鋼纖維混凝土的性能和應(yīng)用

范翠連

（中交一公局第五工程有限公司，河北 三河 065201）

一、前言

鋼纖維混凝土相比于傳統(tǒng)混凝土力學(xué)性能更好，是目前在各工程中都有較好應(yīng)用的一類材料。相對(duì)于傳統(tǒng)的混凝土材料，鋼纖維混凝土的抗沖擊能力、抗裂能力等力學(xué)性能更強(qiáng)，其能夠承載更高的載荷，在使用上更加耐用，具有較高的壽命?；诖耍瑢?duì)鋼纖維混凝土的具體應(yīng)用進(jìn)行研究意義重大。而就目前來看，鋼纖維混凝土實(shí)際上還存在一些使用上的問題，本文即針對(duì)鋼纖維混凝土的性能進(jìn)行闡述，分析該材料的具體應(yīng)用對(duì)策。

二、鋼纖維混凝土的性能

鋼纖維混凝土的成分與結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，其本質(zhì)上就是鋼纖維和混凝土材具體來說其擁有以下幾點(diǎn)特點(diǎn)。

（一）抗壓性能

在傳統(tǒng)的混凝土材料中，實(shí)際上在市面上的大多數(shù)材料都并不具備較好的力學(xué)強(qiáng)度，而各工程團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)場(chǎng)配置的混凝土也很難達(dá)到工程的具體需求，而在澆筑期間和澆筑之后也會(huì)因?yàn)榛炷帘旧淼膯栴}導(dǎo)致一定的缺陷，但是鋼纖維混凝土的力學(xué)性能相較傳統(tǒng)混凝土更強(qiáng)，在這種力學(xué)強(qiáng)度之下鋼纖維混凝土的抗彎強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度都能夠滿足工程的具體需求，減少了缺陷率，所以在道橋工程中也有很廣泛的應(yīng)用[1]。

（二）抗沖擊性能

鋼纖維混凝土是鋼纖維和混凝土的結(jié)合體，這種結(jié)合體表現(xiàn)出了鋼纖維的特殊性能，使得其整體表現(xiàn)出較大的粘度，這種粘度也就使得該材料能夠具有更好的抗沖擊能力，這對(duì)于橋梁工程來說至關(guān)重要。因?yàn)闃蛄渴艿降臎_擊較多，所以這種性能正是道橋工程中所需要的，特別是對(duì)于一些容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)之中，通過這種抗沖擊強(qiáng)的橋梁可以有效的抵御外界沖擊，為逃生、救援等爭(zhēng)取時(shí)間。在針對(duì)鋼纖維混凝土的研究中，鋼纖維的含量對(duì)于材料的性能有很大的影響，在2%左右的鋼纖維混凝土材料沖擊性能較好，而一旦超過10%就可以表現(xiàn)出較好的抗壓縮性能，這也就意味著通過鋼纖維混凝土可以有效的避免裂縫、缺口等缺陷，進(jìn)而有效的保障了處于溫度劇烈起伏下的路面工程[2]。

（三）其他力學(xué)性能

抗壓性能和抗沖擊性能只是鋼纖維混凝土中非常顯著的兩個(gè)特點(diǎn)，而實(shí)際上鋼纖維混凝土還有很多優(yōu)秀的力學(xué)性能特點(diǎn)，比如說抗剪切、抗裂性、耐磨性等，這些特殊的性能都可以有效的應(yīng)用于道橋工程中。

鋼纖維混凝土的強(qiáng)度增強(qiáng)機(jī)理

鋼纖維混凝土是有傳統(tǒng)混凝土和鋼纖維材料復(fù)合而成，而鋼纖維則是其中最為重要的一項(xiàng)材料，其能夠較好的結(jié)合水泥等混凝土材料來提高整體的強(qiáng)度。在基料爆裂之后，其能夠較好的承受外力的侵襲，而這一點(diǎn)也可以用于保障鋼纖維混凝土的整體穩(wěn)定性。需要注意的是，鋼纖維的含量有一個(gè)臨界標(biāo)準(zhǔn)值，一旦超過該值就會(huì)導(dǎo)致整體混凝土的力學(xué)性能過量，混凝土易變形，在這種情況下甚至或?qū)е落摾w維被拉出，這不利于鋼纖維混凝土的穩(wěn)定，甚至對(duì)于整體工程來說是致命的。針對(duì)于此，施工人員必須要密切注意鋼纖維混凝土的強(qiáng)度，要控制好鋼纖維的含量，確保鋼纖維混凝土的質(zhì)量。

三、鋼纖維混凝土的具體應(yīng)用

本文著重于探討鋼纖維混凝土在道橋工程的應(yīng)用，下面就針對(duì)橋面鋪裝、結(jié)構(gòu)加固、樁基施工和邊坡堆砌四個(gè)方面的鋼纖維混凝土應(yīng)用進(jìn)行分析。

（一）橋面鋪裝

橋面鋪裝工作是一項(xiàng)十分重視前期準(zhǔn)備的工作，在做好對(duì)橋面的測(cè)量、清潔、厚度控制工作和鋪裝成與橋面層的連接、磨平以及對(duì)橋面的灑水處理之后可以使用鋼纖維混凝土來進(jìn)行橋面鋪裝施工。當(dāng)然，相對(duì)于其他工程來說，橋面鋪裝可以說是較早應(yīng)用鋼纖維混凝土的施工項(xiàng)目，而在此工程中的主要作用在于以下幾個(gè)方面。首先是可以有效的提高橋面的剛度和抗折性，保障了橋面的日常使用需求。第二點(diǎn)是在鋼纖維混凝土的應(yīng)用之下可以也有效的減少裂縫率，保證了橋梁的耐久度，使得車輛能夠更好的在橋面通行。第三點(diǎn)則是在進(jìn)行鋪裝施工的過程中，鋼纖維混凝土的用量大大減少，成本上有所降低，橋梁的質(zhì)量和鋪裝的厚度都有所降低，保障了橋梁的穩(wěn)固性。最后，鋼纖維混凝土的應(yīng)用更加安全。

（二）結(jié)構(gòu)加固

安全性是道橋工程中非常重要的指標(biāo)之一，而要保障道橋工程的安全性，首先就是要保證道橋工程的穩(wěn)定性，這一點(diǎn)可以通過鋼纖維混凝土和結(jié)構(gòu)加固工藝來實(shí)現(xiàn)?？梢哉f，目前鋼纖維混凝土是應(yīng)用最為廣泛的加固材料之一，特別是在道橋工程的加固中有著非常重要的效果。在實(shí)際的加固工作中，施工人員將使用二號(hào)轉(zhuǎn)子噴射機(jī)來噴射鋼纖維混凝土，這種設(shè)備噴射的鋼纖維混凝土可以達(dá)到5-20厘米的厚度，這也就意味著其修補(bǔ)效果相較其他的材料更好，既可以完成對(duì)橋梁的修補(bǔ)，還可以有效的減少橋梁的裂縫、缺口等缺陷發(fā)生率。另外，在對(duì)老舊橋梁的結(jié)構(gòu)加固中，鋼纖維混凝土中鋼纖維的摻雜量必須要達(dá)到0.01，同時(shí)還可以在混凝土中摻雜進(jìn)一些硫鋁酸鹽和TS速凝劑，這樣可以有效的提高結(jié)構(gòu)的抗裂能力。

（三）樁基礎(chǔ)施工

在路橋施工的過程中，樁基礎(chǔ)十分重要，其是整體橋梁穩(wěn)定性的重要支撐結(jié)構(gòu)。一般來說，鋼纖維混凝土在樁頂和樁尖的部位應(yīng)用最為廣泛，是可以有效的提高樁基強(qiáng)度的材料。一方面，通過鋼纖維混凝土可以有效的提高樁基的穿透力，而另一方面使用鋼纖維混凝土還可以有效的減少人力物力的消耗，控制施工的成本。在樁基加強(qiáng)施工過程中，鋼纖維混凝土材料已經(jīng)成為了必不可少的一項(xiàng)材料，對(duì)于樁的韌性、強(qiáng)度、打擊能力等都有較好的提高，而對(duì)于老舊橋梁來說，雖然要以傳統(tǒng)混凝土為主要材料，但是可以通過引入非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土來開展鋼纖維混凝土的施工。

（四）邊坡堆砌

邊坡堆砌中也可以使用鋼纖維混凝土，比如說在地質(zhì)條件較差的地區(qū)可以將鋼纖維混凝土與普通混凝土配合使用，增強(qiáng)加固的效果，同時(shí)還能夠有效的提高隧道等工程的整體性能，特別是防水能力和防滲漏能力。如果要以普通混凝土和鋼纖維混凝土混合使用時(shí)，施工人員需要再次基礎(chǔ)上使用噴射施工的方式，這樣可以有效的加強(qiáng)施工的質(zhì)量，達(dá)到提高強(qiáng)度的效果和提高整體工程的穩(wěn)定性。

（五）注意事項(xiàng)

在應(yīng)用過程中可以分為成型、運(yùn)輸和養(yǎng)護(hù)三個(gè)階段。在成型階段，在工程中一般會(huì)使用真空吸水法來澆筑混凝土，確保含沙量能夠均衡，并在澆筑過程中使用連續(xù)澆筑的方式，施工過程中不能夠中斷。當(dāng)然，施工單位必須要做好對(duì)相應(yīng)規(guī)范和施工參數(shù)的研究，明確連續(xù)澆筑的原則，在進(jìn)行鋼纖維混凝土施工的過程中盡量保證一次完工。其次在運(yùn)輸階段，因?yàn)殇摾w維混凝土這種復(fù)合材料較為特殊，如果在運(yùn)輸過程中有較大的震蕩就會(huì)導(dǎo)致鋼纖維混凝土的離析，或者是發(fā)生鋼纖維的分散請(qǐng)問題，導(dǎo)致鋼纖維的分布出現(xiàn)了不均勻的問題，這種不確定性會(huì)導(dǎo)致鋼纖維混凝土的質(zhì)量出現(xiàn)極大的影響，所以在運(yùn)輸上應(yīng)該要盡量以短距離運(yùn)輸為主要方式。最后則是養(yǎng)護(hù)階段，養(yǎng)護(hù)是所有混凝土施工的重點(diǎn)所在，在一般的情況下鋼纖維混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間必須要控制在一個(gè)星期以內(nèi)，并且需要根據(jù)實(shí)際的情況來進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。目前在工程中采用兩種保養(yǎng)措施，首先是保溫法。保溫法的主要作用就是對(duì)混凝土采取降溫的措施，防止水化熱過高而導(dǎo)致的混凝土缺陷，水化熱過高會(huì)導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度產(chǎn)生巨大的影響。施工人員可以通過給混凝土表面散熱的方式，亦或者為混凝土搭建保溫棚，通過保溫法的保溫效果來保障整個(gè)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。其次就是保濕法，保濕法的內(nèi)容和保溫法在某些層面是相似的，其通過灑水來去除多余的熱量，促進(jìn)水化進(jìn)程，在灑冷卻水的過程中也包含了一部分保溫法的內(nèi)容。

結(jié)束語

綜上所述，本文探討了關(guān)于鋼纖維混凝土的性能和其基本應(yīng)用，可以說在目前很多工程中都使用了鋼纖維混凝土這種特殊材料來提高整體工程的質(zhì)量，而本文在闡述鋼纖維混凝土的具體性能之后選取了道橋工程為例來分析鋼纖維混凝土的具體應(yīng)用。當(dāng)然，在時(shí)代的發(fā)展中，鋼纖維混凝土還存在一定的問題，希望相關(guān)研究人員能夠不斷改進(jìn)和完善。