论钢纤维混凝土技术在公路桥梁施工中的应用.pdf

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1、主鉴盔量墨堡重坠垒丝墨羔缝蓥丝塑堡iQ墨i星论钢纤维混凝土技术在公路桥梁施工中的应用刘玉智(北京中铁大都工程有限公司，北京100162)摘要：钢纤维混凝土是一种新型盼水泥基复合型材料，因其显著提高了混凝土的(抗拉、压、弯)强度，韧性、延性、抗冲击疲劳性能和变形模量等优点，被广泛地应用于公路、桥梁等工程中。本文首先对钢纤维混凝土进行概述，然后对其在公路和桥梁工程中的应用及注意事项进行探讨。关键词：钢纤维；混凝土技术；公路；桥梁；施工中图分类号：U416．212文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)02

2、一0111—02O前言随着我国经济的快速发展，对道路、桥梁等基础设施的建设力度正逐日加大，这就对建设材料提出了更高的要求。1钢纤维混凝土1．1概述钢纤维混凝土钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。钢纤维问世的时间不长，但应用领域越来越广泛，与此相应，钢纤维的品种也在不断增多。按生产工艺不同，可分为：切断钢纤维、剪切钢纤维、切削钢纤维

3、和熔抽钢纤维四种。熔抽钢纤维是最便宜、最有前途的一种钢纤维，它的原材料来源广泛，各种废钢都可利用，原料成本很低，制造工艺简单，生产效率很高。1．2钢纤维混凝土的工作机理钢纤维混凝土的工作机理类似于复合材料机理。复合力学原理是基于线弹性、均质顺向连续配置的纤维而形成的复合材料。当混凝土中加入适量的钢纤维之后，水泥浆体作为砂、石等骨料的胶凝材料，同时握裹了大量的钢纤维。正是这些均匀分散的钢纤维相互搭联形成了散乱分布的网状结构，起到了承托骨料的作用，从而有效减少了骨料的离析，减少了水分的泌出，提高了粘结性及保水性，在一定

4、程度上提高了混凝土的抗拉强度和韧性。经对掺人体积率为1—2％的钢纤维混凝土和普通的混凝土基体进行冲击荷载试验，可得出以下结论：钢纤维混凝土较普通混凝土的抗拉强度提高了40—80％，抗弯强度提高60一120％，抗剪强度提高50—100％，抗压强度提高幅度较小，一般在0～25％之间，但抗压韧性却大幅度提高。1．3影响钢纤维混凝土强度的主要因素根据纤维增强机理以及对大量试验数据的分析，可以确定影响钢纤维混凝土强度的主要因素包括：基体强度(fm)、纤维的长径比(钢纤维长度l与直径d的比值，即L／d)、纤维的体积率(钢纤维混

5、凝土中钢纤维所占体积百分数)、纤维与基体间的粘结强度(t)、以及纤维在基体中的分布和取向(T1)。当钢纤维混凝土破坏时，大都是纤维被拔出而不是被拉断，因此改善纤维与基体间的粘结强度是改善纤维增强效果的主要控制因素之一。1．4钢纤维混凝土的施工方法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。现代施工工艺中，逐渐采用湿喷钢纤维混凝土，目前使用长20—40mm，厚0．5mnl的钢纤维。其优点是：①5—10％的回弹率，比干喷低得多；②不产生钢纤维的回弹，使用40mm的钢纤维时

6、，也能控制回弹；③混凝土质量均一，通常可达到55MPa的强度，特殊作业时，可达到100MPa；④环境条件好，粉尘少；⑤作业安全；⑥水灰比小，透水性低；⑦不需要防腐蚀处理，可防止电解和加速腐蚀。2钢纤维混凝土技术在公路工程中的应用由于采用钢纤维混凝土技术施工的公路路面具有耐磨性高、冻融性好、横缝少、铺面厚度薄、使用寿命高等优点，因此被广泛地运用于公路工程中。2．1新建全截面路面及复合式路面全截面采用钢纤维混凝土施工的路面厚度只有普通混凝土路面厚度的一半，钢纤维掺量为0．8—1．2％，双车道路面通常无需设纵缝，横缝间距

7、20～30m，最长可取50m。复合式路面一般可做成双层或者三层式，双层是在上层(约全厚一半左右)铺设钢纤维混凝土；三层是在上层与下层铺设钢纤维混凝土，中层铺设普通混凝土，结构较为合理，不过施工相对复杂，较适宜用于机械化铺设条件较高的地区。2．2旧路面罩面修补在旧}昆凝土路面发生破损的情况下，可采用钢纤维混凝土铺筑罩面层，通常分为结合式、直接式和分离式。结合式是将罩面层与旧混凝土层粘结成一个整体，以此来发挥结构的整体强度作用；分离式是在罩面层与旧混凝土路面层中间设置隔离层，各自发货作用；直接式是直接在旧水泥混凝土面层

8、上加铺钢纤维混凝土罩面层，一般用于损坏较轻微的路面。另外还可用钢纤维水泥砂浆或钢纤维细石混凝土对损坏的路面进行修补罩面，此时钢纤维体积率以1—2％为宜，长径比可略高于钢纤维增强混凝土的长径比，通常限制在70—100范围内。2．3多年冻土地区在多年冻土地区采用钢纤维混凝土修筑路面可起到减少吸热、维持冻土平衡和提高抗冻性的作用。作者简介：刘玉智(1976一)，男