钢纤维混凝土路面施工技术研究

祈艳艳

(山西省公路局临汾分局，山西临汾 041000)

0 引言

钢纤维混凝土路面是在混凝土路面的施工中掺入钢纤维材料形成一种能够具有很好的韧性的复合混凝土材料。钢纤维混凝土路面具有抗拉伸、抗开裂、抗冰冻、耐高温，增加路面的使用寿命的优势。

脆性的基体有了钢纤维混凝土的加入成为了更加有韧性的良好的水泥基复合材料。事实上钢纤维混凝土是一种颗粒型材料和纤维型材料混合的复合材料，这样的组合使其具有良好的韧性，能够在实际的公路工程中使路面具有更好的抗冲击性，提高了其抗磨的性能，从而延长了公路的使用寿命，使用这种复合型材料的公路还能够抵抗因为高压或者高温引起的路面裂缝，有效地抑制裂缝向外扩展。而且，钢纤维混凝土不仅能够耐高压高温，还能够耐低温，相对于其他材料来说，其抗低温性能比较好。因此，钢纤维混凝土的这些基本性质与路面建设的要求性质基本是可以达到一致的，而且由于其是复合型材料，还可以根据不同的实际路面情况进行设计施工。综上，钢纤维混凝土在路面的建设和路面的修补工程中的前景不可小觑，应用面会越来越广泛。钢纤维混凝土的使用效果不仅取决于混凝土的合理配比和其本身所具有的性质，更加取决于施工的质量，目前的机械化作业也对钢纤维混凝土的施工质量产生了很大的影响。

1 钢纤维混凝土的施工优点

结合钢纤维混凝土的性质，其路面应用有以下优点:

钢纤维混凝土相对于其他工程材料来说具有重量和强度的比值大的优点，这在一定程度上是有很大的经济价值的，这也是越来越多的施工单位的需要，所以这个特点让它会具有更加广阔的发展空间和应用前景。

由于钢纤维混凝土是纤维型和颗粒型复合材料组成，所以它具有更强的抗拉能力和抗剪、抗弯能力。

钢纤维混凝土在路面施工中的应用使路面的变形性能得到了明显的改善，与素混凝土相比其韧性得到了大大的提高。

由于钢纤维混凝土具有耐高温和耐高压的特点，相应地，就具有抗裂性和抗疲劳性能，因此钢纤维混凝土与素混凝土相比具有更强的阻裂性和更强的软化性。

2 钢纤维、钢纤维混凝土的特性

2.1 钢纤维的基本性能

如按照制造方式划分，钢纤维主要可以分为以下四种:

1)切断钢纤维;2)剪切钢纤维;3)切削钢纤维;4)熔抽钢纤维。

钢纤维虽然有较强的抗拉能力，但是与水泥砂浆界面的粘结性往往不尽如人意。因此要对钢纤维的表面进行一定程度的变形处理，比如在表面制造一些刻痕，或者是波纹形，这些物理改变能够在一定程度上改善钢纤维的力学性能。如果这些钢纤维是用废旧的钢丝绳制成，在剪切和制作过程中务必要进行除锈以及除油污的处理工作。

剪切钢纤维与切断钢纤维相比具有更好的粘结性，因为它主要是由剪切冷轧薄板制成的，厚度能够达到15 mm，宽度能够达到19 mm，因此抗拉强度也比较强，能够达到450 MPa～800 MPa。

切削钢纤维与水泥混凝土的粘结性是比较好的，因为它主要是由旋转的铣刀切削厚钢板、软钢锭而得，整个界面都是呈现三角形，三角形有较好的稳固性，所以强度也得到了很大的提高。

熔抽钢纤维与其他钢纤维有很大的区别，它的强度会根据熔钢成分或者是热处理条件不同而有所不同，因为熔抽钢纤维是由熔融的钢水甩制而成，在制成后的钢纤维表面会有一层氧化层，由于氧化层的强度较低，所以它在一定程度上对混凝土和钢纤维的粘结强度产生了不利的影响。钢纤维与水泥基材不同，它可以根据需要制作成各种不同的变截面，从而增强它们之间的粘结度。

2.2 钢纤维能够增加混凝土的强度

在有外力作用的时候，钢纤维和水泥基体共同承担外力作用，而当裂缝扩展到一定程度的时候，水泥基料已经不再是外力的主要承受者，这时候钢纤维成为外力的主要承受者。如果钢纤维的承受值达到其所能承受能力的最大值，整个复合材料就会发生变形，以至于钢纤维从水泥基料中拔出。

2.3 钢纤维混凝土的基本性能

钢纤维混凝土是普通的混凝土的升级，在普通的混凝土中放入一定量的钢纤维，硬化之后就得到钢纤维混凝土，与普通的混凝土相比，它具有更强的物理力学性质。

在普通的混凝土中加入一定量的钢纤维，能够从物理性质上使混凝土的抗压和抗拉强度得到提高。基本上单轴的抗拉强度能够提高至少40%甚至更高，抗弯强度能够提高至少50%，甚至达到150%，使其具有更好的抗冲击性能。钢纤维混凝土的纤维掺量达到18%～210%的时候，它的冲击韧性指标能够提高到最高100倍，甚至更高;因此能够明显的改善其变形性能。钢纤维加入混凝土之中还能够加强对混凝土的收缩能力，能够有效的抑制因为温度或者压力导致的混凝土路面的裂缝以及扩张等等。

2.4 影响钢纤维混凝土性能的因素

由于钢纤维混凝土的组成材料是复合型材料，所以会受到的影响因素也很多，比如钢纤维的类型、掺量的多少、砂含量和钢纤维长度等等。在这些影响因素当中，钢纤维的类型和长度以及掺量多少是相对来说比较重要的因素。

3 钢纤维混凝土施工

用钢纤维混凝土铺设的路面质量主要是取决于施工的质量，所以，在进行钢纤维混凝土的路面施工过程中，除了要符合普通混凝土的施工要求以外，还要注重钢纤维混凝土的自身性质以及施工将面临的技术问题，经过实践总结，主要需注意以下几个问题:

1)钢纤维的分散装置。钢纤维混凝土中的钢纤维并不能一次性加入到搅拌机中，一次性加入容易使钢纤维结团，所以需要将钢纤维分散，为了能够使钢纤维充分的分散，在搅拌机上安装功率为1.0 kW的分散机，它的分散能力大约是40 kg/min。但是分散机安装在搅拌机上，这就延长了分散时间，在一定程度上会影响生产效率提高。

2)投料的顺序和搅拌时间。为了防止钢纤维发生结团现象，施工主要采取先干后湿这种工艺，把砂子和钢纤维、石子、水泥按照顺序加入到料斗中，然后在搅拌机里面干拌1 min～2 min，之后再加水拌大约2 min，总的搅拌时间控制在6 min之内，因为搅拌时间过长或者是搅拌量过多都会造成钢纤维结团。采用强制式搅拌机。采用容量为250 L的锥反转出料搅拌机，对于搅拌机的使用也要控制时间，不能让搅拌机超负荷工作。

3)运输。钢纤维混凝土在运输的过程中会受到一定程度的振动，相应的就会造成钢纤维的下沉，因此多少都会影响钢纤维混凝土的均匀性。所以，在对钢纤维混凝土的搅拌场地进行选择的时候，要尽量选择离施工地比较近的，这样能够缩短运输距离，降低运输过程中可能会对钢纤维混凝土造成的影响。

4)振捣和铺摊。在进行钢纤维混凝土的浇筑过程中，要注意不能够产生浇筑接头，每次的倒料都应该相压至少15 cm，从而保证钢纤维混凝土的连续性，使其更加坚固和抗拉。由于大多数施工都是采用插入式振动棒操作，所以极易使钢纤维聚集，因此为了使钢纤维能够均匀分布，尽量要采取平板振动器。振捣的过程中要注意控制振捣时间，以防止过振，这样才能够保证钢纤维混凝土的使用质量和施工质量。

5)抹面、压纹。施工基本完成后，要对路面进行检查，把露在外面的钢纤维压入到混凝土之中，之后在混凝土的表面用滚式压纹机沿路线横断面方向压纹。

6)切缝与养护。路面的基本施工完成后还要对路面进行切缝，切缝机的切缝要让施工缝与胀缝或缩缝设计位置吻合。钢纤维混凝土路面主要是利用洒水工作进行养护，用来保持路面潮湿，养生时间可以设置在10 d～15 d左右，直到混凝土的强度可以达到规定的强度。

4 结语

目前，钢纤维混凝土以其自身的独特优势已经在建筑行业得到了普遍的应用，它与普通的混凝土相比不但具有更强的抗高温、抗高压、抗低温的能力，还增加了路面的抗拉能力，从而延长了路面的使用寿命。而且，光纤维混凝土的路面缩缝间距也比较小，这在一定程度上也增加了路面舒适度，减少颠簸。但是，由于钢纤维混凝土的组成材料比较多，而且杂，所以在施工过程中是有一定的技术难度的，钢纤维容易结团等问题都会降低路面质量，因此在施工过程中一定要严格按照施工标准和规定进行施工，从而保证施工质量。

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