布著不規則短鋼纖維，這樣就形成了一種新型復合材料。鋼纖維在混凝土結構中分布不規律，這一特點可以防止混凝土結構內部的微裂縫的擴展，進而防止了宏觀裂縫的形成［2］。在傳統混凝土中添加鋼纖維可以顯著提高各方面力學性能，如抗沖擊、抗拉、抗彎等，并且鋼纖維混凝土的延性較好，在路橋施工中可以發揮極其重要的作用。

1 鋼纖維混凝土特性

1.1 抗沖擊、抗彎、抗拉、抗壓性能強

鋼纖維混凝土主要由短鋼纖維和傳統混凝土所組成，鋼纖維在混凝土結構中分布不規律，而這樣的不規則分布有助于提升鋼纖維混凝土的抗沖擊、抗彎、抗拉、抗壓性能。對路橋施工過程中鋼纖維混凝土的實際應用進行了實驗研究，研究結果表明:將適量的鋼纖維加入到混凝土中，其抗彎強度提升了50%-150%，單軸抗拉的極限強度提升了40%-50%;如果混凝土中鋼纖維的含量為0.8%-2.0%，則其抗沖擊性能與普通混凝土相比是其50-100 倍極限強度［3］。由于鋼纖維混凝土中鋼纖維的使用量非常小，含量只有0.8%-2.0%，所以鋼纖維本身無法在很大程度上提升混凝土抗壓強度，但是將適量鋼纖維添加到混凝土中之后，鋼纖維混凝土整體抗壓破壞形式發生了顯著改變，受到破壞后雖然也會碎，但是不會散掉，所以鋼纖維混凝土整體抗壓性能顯著加強。

1.2 抗剪、抗裂性能強

傳統混凝土的極限荷載和開裂荷載差別不大，但是對于鋼纖維混凝土，即便它發生了開裂，它的載荷還能繼續增加。在一定的范圍內，鋼纖維混凝土的韌性、極限荷載、開裂荷載均隨其體積的增大而增大。對鋼纖維混凝土進行直接剪切試驗以檢驗其剪切性能，實驗研究結果表明，當鋼纖維混凝土的基體發生了錯動移位以后，承載能力仍然較好，承載強度達到了400-800MPa。

1.3 耐磨、抗凍性能強

鋼纖維的伸縮能力較強，它可以根據溫度的高低而發生伸縮。所以，鋼纖維混凝土與傳統混凝土相比，它能夠較好的防止由于溫度變化而產生的應力引起的路橋或者橋面裂縫和擴張現象，這說明鋼纖維混凝土的耐磨、抗凍性能強。

1.4 改善混凝土變形性能

將適量鋼纖維加入到混凝土中，可以顯著提升混凝土長期收縮的變形性能，此外還能在很大程度上提升混凝土抗拉彈性模量。還可以使得混凝土收縮率降低10%-30%。

2 鋼纖維混凝土的材料組成及配合比設計

鋼纖維混凝土的材料主要由鋼纖維、碎石、水泥、砂、水、外加劑等。路面鋼纖維混凝土的要求是既要有較高的強度，還要有較高的抗滲性和耐磨性。因此，水泥的種類通常選用普通硅酸鹽水泥，但是混凝土中的水泥用量要超過400kg/m3。對碎石的標準級配范圍如表1 所示。砂子宜選用河砂，確保其細度模數在1.3-3.2 范圍內。水采用飲用水或者無污染水。

表1 碎石標準級配范圍

在設計鋼纖維混凝土配合比過程中，可以借鑒傳統混凝土配合比的經驗，通過不斷反復實驗之后確定合理的配合比。鋼纖維混凝土材料選擇準則為:①基材強度和鋼纖維品的強度相匹配，并且抗拉強度極限不少于500MPa;②鋼纖維在混凝土中的含量為0.5%-2.0%;③鋼纖維長度不應該過長，對鋼纖維長徑比要加強控制，最合適的直徑為0.45-0.70mm;④適量的添加外摻劑或者減水劑，改善鋼纖維混凝土的可施工性的同時還可以減小水泥使用量及成本;⑤確保鋼纖維無雜質、碎屑、銹漬及油污等。

3 路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術

3.1 道路施工中鋼纖維混凝土施工技術

(1)攤鋪、整平。鋼纖維混凝土的攤鋪工藝為:①將鋼纖維均勻、連續的攤鋪在面板中。②將鋼纖維通過分散機均勻分散后，再加入攪拌機中。③對攪拌時間和攪拌投料順序進行嚴格控制，投料攪拌過程中采取先干后濕的方式，以防止鋼纖維結團。④攤鋪過程中摻和物的塌落度應該保持一樣。⑤為了防止鋼纖維不均勻，對同一道路進行攤鋪作業時，盡可能連續澆筑和攤鋪。等攤鋪工作全部完成之后，需要進行初步壓實、整平工作。為了減小對密實度和壓實度的影響，應采用平整機并根據坡度和路拱進行連續壓路工作。

(2)振搗。將鋼纖維采取縱向條狀集束排列可以提高混凝土邊緣的密度。對鋼纖維混凝土采取機械振搗，可以顯著增加其密實度和強度，有效保證鋼纖維混凝土橋面路面的抗裂性和強度。在進行機械振搗時，需要按照一定的頻率和順序進行振搗，不要發生漏振、過振等現象，并且鋼纖維嚴禁出現溝槽、空洞等現象。

(3)整形。纖維分布不規則、粗骨料稀、含砂率大等都是鋼纖維混凝土的特點，為了防止鋼纖維外露，需要采用機械進行抹平整形。此外，應用壓紋機壓紋技術對其進行處理，可以減少甚至避免拉毛與拆模后發生鋼纖維外漏、外露現象。

(4)施工注意事項。鋼纖維混凝土施工過程中需要注意的事項有:適當增加水分或加快施工進度，可以使鋼纖維混凝土的凝結、硬化過程延遲。澆筑或者攤鋪時，需要進行科學準確的計算之后才能添加如水、外加劑等摻和物。攤鋪和運輸時間需要控制在合理的范圍之內以避免對鋼纖維混凝土強度造成影響。在攤鋪時，需要實時監測混凝土溫度。如果溫度太高，則需要采取一定的降溫措施。

3.2 橋梁施工中鋼纖維混凝土施工技術

(1)橋面鋪裝。將鋼纖維混凝土鋪設在橋面上，可以增強橋面舒適性、抗裂性以及耐久性，強化橋梁抗折強度和剛度，降低鋪裝厚度，使得結構輕量化，橋梁受力狀況得到很好的改善。此外，還可以顯著提升橋面抗沖擊力，強化伸縮縫和混凝土結構間的連接強度，避免橋面發生裂縫、剝落、坑槽等情況，可以延遲橋梁損壞速度。

(2)橋墩結構局部加固。橋梁在長期動載作用條件下，橋面板、橋墩等會發生表層剝落或者出現裂縫等問題，為了符合整體性和橋梁結構抗震性要求，可以利用轉子型噴射機相發生裂縫或者表層剝落的位置噴射5cm-20cm 厚的鋼纖維混凝土。橋墩結構局部加固方法為:剪切鋼纖維的摻量為10%，在舊混凝土表面進行舊混凝土表面或者噴砂，以提升新舊混凝土整體牢固性和密實性，適當時候選用速凝劑或硫鋁酸鹽快硬水泥以強化其早期抗裂性能。

(3)橋梁上部承載部位。橋梁上部應力集中的位置可以使用鋼纖維混凝土進行加強，此舉可以很好的改善橋梁結構受力狀態，在降低結構自重的同時還可以控制結構變形。在橋梁上部結構使用鋼纖維混凝土，可以顯著提升其抗變形性能和結構承載力，并且可以減少下部墩臺數量以及上部結構材料用量，從而降低施工造價，提升經濟效益。

4 結束語

隨著社會經濟的不斷發展，城市建設也在不斷發展，而道橋建設的速度也越來越快，隨著路橋建設施工技術的日新月異，對施工材料要求也越來越嚴苛。當前，路橋施工中已經廣泛應用鋼纖維混凝土，它不僅能延長路橋使用壽命，還能提升路橋承載能力，社會效益和經濟效益都得到了顯著提高，在某種程度上符合人們對交通基礎設施的需求。

［1］高小軍.試論路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術應用［J］.科技致富向導，2013(12):177-177.

［2］蘇嘉.試論路橋施工中鋼纖維混凝土施工的關鍵技術［J］.黑龍江交通科技，2013(10):88-89.

［3］王曉伏.淺析路橋施工中鋼纖維混凝土施工關鍵技術［J］.科技創新與應用，2013(3):173-173.