交通工程中钢纤维混凝土技术的应用

2017年第9期（3月 下）

交通工程中钢纤维混凝土技术的应用

董建峰

（廊坊市公路工程质量监督处，河北 廊坊 065000）

摘要：阐述钢纤维混凝土的使用特点，对施工工程中的应用和使用时要注意的要点等方面进行分析，总结了钢纤维混凝土独特的优势和使用的正确方法，有利于发挥其优势，进而促进建筑行业的发展。关键词：钢纤维混凝土；路面稳定；边坡处理中图分类号：U415

文献标识码：B

0 引言

改革开放后，工业和城市建设都得到了长足发展，道路交通和设施不断完善。不管是在大型还是小型项目中，施工工艺都朝着更高、更安全的方向发展。与此同时，施工所用的材料也在不断更新。在以往的道路桥梁施工中常常使用钢筋混凝土，为了达到承载标准需要耗费大量材料，同时会给环境带来较大破坏。在不断地实践中，人们尝试着向钢筋混凝土里添加一些钢纤维，使建筑的承载能力得到极大改善，还能有效地把水泥对环境的污染降到最低，在保护环境的同时极大地降低材料成本。所以，钢纤维混凝土材料在道路、桥梁和一些大型的市政基础建设中得到了广泛应用。

高材料的抗剪能力，也能够使材料有更好的抗变形能力。与以前的材料相比，钢纤维混凝土弹性模量的优势突出，同时收缩率比较低。在道路和桥梁投入使用时，一旦环境温度过高或过低，结构物可能会出现裂缝或者失稳现象，将它们的材料改为钢纤维混凝土材料后，结构物就有了更好的抗极端温度的能力，减少了极端温度环境下桥梁不稳定带来的安全隐患[2]。

2 钢纤维混凝土工程中的应用

钢纤维混凝土在各个方面都明显优于传统的钢筋混凝土，因此常常被用于各种各样的工程中。例如常见的交通设施和建筑物的施工。如果在桥梁建设中选择使用钢纤维混凝土材料，能够减轻30%的桥梁铺装层的重量，还能够有效减少由于施工造成的裂缝。如果在道路施工中使用钢纤维混凝土材料，道路路面会很平整，不再需要打磨。而且能够使车辆在行驶过程中保持平稳，与此同时，路面也会比较持久，不易损坏。通过施工中总结出的经验得知，一般的混凝土材料在浇筑过后需要28d养护才能投入使用，并且在路面的使用过程中必须保证路面温度不能过高或过低，因此需要耗费人力物力设法隔绝热量，从而保持路面温度。在不同结构物的施工中，出于对经济成本和建筑质量的考虑，常常使用钢纤维混凝土材料。2.1 在道路中的应用

在常见的道路建筑中，路面一般包含3个层级。施工时先将普通混凝土铺在最下面一层，然后在中层铺上钢纤维混凝土，上层铺设钢纤维混凝土，上层厚度一般为30%，这样能够使路面整体性较好，不易受到侵害。这样的3层铺设法最节省资源，节约成本，在实际操作中与其花费大量的人力物力，不如从上到下都使用钢纤维混凝土材料。为了确保道路平整，需要用压路机碾压路面。在对道路桥梁路基进行施工时，一般会采用隔离保护层并将其中间设置为双向，以此使混凝土层和钢纤维较好地黏合在一起，

1 钢纤维混凝土的使用特点

钢纤维材料可以分成抗剪纤维、抗压纤维和环切纤维3种，其差异在于制作过程不同。这3种材料在性质上的主要差异就是拥有不同程度的抵抗外力损伤的作用，然而这3种不同的钢纤维所能承载的物体重量相差不多。在抵抗压力方面，钢纤维混凝土有极大优势，另外还在抗拉强度上有显著优势。钢纤维混凝土的抗压强度是普通混凝土抗压强度的6倍左右，抗拉强度则是普通混凝土抗拉强度的4倍左右。通过对钢纤维混凝土的使用原理进行研究，发现钢纤维对混凝土的控制主要表现在竖向裂缝上。在钢纤维混凝土材料受到拉力发生弯曲时，受力的一侧主要由钢纤维承担，只有当钢纤维无法再承担时，混凝土才会承受力的作用，这无疑对材料的承受能力起到了极大的改善作用。因此，对传统的钢筋混凝土来说，钢纤维混凝土在极大程度上改善了材料的强度，同时有效地减少了对环境的污染。

钢纤维混凝土的制作过程是将钢纤维均匀地掺在混凝土构件里，再通过硬化使两者混合，使它们一同承担作用力。如果有0.4%～0.6%的钢纤维掺入混凝土，能够极大提

[1]

收稿日期：2016-11-20

作者简介：董建峰（1982—），男，助理工程师，主要研究方向为公路工程施工管理。

134层间的空隙还能用来缓冲受力。有的路面原有土质比较疏松，对外力的抵抗作用就相应较低，这时在选取材料时就可以适当提高钢纤维的比例。在桥面的建造过程中，钢纤维混凝土具有很大优势，能够提高桥梁的强度，使桥梁更加稳固，同时能够使行走在桥上的行人安全舒适。另外，对钢纤维材料的使用还能够使桥的重量大大减少，从而使桥梁结构更加坚实。实际施工时也会采用钢纤维混凝土和沥青混凝土结合铺设的方法。把钢纤维混凝土应用在道路桥梁建造中时，常常采用上下同时使用的模式。这样一来，能够在保护环境的同时节省资源和资金，提高建筑物的建造水平。2.2 在隧道中的应用

在道路桥梁需要经过隧道的情况下，要考虑到隧道中各个地方是否足够稳定，隧道内是否存在安全隐患。为了让建筑物安全可靠，隧道里应该使用相对较好的钢纤维混凝土材料，提高钢纤维的比例。除此以外，隧道施工与普通公路和桥梁施工的方法有很大不同，隧道施工时要注意路面的防水工作，因为隧道中的水会带来安全隐患。当遇到不良施工路段时，任何类型的混凝土都能够使道路更加牢固，但是为了道路能够保持稳定，延长寿命，行人能够安全行驶，常常使用钢纤维混凝土。2.2 在桩基中的应用

在桩顶或桩尖的施工过程中，如果使用钢纤维混凝土材料能够起到局部增强的作用，还能极大提高桩的穿透力，从而不再需要对桩基进行不断打压[3]

。通常情况下，钢纤维混凝土材料被用在多个结构中，可以从不同角度发挥作用。一般情况下桩身部分还是采用预应力或非预应力钢筋混凝土，自然桩则全部使用钢纤维混凝土，以有效提高性价比。

3 钢纤维混凝土施工要点

钢纤维混凝土被用于各种不同工程的施工中，有许多不同的施工方法，总体分成3大类：浇筑钢纤维混凝土施工、喷射钢纤维混凝土施工和灌浆钢纤维混凝土施工。不管使用哪一种方法，第一步都要做到选用的钢纤维混凝土材料质量较好，这样才能保证施工质量。另外还要有好的施工技术，施工人员要能够均匀铺设钢纤维，在钢纤维混凝土施工过程中是一个关键环节。3.1 分散机操作要点

在桥梁施工过程中常常出现钢纤维结团的现象，因此在施工过程中要做到充分利用分散机分散投进去的钢纤维，此后再对钢纤维混凝土进行搅拌。分散机的功率一般要控制在0.75～1.0kW，分散力则控制在20～60kg/min，这样的条件有利于最大程度地分散钢纤维。3.2 投料要点

钢纤维混凝土材料的投入要按一定的顺序，除此以外还要掌握好对钢纤维混凝土材料的搅拌时间，只有这样才能够有效防止钢纤维结团。另外，在进行一般道路施工

交通世界TRANSPOWORLD时，需要让钢纤维混凝土材料按照一定的步骤进行搅拌。一般情况下是先干料搅拌再湿料搅拌。投入顺序是砂、钢纤维、碎石、水泥，将这些投入的材料先用搅拌机干拌1min，然后注入水和外加剂湿拌2min。3.3 工艺选择要点

钢纤维混凝土有很多优于其他材料的特点，例如粗骨料细、砂率大、纤维乱向分布，这些特点决定了钢纤维混凝土制成的道路适合使用真空吸水工艺以及机械抹平来防止钢纤维的外露[4]。3.4 钢纤维种类选择要点

在建筑中，任一种类的钢纤维混凝土各个成分所占比例一般情况下是固定的。这些比例是相关专家经过不断地试验和研究得出的。在使用钢纤维混凝土进行施工时，首要步骤是选择与建造过程中用到的其他材料相互配合的钢纤维混凝土，而且钢纤维至少要能够承受600MPa的压强。除此以外，钢纤维与混凝土的配制也有一定的规律。钢纤维在整个材料中所占比例的最佳值是0.7%～2.5%。为了能够让钢纤维混凝土比较适合相应的建筑要求，应该注意钢纤维的最小直径等一系列相关指标。一般情况下，使用粒径相对比较小的主骨料使钢纤维能够与基体牢固结合，最大粒径为10～20mm。另外，还可以使用减水剂或其他外掺剂起到改善混合料、减少水泥用量和降低成本的作用。

4 结语

我国经济高速发展，建筑物的建筑要求也在提高，这在一定程度上推动了各种施工技术的发展。例如材料使用方法的发展，即不同材料所占的比例，材料的加工方式的改变。与此同时，施工过程中用到的材料在不断改进。施工过程中常常使用钢纤维混凝土材料，相比于一般混凝土，它具有更多优势。钢纤维混凝土材料的优势从根源来看是由其物理性质决定的，这种材料是对传统混凝土的改造。除了能够抵抗更大的压力，还能够节省材料和成本，提高建筑物的安全指数。在使用这种材料的同时应该不断从实践中总结经验并创新，不断提高建筑物质量，保障人们的生活质量。

参考文献：

[1] 高丹盈，程红强，冯虎. 钢纤维混凝土与老混凝土粘结

面渗透性能[J]. 水力发电学报，2009，28（1）：152-158.

[2] 陈乃龙. 浅析钢纤维混凝土施工技术在公路桥梁工程中

的应用[J]. 建材与装饰·市场营销，2010（2）：181-182.[3] 徐平. 钢纤维聚合物混凝土机床基础件静动态力学性能

及损伤机理研究[J]. 辽宁工程技术大学学报，2006.[4] 范小春. 层布式钢纤维混凝土基木性能与应用研究[J]. 武

汉理工大学学报，2008.

（编辑：赵艳）

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