论文部分内容阅读
摘要：近年来，随着城市化建设的加快，基础设施的建设日益倍受重视。作为重要的交通建筑，道路桥梁工程对建筑材料的要求日益增高。钢纤维混凝土以其性质的优越性、便于操作性、实用性在路桥工程的应用将越来越广泛。本文详细介绍了钢纤维和钢纤维混凝土的性能，并探讨了道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用，以供大家交流探讨。
关键词：道路桥梁施工；钢纤维混凝土技术
引 言：国家经济的快速发展促进了城市建设进程与交通事业发展的加快，高等级公路及桥梁建设步伐也日益加快，此时，对建筑材料性能方面的要求也越来越严格。作为一种创新型优质的水泥复合材料，钢纤维混凝土凭借其优越的性能以及价格相对低廉、施工简便等优点而被广泛应用于房屋建筑、道路路面以及桥梁结构等工程领域。而且，其优越的性能已经在路桥建设工程中发挥着重要的作用。
钢纤维混凝土是一种优质的新型复合材料，伴随着钢纤维不断完善的基础理论和不断进步的生产技术。钢纤维混凝土能够拓宽在路桥工程的应用。在路桥施工过程中，采用复合路面结构能够充分发挥钢纤维混凝土路用性能和降低工程造价，重视钢纤维混凝土的施工技术是保证路桥工程质量的重要途径。
1 钢纤维和钢纤维混凝土的性能概述
1.1 钢纤维基本分类
钢纤维按其制造方式分为剪切钢纤维、切断钢纤维、熔抽钢纤维和切削钢纤维四种。
（1）剪切钢纤维由剪切冷轧薄板制得，厚0.2～0.5mm，宽0.25～0.9mm，抗拉强度为450～800MPa，与水泥砂浆的粘结性比切断钢纤维好。
（2）切断钢纤维抗拉强度高，但与水泥沙浆的界面粘结性较差。对钢纤维表面进行变形处理，制成表面有刻痕的、末端带钩的、波纹形的钢纤维，或者圆截面与扁平截面交替的呈规律性变化的钢纤维可以改善其力学性能。当用废钢丝绳切断而成时，必须进行除油污和除锈处理。
（3）熔抽钢纤维由熔融的钢水甩制而成，纤维强度因熔钢成分与热处理条件而异，表面不规则且有一层强度很低的氧化层。氧化层的存在降低了钢纤维与混凝土的粘结强度。
（4）切削钢纤维由旋转的铣刀切削软钢锭或厚钢板制得，强度比原材料有较大提高，截面呈三角形，与水泥混凝土的粘结较好。
钢纤维的弹性模量与抗拉强度都比较高，大约为水泥基材的5倍以上。同时钢纤维也可以制成各种变截面形状，以增加与水泥基材之间的握裹力。
1.2 钢纤维增强混凝土强度的原理
钢纤维在混凝土中的主要作用，在于限制外力作用下基体中裂缝的扩展。在受荷（拉、弯）初期，水泥基料与钢纤维共同承受外力，而前者是外力的主要承受者：当基料发生开裂后，横跨裂缝的钢纤维成为外力的主要承受者。若钢纤维体积掺量超过某一临界值，整个复合材料可继续承受较高的荷载，并产生较大的变形，直到钢纤维被拉断或钢纤维从基料中被拨出，以至复合材料破坏。
2 钢纤维混凝土施工技术
钢纤维混凝土的施工，按其施工方法来分有浇注钢纤维混凝土、喷射钢纤维混凝土和灌浆钢纤维混凝土。钢纤维混凝土道桥工程质量的优劣，在很大程度上取决于施工质量。因此，在钢纤维混凝土施工时，除了满足普通混凝土的施工要求外，还应特别重视钢纤维给施工带来的技术问题，确保钢纤维均匀分布在基体中。
2.1 设置钢纤维分散装置
由于钢纤维一次性直接投入搅拌机易出现结团现象，为使钢纤维充分分散，宜将钢纤维通过分散机再进入搅拌机。分散机功率宜为0.75～1.0kW，分散力宜为20～60kg/min。钢纤维应事先与细骨料定量拌合均匀或选择直径较粗、材质较好的纤维，并在料斗入口处设置振动筛。
2.2 搅拌投料顺序和搅拌时间
为防止钢纤维结团，需采取分级投料，先干后湿工艺。即按砂一钢纤维一碎石一水泥。混和料先在搅拌机内干拌1min，然后加水和外加剂湿拌2min。
2.3 采用强制式搅拌机
钢纤维混凝土搅拌机，一般最好使用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。当纤维掺量较高和坍落度较小时，为不使搅拌机超负荷工作，搅拌机的利用率相应有所降低。
2.4 浇注和振捣
钢纤维混凝土在浇注时，不得有明显的浇注接头。每次倒料必须相压15～20cm，使钢纤维混凝土保持整体连续性。同时，钢纤维混凝土的浇注必须连续进行。因使用插入式振动棒插入钢纤维混凝土进行振捣，会使钢纤维朝振动着的振动棒聚集，产生集束效应，为确保钢纤维的二维分布，宜使用平板振动器振捣成型。当采用振捣棒时，为保证边角混凝土密实，应使钢纤维纵向条状集束排列有利于抵抗板体收缩应力、温度应力及荷载的传递。振捣好的混凝土表面应抹平，将外露的钢纤维压入混凝土中，以防止露出表面的纤维锈蚀或刺人。
2.5 成型
钢纤维混凝土具有粗骨料细、砂率大、纤维乱向分布的特点，因此钢纤维混凝土路面宜采用真空吸水工艺，机械抹平以防止钢纤维外露。采用压纹机压纹工艺以避免拉毛产生纤维外露现象。拆模后对纤维外露或漏振时，应及时处理。
2.6 接缝施工
钢纤维混凝土的收缩性小、抗裂性能好。有条件封闭交通的施工路段，采用混凝土摊铺机可做成整幅式，不设纵缝。钢纤维浇筑养生达设计强度50%后切锯缩缝。
2.7 运输
钢纤维混凝土在运输过程中，坍落度和含气量都会有损失，拌和物稠度下降。由于在运输时受到振动使钢纤维下沉，影响了钢纤维混凝土的均匀性。因此钢纤维混凝土的运输距离应尽量缩短，料斗出口尺寸要大一些。有条件时也可以采用泵送。
3 道路桥梁施工中钢纤维混凝土的实际应用
以某工程为例，在该道路桥梁建设工程中，钢纤维混凝土技术得到充分的应用。
3.1 施工步骤 该道路桥梁建设中应用钢纤维混凝土技术主要作为桥面铺设、桥墩架构、桥桩加固这三方面。从该项目的项目规划、项目预算以及工期安排等客观因素出发。
3.2 施工细节及要求
（1）清理方面。路桥桥面铺设钢纤维混凝土时要求做到清除表面浮浆混凝土，并将梁顶面彻底凿毛，最后用活水湿润，这样操作主要是为了确保铺装层与桥面板的连接牢固。
（2）铺设钢筋。构造钢筋先须按照设计要求绑扎，准确定位并固定牢固，不能出现钢筋漏绑、数量不对、钢筋弯折、断面等情况
（3）模板安装。根据大桥的设计要求，对模板的平面为止和高度做精确测量并预留合理空间防止出现爆浆的情况，模板支立稳固，要求接头处紧密平顺。
（4）钢纤维混凝土搅拌。按照分级式下料、分散式下料、强制振动式下料相结合的下料方式，通过强制型搅拌机进行充分搅拌每一级物料，防止出现钢纤维结团。本项目搅拌时先将粗骨料、钢纤维、水泥干拌2min，再加水湿拌5min，确保了钢纤维混凝土的质量。
（5）铺筑。本项目在进行混凝土铺筑时，先将拌和料从搅拌机卸出到浇筑完毕60min 内，及时剔除结团的钢纤维，然后采用平板振捣器和振动梁振捣，然后将钢纤维混凝土均匀摊铺在桥面上，最后用刮尺刮平收浆抹面。
（6）表面拉毛。钢纤维混凝土桥面浇筑完毕后，便对桥面进行收浆和拉毛处理，以确保桥面的平整密实且粗糙度符合二层铺设的要求。
（7）切缝。本项目在切缝处理环节，根据设计要求对每个墩顶都设置了一道横向切缝，以确保桥面的拉伸强度和抗冲压力强度符合预计算值。
（8）养护。根据设计要求，自钢纤维混凝土浇筑完毕，本项目的养护时间为10d，主要采用塑料薄膜覆盖的方式保证桥面湿度适宜，不出现裂缝，路桥的养护工作有专人进行，养护的时间和方式也有明确要求。
该道路桥梁采用钢纤维混凝土技术进行建筑施工，实践证明了该技术比传统的混凝土技术具有非常明显的优势，不但保证了路桥的质量，缩短了工程的工期，同时也大大降低了路桥建设和后期维护的费用。
4 结束语
综上所述，钢纤维混凝土是一种新型的优质水泥基复合材料，可以实现按照使用要求设计材料的目的。在实际施工中，要根据其性能，根据路桥的实际情况，采用相对应的处理技术，使钢纤维混凝土，在实际使用中最大限度地发挥其作用。
参考文献：
[1] 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）.
[2] 杨柳青. 浅议路桥施工过程中混凝土原材料的质量控制[J]. 科技信息，2009，（23）.
[3] 赵华锋.浅析钢纤维混凝土技术在桥梁施工方面的应用[J].中小企业管理与科技，2011，（34）.
关键词：道路桥梁施工；钢纤维混凝土技术
引 言：国家经济的快速发展促进了城市建设进程与交通事业发展的加快，高等级公路及桥梁建设步伐也日益加快，此时，对建筑材料性能方面的要求也越来越严格。作为一种创新型优质的水泥复合材料，钢纤维混凝土凭借其优越的性能以及价格相对低廉、施工简便等优点而被广泛应用于房屋建筑、道路路面以及桥梁结构等工程领域。而且，其优越的性能已经在路桥建设工程中发挥着重要的作用。
钢纤维混凝土是一种优质的新型复合材料，伴随着钢纤维不断完善的基础理论和不断进步的生产技术。钢纤维混凝土能够拓宽在路桥工程的应用。在路桥施工过程中，采用复合路面结构能够充分发挥钢纤维混凝土路用性能和降低工程造价，重视钢纤维混凝土的施工技术是保证路桥工程质量的重要途径。
1 钢纤维和钢纤维混凝土的性能概述
1.1 钢纤维基本分类
钢纤维按其制造方式分为剪切钢纤维、切断钢纤维、熔抽钢纤维和切削钢纤维四种。
（1）剪切钢纤维由剪切冷轧薄板制得，厚0.2～0.5mm，宽0.25～0.9mm，抗拉强度为450～800MPa，与水泥砂浆的粘结性比切断钢纤维好。
（2）切断钢纤维抗拉强度高，但与水泥沙浆的界面粘结性较差。对钢纤维表面进行变形处理，制成表面有刻痕的、末端带钩的、波纹形的钢纤维，或者圆截面与扁平截面交替的呈规律性变化的钢纤维可以改善其力学性能。当用废钢丝绳切断而成时，必须进行除油污和除锈处理。
（3）熔抽钢纤维由熔融的钢水甩制而成，纤维强度因熔钢成分与热处理条件而异，表面不规则且有一层强度很低的氧化层。氧化层的存在降低了钢纤维与混凝土的粘结强度。
（4）切削钢纤维由旋转的铣刀切削软钢锭或厚钢板制得，强度比原材料有较大提高，截面呈三角形，与水泥混凝土的粘结较好。
钢纤维的弹性模量与抗拉强度都比较高，大约为水泥基材的5倍以上。同时钢纤维也可以制成各种变截面形状，以增加与水泥基材之间的握裹力。
1.2 钢纤维增强混凝土强度的原理
钢纤维在混凝土中的主要作用，在于限制外力作用下基体中裂缝的扩展。在受荷（拉、弯）初期，水泥基料与钢纤维共同承受外力，而前者是外力的主要承受者：当基料发生开裂后，横跨裂缝的钢纤维成为外力的主要承受者。若钢纤维体积掺量超过某一临界值，整个复合材料可继续承受较高的荷载，并产生较大的变形，直到钢纤维被拉断或钢纤维从基料中被拨出，以至复合材料破坏。
2 钢纤维混凝土施工技术
钢纤维混凝土的施工，按其施工方法来分有浇注钢纤维混凝土、喷射钢纤维混凝土和灌浆钢纤维混凝土。钢纤维混凝土道桥工程质量的优劣，在很大程度上取决于施工质量。因此，在钢纤维混凝土施工时，除了满足普通混凝土的施工要求外，还应特别重视钢纤维给施工带来的技术问题，确保钢纤维均匀分布在基体中。
2.1 设置钢纤维分散装置
由于钢纤维一次性直接投入搅拌机易出现结团现象，为使钢纤维充分分散，宜将钢纤维通过分散机再进入搅拌机。分散机功率宜为0.75～1.0kW，分散力宜为20～60kg/min。钢纤维应事先与细骨料定量拌合均匀或选择直径较粗、材质较好的纤维，并在料斗入口处设置振动筛。
2.2 搅拌投料顺序和搅拌时间
为防止钢纤维结团，需采取分级投料，先干后湿工艺。即按砂一钢纤维一碎石一水泥。混和料先在搅拌机内干拌1min，然后加水和外加剂湿拌2min。
2.3 采用强制式搅拌机
钢纤维混凝土搅拌机，一般最好使用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。当纤维掺量较高和坍落度较小时，为不使搅拌机超负荷工作，搅拌机的利用率相应有所降低。
2.4 浇注和振捣
钢纤维混凝土在浇注时，不得有明显的浇注接头。每次倒料必须相压15～20cm，使钢纤维混凝土保持整体连续性。同时，钢纤维混凝土的浇注必须连续进行。因使用插入式振动棒插入钢纤维混凝土进行振捣，会使钢纤维朝振动着的振动棒聚集，产生集束效应，为确保钢纤维的二维分布，宜使用平板振动器振捣成型。当采用振捣棒时，为保证边角混凝土密实，应使钢纤维纵向条状集束排列有利于抵抗板体收缩应力、温度应力及荷载的传递。振捣好的混凝土表面应抹平，将外露的钢纤维压入混凝土中，以防止露出表面的纤维锈蚀或刺人。
2.5 成型
钢纤维混凝土具有粗骨料细、砂率大、纤维乱向分布的特点，因此钢纤维混凝土路面宜采用真空吸水工艺，机械抹平以防止钢纤维外露。采用压纹机压纹工艺以避免拉毛产生纤维外露现象。拆模后对纤维外露或漏振时，应及时处理。
2.6 接缝施工
钢纤维混凝土的收缩性小、抗裂性能好。有条件封闭交通的施工路段，采用混凝土摊铺机可做成整幅式，不设纵缝。钢纤维浇筑养生达设计强度50%后切锯缩缝。
2.7 运输
钢纤维混凝土在运输过程中，坍落度和含气量都会有损失，拌和物稠度下降。由于在运输时受到振动使钢纤维下沉，影响了钢纤维混凝土的均匀性。因此钢纤维混凝土的运输距离应尽量缩短，料斗出口尺寸要大一些。有条件时也可以采用泵送。
3 道路桥梁施工中钢纤维混凝土的实际应用
以某工程为例，在该道路桥梁建设工程中，钢纤维混凝土技术得到充分的应用。
3.1 施工步骤 该道路桥梁建设中应用钢纤维混凝土技术主要作为桥面铺设、桥墩架构、桥桩加固这三方面。从该项目的项目规划、项目预算以及工期安排等客观因素出发。
3.2 施工细节及要求
（1）清理方面。路桥桥面铺设钢纤维混凝土时要求做到清除表面浮浆混凝土，并将梁顶面彻底凿毛，最后用活水湿润，这样操作主要是为了确保铺装层与桥面板的连接牢固。
（2）铺设钢筋。构造钢筋先须按照设计要求绑扎，准确定位并固定牢固，不能出现钢筋漏绑、数量不对、钢筋弯折、断面等情况
（3）模板安装。根据大桥的设计要求，对模板的平面为止和高度做精确测量并预留合理空间防止出现爆浆的情况，模板支立稳固，要求接头处紧密平顺。
（4）钢纤维混凝土搅拌。按照分级式下料、分散式下料、强制振动式下料相结合的下料方式，通过强制型搅拌机进行充分搅拌每一级物料，防止出现钢纤维结团。本项目搅拌时先将粗骨料、钢纤维、水泥干拌2min，再加水湿拌5min，确保了钢纤维混凝土的质量。
（5）铺筑。本项目在进行混凝土铺筑时，先将拌和料从搅拌机卸出到浇筑完毕60min 内，及时剔除结团的钢纤维，然后采用平板振捣器和振动梁振捣，然后将钢纤维混凝土均匀摊铺在桥面上，最后用刮尺刮平收浆抹面。
（6）表面拉毛。钢纤维混凝土桥面浇筑完毕后，便对桥面进行收浆和拉毛处理，以确保桥面的平整密实且粗糙度符合二层铺设的要求。
（7）切缝。本项目在切缝处理环节，根据设计要求对每个墩顶都设置了一道横向切缝，以确保桥面的拉伸强度和抗冲压力强度符合预计算值。
（8）养护。根据设计要求，自钢纤维混凝土浇筑完毕，本项目的养护时间为10d，主要采用塑料薄膜覆盖的方式保证桥面湿度适宜，不出现裂缝，路桥的养护工作有专人进行，养护的时间和方式也有明确要求。
该道路桥梁采用钢纤维混凝土技术进行建筑施工，实践证明了该技术比传统的混凝土技术具有非常明显的优势，不但保证了路桥的质量，缩短了工程的工期，同时也大大降低了路桥建设和后期维护的费用。
4 结束语
综上所述，钢纤维混凝土是一种新型的优质水泥基复合材料，可以实现按照使用要求设计材料的目的。在实际施工中，要根据其性能，根据路桥的实际情况，采用相对应的处理技术，使钢纤维混凝土，在实际使用中最大限度地发挥其作用。
参考文献：
[1] 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）.
[2] 杨柳青. 浅议路桥施工过程中混凝土原材料的质量控制[J]. 科技信息，2009，（23）.
[3] 赵华锋.浅析钢纤维混凝土技术在桥梁施工方面的应用[J].中小企业管理与科技，2011，（34）.