鋼纖維混凝土技術應用于市政路橋施工的研究

林銳刁

摘 要：隨著社會的高速發展和經濟的不斷飛躍，市政路橋的施工范圍和數量越來越多，但隨之而來的施工質量問題也成為不得不關注的問題。由于市政道路橋梁建筑的使用年限較長以及承受載荷較大，普通的混凝土功能明顯不足，很有可能會造成橋榻路陷等狀況。因此，文章針對鋼纖維混凝土的性能、主要影響因素以及其在市政路橋施工中的應用做了詳細闡述。

關鍵詞：市政路橋施工；鋼纖維混凝土；性能；主要影響因素；應用

前言

我們知道，普通的混凝土的材料構成只是簡單的砂石、石子、水泥和水，用這些材料簡單的摻合，并進行攪拌操作而形成的，這些物料均屬于脆性材料，因而，普通混凝土材料的抗拉能力相對來講是偏低的。在混凝土承受拉力或者彎力的情況下，抗拉性能較弱的地方可能會形成一定的縫隙，且溫度的變化也容易引起一定的形變。鋼纖維混凝土之所以強度得到提升，是因為在其中加入了鍛鋼纖維，相比于普通混凝土，鋼纖維混凝土的各種性能都要更加優良，在橋梁以及其他形式的施工過程當中，能夠很好地起到減少跳車現象以及降低縫隙出現的作用。另外，對于普通的混凝土橋梁來講，在承載能力相同的情況下，鋼纖維混凝土橋梁的厚度是普通混凝土橋梁厚度的一半，且橋面能夠使用的更久，總體來講，鋼纖維混凝土橋梁更加經濟。

1 鋼纖維混凝土的優良性能

1.1 強度性能優良

鋼纖維混凝土的主要構成是鋼纖維和傳統混凝土，鋼纖維在混凝土中的分布是呈現不規則分布的，這樣的分布對于改善鋼纖維混凝土的強度性能有一定的作用，如抗壓、抗拉、抗彎、抗沖擊性能等。通過對鋼纖維混凝土在路橋施工中的應用的實驗研究和分析，最終得到：若想達到提高50%～150%抗彎與40%～50%單軸抗拉的極限強度的目的，可以采用在混凝土中適當加入鋼纖維的方法實現；若混凝土的各組分中鋼纖維所占的的比例為0.8%～2.0%，那么該鋼釬維混凝土的抗沖擊強度可達到普通混凝土的50～100倍。

但其實，在鋼纖維混凝土中，鋼纖維的消耗量并不大，一般都處于一個較低的水平，所占的比例約為0.8%～2.0%，另外，鋼釬維混凝土的優良性質并不來自鋼纖維本身，因為其本身并不能有效提高混凝土抗壓強度，但一旦在混凝土中加入一定量的鋼纖維后，鋼纖維混凝土的整體抗壓破壞形式將有可能出現顯著的變化，雖然在受到破壞后仍然會碎，但并不會出現散落的現象，從這個角度來看，混凝土結構的抗壓性能明顯得到了改善。

1.2 韌性性能優良

傳統混凝土的開裂荷載與極限荷載并沒有顯著不同，但對于鋼纖維混凝土來講，即使其出現開裂荷載，其荷載仍然能夠保持增長趨勢。從某個角度來看，鋼纖維混凝土的開裂荷載、極限荷載與韌性都會隨著體積增大而增大，這種說法雖不嚴密，但卻有一定的道理。另外，通過對鋼纖維混凝土的剪切性能進行直接剪切試驗檢驗，分析試驗數據我們可以得到：若鋼纖維混凝土的基體錯動移位，鋼纖維混凝土的承載強度仍然保持在良好的水平，一般為400～800 MPa。

1.3 環境適應性能優良

鋼纖維的伸縮能力比較強，受溫度的影響較為明顯，因此，鋼纖維混凝土能夠對由于溫度應力導致的路橋橋面裂縫和擴張情況起到很好的抑制作用，由此得到，鋼纖維混凝土具有較強的抗凍、耐磨性能。

1.4 可對混凝土變形性能起到一定的改善

在混凝土中加入一定量的鋼纖維，可以在很大程度上對混凝土的長期收縮變形性能起到改善作用，且能使得混凝土抗拉彈性模量得到顯著提高。

2 影響鋼纖維混凝土性能的主要因素

鋼纖維混凝土力學性質的影響因素有很多種，但纖維的類型和摻入量、鋼纖維的長徑比以及粗骨料和減水劑等起到決定性作用。

2.1 鋼纖維長徑比

從表1可以看出，若鋼纖維的摻入量保持不變時，鋼纖維混凝土的強度與鋼纖維長徑比成正比關系，會隨著鋼纖維長徑比的增大而增加。

2.2 鋼纖維摻入量

隨著鋼纖維的摻量改變，相應的鋼纖維混凝土強度有明顯變化。鋼纖維混凝土的脫落度與纖維摻入量成反比關系，隨著鋼纖維摻入量的增加，其脫落度會出現變小的趨勢。當鋼纖維的摻入量≤0.5%時，效果并不明顯。當鋼纖維長度為3cm，直徑為0.08cm時，鋼纖維摻入量為3%時，混凝土的性能較佳。

3 鋼纖維混凝土應用在路橋施工中的必然性

由于鋼纖維混凝土的種種優良特性，若將其應用于路橋施工的建設中，將會在很大程度上提高路橋工程的整體質量。例如，在處于北方嚴寒地區的路橋工程施工中，若使用普通的混凝土，則必定承受不住長期的嚴寒冰凍，最終導致開裂，嚴重時還有可能導致公路出現嚴重的裂縫現象，最終沒辦法繼續使用。若將材料換為鋼纖維混凝土，由于其抗凍能力相當優良，可以耐受住嚴寒冰凍從而保證路面不開裂，極大程度的使道路的穩定性得到提高，保證了交通的暢通無阻。

此外，鋼纖維混凝土所具有的卓越的耐磨性、抗壓、抗拉、抗彎、抗剪、抗疲勞、抗沖擊、高強度等優良性能是遠遠優于普通混凝土的，從而從根本上使得傳統路橋施工中使用普通混凝土所出現的諸多問題得到了解決。

4 鋼纖維混凝土的應用介紹

在目前的道路路面項目中，施工方一般會選用鋼纖維混凝土，究其原因，主要是鋼纖維混凝土的使用可以使得水平方向以及垂直方向的縫隙得到降低，使得鋪設厚度得到減少，且耐磨性增強。所以，在在建筑道路路面時，混凝土中含有0.7%到1.2%的鋼纖維，鋪設的地面厚度能夠是普通路面厚度的二分之一。

在橋梁建筑方面，鋼纖維混凝土的使用位置一般相對固定，通常情況下會集中使用在橋面建筑、橋梁負荷、穩固橋梁墩臺與土樁等位置。在橋面建筑中，鋼纖維混凝土的使用可以在多方面改善施工質量，主要表現在可以完善橋面在抵抗縫隙以及持久使用方面的能力，鋼釬維混凝土的使用也可以在很大程度上提升橋梁的強度以及剛度。

5 鋼纖維混凝土施工技術在市政路橋施工中的應用分析

在市政路橋施工過程中，施工質量是必須嚴格控制的，因此，首先應對原材料的質量進行控制，使其符合標準，混凝土材料主要是砂石和水泥，其中，確保混凝土剛度的重要原材料是水泥，因此在施工前應選擇質量達標的水泥材料，仔細檢查水泥的出廠合格證、使用期限、型號、質量證明等相關內容，從而確保水泥質量達到施工要求。其次應嚴格控制材料的配合比，主要包括水灰比以及塌落度的配比，避免工程過程中出現泌水情況，塌落度應控制在80-90mm之間。

6 結束語

在市政路橋工程的施工過程中，由于普通混凝土自身特性在使用過程中極易出現各種不同的缺陷，從而導致相應的質量問題以及安全隱患，而作為一種性能優良的新型復合材料，鋼纖維混凝土在一定程度上很好的解決了現在存在的一些問題。我們有理由相信，隨著時代的發展和科技的進步，混凝土材料科學將取得長足的發展，未來將會更好地服務于我們的生產與生活。

參考文獻

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