鋼纖維混凝土技術(shù)在道橋工程中的應(yīng)用探討

丁 強(qiáng)

(山西平陽路橋有限公司，山西 臨汾 041000)

當(dāng)前，國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸加快，國家主要推進(jìn)公共基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與完善，進(jìn)而促進(jìn)了我國建筑工程與建筑行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在道橋工程項(xiàng)目施工中，鋼纖維混凝土是一種新型的水泥復(fù)合材料，具有一定的自身優(yōu)勢(shì)。使用鋼纖維混凝土進(jìn)行道路橋梁施工將具有一定的優(yōu)勢(shì)作用，鋼纖維混凝土的承載力更高，具有較強(qiáng)的彈性能力，也具有一定的抗凍能力，所以在建筑施工中得到了一致的認(rèn)可與廣泛的應(yīng)用。

1 鋼纖維混凝土的技術(shù)概述

當(dāng)前，依據(jù)鋼纖維混凝土的制造方式的不同，將其分為四大類，主要為：第一，切斷鋼纖維；第二，剪切鋼纖維；第三，切削鋼纖維；第四，熔抽鋼纖維。在四類中切斷鋼纖維具有最大的拉伸強(qiáng)度，切削鋼纖維主要是使用鐵刀對(duì)鋼板或者軟鋼進(jìn)行削減，削減后，鐵塊與混凝土的融合性以及粘黏性更好。在剪切過程中，由薄板制成的鋼纖維寬度主要是在0.25 mm～0.9 mm，厚度主要為0.2 mm～0.5 mm。熔抽鋼纖維主要是將鋼水進(jìn)行熔鑄，進(jìn)而制造而成的[1]。

使用鋼纖維混凝土進(jìn)行建設(shè)主要是在混凝土中加入鋼纖維，進(jìn)而防止建筑基體向外擴(kuò)散，承擔(dān)裂縫的壓力。在初期，鋼纖維混凝土受力過程中，水泥與鋼纖維共同承擔(dān)相應(yīng)的壓力，初期的主要受力者為水泥，而后期主要受力者為鋼纖維。將鋼纖維混凝土與素混凝土進(jìn)行抗壓強(qiáng)度比較，所得數(shù)據(jù)如表1所示，可以看出鋼纖維對(duì)提升混凝土抗壓強(qiáng)度的效果不夠顯著，但是其具有較強(qiáng)的韌性，如圖1所示，為鋼纖維混凝土與素混凝土彎曲時(shí)的荷載與變形曲線，可以看出素混凝土的負(fù)荷達(dá)到極限會(huì)斷裂，而鋼纖維混凝土依然可以進(jìn)行承載。

表1 鋼纖維混凝土與素混凝土進(jìn)行抗壓強(qiáng)度比較

在鋼纖維混凝土的設(shè)計(jì)過程中，配比主要是根據(jù)素混凝土的配比進(jìn)行參照，結(jié)合當(dāng)前施工的具體條件與環(huán)境，對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行配比。在材料選擇方面，鋼纖維的強(qiáng)度要與基材的強(qiáng)度相適應(yīng)，抗拉強(qiáng)度要大于500 MPa，鋼纖維的含量主要在0.5%～0.95%，最小直徑不能低于0.38 mm。同時(shí)，在設(shè)計(jì)鋼纖維混凝土?xí)r，使用的砂率要高于素混凝土，對(duì)于攪拌時(shí)間也要進(jìn)行嚴(yán)格控制，可以使用減水劑對(duì)混合料加以改善[2]。

2 鋼纖維混凝土的性能

鋼纖維混凝土技術(shù)，即是在混凝土制作過程中，在普通混凝土中加入鋼纖維并進(jìn)行均勻攪拌，進(jìn)而提升鋼纖維混凝土的自身性能。相比于普通的混凝土來講，鋼纖維混凝土在各個(gè)方面都具有一定的優(yōu)勢(shì)，具體的表現(xiàn)主要有以下幾種：第一，在等重量的混凝土中，鋼纖維混凝土的強(qiáng)度更大；第二，鋼纖維混凝土在抗壓、抗彎中的能力表現(xiàn)明顯增強(qiáng)；第三，鋼纖維混凝土具有較好的沖擊性；第四，鋼纖維混凝土發(fā)生變形容易進(jìn)行改善；第五，鋼纖維混凝土對(duì)于溫度的適應(yīng)能力較好，能夠防止裂縫增大；第六，鋼纖維混凝土具有一定的抗凍性與耐磨性。由于鋼纖維混凝土的性能較好，并且具有一定的優(yōu)越性，所以鋼纖維混凝土得到了推廣與應(yīng)用[3]。

3 鋼纖維混凝土技術(shù)在道橋工程項(xiàng)目施工中的應(yīng)用

3.1 鋼纖維混凝土技術(shù)在道路工程項(xiàng)目施工中的應(yīng)用

為了能夠更好的對(duì)應(yīng)用方面加以說明，本文主要以某道路為例，對(duì)其進(jìn)行簡要分析。某道路工程的具體情況主要為：道路總長31 000 m，具有雙向六個(gè)車道，最大的直線長度為700 m。該道路工程主要使用鋼纖維混凝土技術(shù)進(jìn)行施工，主要是由于鋼纖維混凝土路面具有良好的抗凍性、耐磨性與抗裂性，并且鋪裝的厚度較小。

1)主要應(yīng)用于復(fù)合式鋼纖維混凝土路面。通常來講，復(fù)合型的鋼纖維混凝土路面有兩種，一種為三層式，一種為兩層式。三層式主要是一種復(fù)合的鋼纖維混凝土，主要為上下兩層為鋼纖維混凝土，中間使用普通混凝土，這種結(jié)構(gòu)的建筑耐久性較強(qiáng)，但是這種建設(shè)方式對(duì)于施工人員的要求較高，建筑的形式與結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。在通常情況下，需要具有較高的施工工藝與豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，這種鋼纖維混凝土的價(jià)錢昂貴，適合機(jī)械化程度較高的路面。而兩層式鋼纖維混凝土主要是上層為35%的鋼纖維混凝土，下層為普通的混凝土，這種方式在道路施工過程中較為常見，對(duì)于施工人員的水平要求不高，施工過程也較為簡單，花費(fèi)較少。

2)主要應(yīng)用于碾壓型鋼纖維混凝土路面。使用碾壓型鋼纖維混凝土路面，主要是使用瀝青混凝土路面作為主要的敷設(shè)工具。主要是將用水量較少的感性水泥型混凝土進(jìn)行攤鋪并進(jìn)行碾壓，成為混凝土路面，這種路面可以改善其物理特性，同時(shí)能夠增強(qiáng)路面的強(qiáng)度與韌性。這種技術(shù)難點(diǎn)主要在于路面無法壓實(shí)，對(duì)于平整度的調(diào)節(jié)較為困難。

3)主要應(yīng)用于全截面型鋼纖維混凝土路面。在工程中，主要有雙向的六個(gè)車道，所以在路面中不需要設(shè)置縱縫，對(duì)于橫縫的設(shè)置主要保持在30 m左右，不能超過45 m。這種路面的鋪設(shè)應(yīng)設(shè)置為普通路面鋪設(shè)的40%，鋼纖維的使用量一般為總料的1%。

4)主要應(yīng)用于多年凍土的路面進(jìn)行抗凍。由于當(dāng)前鋼纖維混凝土的抗凍性較好，所以對(duì)于凍土較多的地面，可以使用鋼纖維混凝土技術(shù)進(jìn)行施工，進(jìn)而能夠維持凍土的平衡，提升道路的性能，防止道路開裂。

3.2 鋼纖維混凝土技術(shù)在橋梁工程項(xiàng)目施工中的應(yīng)用

案例主要是以某橋梁為主，主要探析鋼纖維混凝土在橋梁工程項(xiàng)目施工中的應(yīng)用問題，主要情況為，橋梁總長度為1 257 m，橋?qū)挒?6 m，橋上為雙向兩車道，該橋的主梁以及吊橋都使用鋼纖維混凝土技術(shù)進(jìn)行施工。

1)對(duì)于橋面的鋪裝。對(duì)于橋梁道路來講，橋面鋪裝施工鋼纖維混凝土的優(yōu)勢(shì)較為明顯。主要是由于鋪裝使用鋼纖維混凝土能夠保證橋梁自身的剛度及強(qiáng)度，能夠減少橋梁的鋪裝厚度，降低橋梁的重量，進(jìn)而減輕承重的負(fù)擔(dān)。同時(shí)，使用鋼纖維混凝土技術(shù)能夠提升橋梁的舒適度，進(jìn)而保證橋梁的施工質(zhì)量，并且能夠延長橋梁的使用年限。

2)對(duì)橋梁的局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。在日常情況下，鋼纖維混凝土的施工都是使用剪切式，使用量一般控制在用料的1%左右，如果在施工過程中，使用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行噴射，能夠滿足當(dāng)前橋梁自身的抗震要求。

3)應(yīng)用于隧道的襯砌或者橋梁邊坡的防護(hù)。在地質(zhì)較差的橋梁路段中，為了避免橋梁的路面發(fā)生損壞，可以使用普通的水泥對(duì)橋梁進(jìn)行支護(hù)，再噴射鋼纖維混凝土，進(jìn)而保證橋梁使用的安全性。

4 鋼纖維混凝土技術(shù)的施工要點(diǎn)

4.1 鋼纖維混凝土的原料配比要點(diǎn)

為了保證道路橋梁的質(zhì)量，使用鋼纖維混凝土能夠具有更加良好的性能，保證橋梁道路的安全性與實(shí)用性。要保證配料的比例科學(xué)，在選擇材料過程中，應(yīng)對(duì)道路橋梁的厚度進(jìn)行考慮，對(duì)其材料的抗壓參數(shù)與抗彎參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。在一般情況下，可以通過試驗(yàn)并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定鋼纖維原料的配比。

4.2 鋼纖維混凝土原料的攪拌要點(diǎn)

鋼纖維混凝土主要是由鋼纖維、水泥、骨料以及混合添加劑組合而成，想要對(duì)鋼纖維混凝土的使用性能加以保障，主要需要注意以下兩個(gè)方面的問題：第一，材料投入的順序與攪拌的時(shí)間要按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；第二，應(yīng)分次投入鋼纖維材料，多次投入，要保證鋼纖維均勻分布在混凝土中。

5 結(jié)語

鋼纖維混凝土技術(shù)作為一種新型的道路橋梁施工技術(shù)，主要是使用鋼纖維與水泥進(jìn)行復(fù)合，生成鋼纖維混凝土，這種材料的優(yōu)勢(shì)明顯，性能優(yōu)良。在進(jìn)行道路橋梁的施工過程中，可以針對(duì)施工的實(shí)際情況，對(duì)鋼纖維混凝土加以使用，提升道路橋梁的使用質(zhì)量，促進(jìn)國家道路橋梁建設(shè)與發(fā)展。同時(shí)，對(duì)鋼纖維混凝土技術(shù)進(jìn)行廣泛推廣，可以使其應(yīng)用于道路橋梁的施工中發(fā)揮作用。