淺議鋼纖維混凝土性能極其應用

【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良的性能，在普通混凝土的基礎上有很大的改善，本文主要通過對鋼釬混凝土性能的了解，探討了其在建筑工程中的應用效果以及一些控制要點。

【關鍵詞】 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部微裂縫的擴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，發揮了其在各項工程中的作用。

一、鋼纖維的品種和特性

鋼纖維混凝土性能最重要的一個因素就是鋼纖維與基體的粘結性能是否良好。高強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內已有工程經驗，所以將其列入規程。剪切直型、微扭型和波紋型，其優點是它的生產工藝簡單而成本相對較低，并由于表面不規則而有利于與基體粘結，故規程中仍保留。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，則鋼纖維不宜太長摻量也不宜太高；而對那些對韌性有較高要求的，則可以鋼纖維宜長些，摻量也高些。

有一點是要特別注意的：鋼纖維的長度應該能夠和基體混凝土所用骨料的粒徑相匹配，鋼纖維的長度應不小于骨料粒徑的1.5倍。骨料粒徑最好不要超過20mm，如果粒徑大于20mm 時應通過專門試驗確定鋼纖維的品種、尺寸和摻量。下表給出的是參考范圍，具體的應通過設計計算和纖維混凝土試驗確定。（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度提高50%-80%，而且抗彎強度和抗剪強度分別提高60%-110%和50%-100%，相對來講抗壓強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、抗壓強度大

由于鋼纖維混凝土比普通混凝土的抗剪強度、劈拉強度、抗彎強度有很大的提高，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， 縮縫的間距就就會加大到30m 左右，這樣就大大減少了維修費用，另外還在很大程度上減輕了車輛通過縮縫時產生的振動。

5. 延長路面使用壽命

鋼纖維混凝土在道路路面的使用中，表現出很強的抗裂能力和變形能力，且有很好的抗凍融性能。以上優點都有利于延長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用

1.路面修補

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行局部的修補。在澆筑鋼纖維混凝土之前，應把破損或斷裂的舊混凝土板塊鑿除掉，并對局部的板底基層做適當的補強處理。

2.支護工程

由于鋼纖維混凝有良好的抗拉強度、抗彎強度、抗剪強度，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性和整體性，基于這些優點可以將其用于隧洞支護和山體護坡等工程中。

3.處于腐蝕環境中的構件

鋼纖維混凝土的一個主要優點就是抗腐蝕性比較強，所以可以把鋼纖混凝土使用在易腐蝕的環境中，例如：把它用作輸水管道的防蝕層或結構層，能有效降低輸水管道被腐蝕的時間利于延長管道的使用。

4.應力復雜部位

鋼纖維在混凝土中像各個方向的不均勻分布，使得其沿各個方向都有很強的韌性，除此之外鋼纖維在混凝土中的分布使其容易澆筑成型，這一優勢要比鋼筋更能適應一些復雜的結構形式。

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裂縫，從而增強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了使用的時間。

五、施工控制要點

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

1.設置鋼纖維分散裝置

如果將鋼纖維直接一次性的投入到攪拌機中，則非常容易出現結團現象，所以需要在攪拌機上安裝振動式鋼纖維分散機（功率1kW，分散能力40kg/min），能有效避免鋼纖維結團。當然這種也存在一定的弊端，就是會增加攪拌的時間，從而降低生產效率。

2.攪拌投料的順序和時間

攪拌投料的順序和時間都要嚴格按程序就行，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行，首先干拌1-2分鐘，然后再濕拌2-3分鐘，整體的攪拌時間控制在6分鐘之內不易過長，另外每次的攪拌量應保持在攪拌機容量的1/3 以下。

3.攤鋪與振搗

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

4.抹面、壓紋

首先應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進行壓紋l-2mm，壓紋方向應沿路線橫斷面；其次在鋼纖維混凝土強度達到設計強度的50%時，用切割機進行切縫，切縫的深度為3cm，并和舊縫要對齊，并保持施工縫和脹縫或縮縫設計位置完全吻合。

結束語

總之，鋼纖維混凝土越來越廣泛的應用在路面、橋面和機場跑道等工程中，也日益得到了社會的好評和認可，這主要源于它有很好的抗彎強度、抗沖擊性、抗開裂性能等等，而更重要的是運用鋼纖維混凝土比用普通的混凝土早期強度高，實現了提前通車的目的，可以說鋼纖混凝土的廣泛應用取得了豐厚的經濟效益和社會效益。

參考文獻

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