浅析路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术

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【摘要】在路桥施工中，钢纤维混凝土施工技术是重要的施工方式之一，可以有效提高路桥防腐蚀性与耐久性。钢纤维混凝土是一种新型的优质水泥基复合材料，具有施工简便、性能好、价格低等优点，可广泛应用于路桥工程施工中。本文主要分析了钢纤维混凝土的主要特性与配合比设计，探讨了路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术，以提高路桥工程施工效率和施工质量，有效降低施工成本。

【关键词】路桥施工；钢纤维混凝土；特性；施工技术

前言

钢纤维混凝土是一种新型优质的水泥复合材抖，可以根据实际施工需求设计材料配合比，具有施工简便、性能好、价格低等优点，广泛应用于实际路桥施工过程中，并发挥着重要作用[1]。目前，钢纤维混凝土已逐渐代替传统混凝土，该类混凝土主要由传统混凝土、短钢纤维等构成，即将分布不规则短钢纤维加入传统混凝土中，从而形成新型复合材料。对于混凝土结构内部的微裂缝，分布不规律的钢纤维不仅可以防止其扩展，还能避免形成宏观裂缝，钢纤维的采用可以明显提高混凝土各方面性能，如抗弯、抗拉、抗冲击等，而且延性良好，可在路桥施工中发挥重要作用。

1.钢纤维混凝土的主要特性

1.1抗压、抗拉、抗弯、抗冲击性能强

钢纤维混凝土主要由钢纤维和传统混凝土构成，在混凝土中，钢纤维不规则分布，这样的分布有利于加强钢纤维混凝土抗压、抗拉、抗弯、抗冲击性能[2]。实验研究钢纤维混凝土在路桥施工中的应用，结果表明：在混凝土中适当加入钢纤维，可以有效提高50%～150%抗弯与40%～50%单轴抗拉的极限强度，若钢纤维在混凝土中的含量为0.8%～2.O%，抗冲击可达普通混凝土的50～100倍极限强度。在钢纤维混凝土中，钢纤维消耗量很小，比例约为0.8%～2.0%，钢纤维本身并不能有效提高混凝土抗压强度，但在混凝土中适当加入钢纤维后，混凝土整体抗压破坏形式出现明显变化，虽然受到破坏后会碎，但不会散，因此混凝土结构抗压性能显著加强。

1.2抗裂、抗剪性能强

传统混凝土开裂荷载与极限荷载无明显差异，但钢纤维混凝土即使出现开裂荷载，其荷载还是能够保持增大趋势。在一定程度上来说，如果钢纤维混凝土体积增大，那么其开裂荷载、极限荷载与韧性均能增大。对钢纤维混凝土的剪切性能进行直接剪切试验检验，实验数据结果表明：钢纤维混凝土基体错动移位后，仍然具有良好的承载能力，承载强度为400～800mpa。

1.3抗冻、耐磨性能强

钢纤维具有较强的伸缩能力，可以随着温度的变化伸缩，因此，对比传统混凝土，钢纤维混凝土能够很好的抑制由于温度应力导致的路桥桥面裂缝和扩张情况，这表明钢纤维混凝土抗冻、耐磨性能强。

1.4改善混凝土变形性能

在混凝土中适当加入钢纤维，可以有效改善混凝土长期收缩变形性能，且能显著提高混凝土抗拉弹性模量，此外，还能使混凝土收缩率降低10%～30%。

2.钢纤维混凝土配合比设计

钢纤维混凝土施工配料主要有水泥、卵石、砂、钢纤维、外加剂、掺合料等，水泥选用型号规格为P.O.42.5的普通硅酸盐水泥；卵石型号规格为5～25mm，含泥量低于1%；砂型号规格为中砂，含泥量低于3%；钢纤维型号规格为长度60mm、直径0.9mm，最低抗压强度为1000N/m2型号规格为泵送剂；掺合料型号规格为I级粉煤灰。设计钢纤维混凝土配合比时，可以传统混凝土配合比为依据，经过不断试验后确定配合比设计。钢纤维混凝土的配料选用标准为：（1）钢纤维品种与基材强度相适应，且抗拉极限强度不低于500MPa。（2）钢纤维混凝土中钢纤维最佳含量为0.5%～2.O%。（3）加强控制钢纤维长径比，钢纤维长度不宜过长，最佳直径为0.45mm～0.70mm，以保证钢纤维混凝土力学性能尽可能符合施工和易性要求。（4）适当采用减水剂或外掺剂，使混凝土施工和易性得到改善，同时降低水泥用量及成本。（5）必须确保钢纤维无油污、锈渍、碎屑与杂质等。（6）采用搅拌机拌和钢纤维混凝土时，其砂率应比相同标号同类传统混凝土高，而且控制钢纤维长径比为50～80。（7）采用10mm～20mm粒径的主骨料，确保钢纤维与基体结合的牢固度。

3.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术

3.1道路施工中钢纤维混凝土施工技术

3.1.1摊铺、整平

钢纤维混凝土摊铺摊铺工序为：（1）将钢纤维连续、均匀在面板中摊铺。（2）通过分散机均匀分散钢纤维后，再加入搅拌机中。（3）严格控制搅拌投料顺序与搅拌时间，投料搅拌时采用先干后湿方式，可有效避免钢纤维结团。（4）摊铺时掺和物塌落度应保持一致。（5）为免钢纤维不均匀，摊铺同一道路作业时，应尽可能持续摊铺与浇筑。摊铺工作完成后，必须进行整平、初步压实工作。为免影响压实度与密实度，应根据路拱和坡度采用整平机持续进行压路工作。

3.1.2振捣

纵向条状集束排列钢纤维，可以加强混凝土边缘的密度。采用机械振捣钢纤维混凝土，可以增加其强度与密实度，有效保障钢纤维混凝土路面的强度与抗裂性。在机械振捣过程中，应按照一定顺序和频率进行振捣，不能出现过振、漏振等问题，而且钢纤维严禁出现空洞、沟槽等现象。

3.1.3整形

钢纤维混凝土的特点主要有纤维分布不规则、含砂率大、粗骨料稀等，为免钢纤维外露，应采用机械进行抹平整形[3]。与此同时，采用压纹机压纹技术，可以避免或减少拉毛与拆模后出现的钢纤维外漏、外露现象。

3.1.4施工注意事项

钢纤维混凝土施工注意事项主要有：（1）加快施工进度或适当增加水分，可使钢纤维混凝土延迟凝结、硬化。（2）摊铺或浇筑过程中，必须经过科学计算，才能增加掺和物，如水、外加剂等。（3）为免影响钢纤维混凝土强度，运输和摊铺时间必须在规范要求范围内。（4）摊铺过程中，对混凝土温度进行实时监测，若温度过高，应及时采取有效的降温措施。

3.2桥梁施工中钢纤维混凝土施工技术

3.2.1桥面铺装

在桥面铺装钢纤维混凝土，可提高桥面耐久性、抗裂性与舒适性，增强桥梁刚度与抗折强度，并减少铺装厚度，使结构自重降低，很好的改善桥梁受力状况。此外，还能有效提高桥面抗冲击力，加强混凝土结构和伸缩缝间的连接强度，减少桥面出现坑槽、剥落、裂缝等情况，有效延迟桥梁损坏速度。

3.2.2桥墩结构局部加固

在长期动载作用下，若桥墩、桥面板出现裂缝、表层剥落等问题，为满足桥梁结构抗震性与整体性要求，可采用转子型喷射机向出现问题的部位喷射5cm～20cm钢纤维混凝土。桥墩结构局部加固方式为：（1）采用10%掺量的剪切钢纤维；（2）喷砂或凿毛旧混凝土表面，加强新旧混凝土整体密实性、牢固性；（3）为提高早期抗裂性能，适当采用硫铝酸盐快硬水泥、TS型速凝剂。

3.2.3桥梁上部承载部位

采用钢纤维混凝土加强桥梁上部应力集中的部位，可有效改善桥梁结构受力性能，控制结构变形的同时降低结构自重，使桥梁结构逐渐呈现轻型化、大跨度发展趋势[4]。在桥梁上部结构采用钢纤维混凝土，可以提高结构承载力与抗变形性能，而且能减少上部结构材料用量与下部墩台数量，进而有效降低施工造价，提高经济效益。

4.小结

总之，在社会经济发展的推动下，城市经济快速发展，交通路桥建设步伐也随之日益加快，而随着路桥建设施工技术的的不断改进，建设施工材料要求也越来越高。目前，钢纤维混凝土广泛应用于路桥施工中，不仅能加强路桥承载能力，还能延长路桥使用寿命，有效提高经济效益和社会效益。钢纤维混凝土抗拉、抗裂、抗冲击等性能，在路桥面铺装，可充分发挥其优越性能，确保道路路面、桥梁结构使用状态良好，在一定程度上满足人们对交通设施的需求。

参考文献

[1]梁旭东.钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用[J].中国新技术新产品，2010（14）：94-95.

[2]舒畅.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用分析[J].科技资讯，2010（28）：101.

[3]温昌鑫.分析钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用[J].广东科技，2012，21（07）：99-100.

[4]陈天山.基于路桥施工中钢纤维混凝土施工技术的分析[J].建材与装饰，2013（26）：250-251.