道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨（论文）.pdf

Construction &Design For Project 工程建设与设计 1 引言 对 于路桥项目施工而言，传统的钢混结构要想达到设计承 载需求值，其施工成本相对高昂，同时钢筋混凝土材料也在很大 程度上破坏了周围环境。 钢纤维混凝土是一种新型建筑材料，是 将一定量的钢纤维加入混凝土中，减少水泥用量并强化结构承 载性能，同时也有效节约了工程成本支出。 在当前部分大型市政 基础建设项目或者道路桥梁施工项目中，钢纤维混凝土的应用 极为广泛，因而探讨钢纤维混凝土技术在路桥项目施工中的应 用具有积极的现实意义 [ 1] 。 2 钢纤维混凝土技术的使用特点分析 按 照制造方法不同可将钢纤维材料分为抗剪纤维 、环切纤 维以及抗压纤维 3种，三者差异主要表现在材料抗外力性能不 同，但具有较为接近的承载效果 。通过实验对比我们发现，将钢 纤维材料掺入混凝土中可大大提高结构抗压强度，其抗压数值 约为普通混凝土的 5倍作用，抗拉强度则高出约 3倍。 分析其作 用机理发现，钢纤维能够控制竖向的混凝土裂缝，并在受弯或者 受拉侧作为承力单位，其中纤维材料最先承力，待其承受能力达 到最大荷载数值时，混凝土体开始承力 。这样一来，结构体承载 能力明显增强，当钢纤维材料在荷载作用影响下发生变形后，混 凝土结构也将发生相应形变，二者最终达到共同屈服状态 [ 2] 。 钢 纤维材料均匀分布于混凝土构件上，混凝土与钢纤维以 硬化的方式粘合为一体，共同承受荷载 。实验证明，混凝土材料 中钢纤维量掺入量为 0.4%~0.6%时，结构抗剪能力大幅提升，抗 变形能力也得到显著改善。 与以往弹性模量相比，钢纤维材料结 构弹性模量明显提升，收缩率随之下降。 路桥项目建设与使用期 间，温度等附加应力往往是引起混凝土裂缝以及失稳的重要影 响因素，而钢纤维混凝土材料可有效提升结构体抗温度应力性 能，防止附加应力影响而出现桥梁失稳的问题。 3 钢纤维性能与钢纤维混凝土性能 3 . 1 钢纤维 按 照制造方式的差异可将钢纤维分为如下四种：熔抽钢纤 维 、切断钢纤维、 剪切钢纤维以及切削钢纤维。 熔抽钢纤维来自熔 融的钢水，其强度受熔融温度和熔融钢材料的影响，表面氧化层 不规则，强度相对较低，且氧化层对混凝土和钢纤维之间的粘结 强度产生严重影响。切断钢纤维抗拉强度超强，但是与混凝土之 间的粘结效果较差，需要对表面实施变形处理，制备为末端带钩、 表面刻印或者波纹型钢纤维，使之与混凝土之间的粘结性得到有 效提升 。剪切钢纤维抗拉强度数值约在 440~780MPa，由剪切冷 轧薄板制造而成，其厚度一般在 0.18~0.48mm范围内，宽度值通 常不超过 0.24~0.88mm ，和混凝土的粘结效果较好 。切削钢纤维 是厚钢板、 软钢锭经过旋转铣刀切削制造而成，其粘结性较好，截 面呈三角形，具有较高的强度。 3 . 2 钢纤维混凝土 将 定量的钢纤维均匀分布于普通混凝土表层即为钢纤维混 凝土，钢纤维混凝土具有更为优异的性能，其优势主要表现在如 下几点：（ 1）具有较高的抗冻性和耐磨性；（ 2）具有良好的抗剪性 能；（ 3）可有效抑制或组织温度应力裂缝；（ 4）具有良好的抗裂以 及抗疲劳性能；（ 5）具有较高的抗变形能力以及抗冲击性能；（ 6） 具有较高的抗拉、 抗弯折以及抗压极限强度；（ 7）质量与强度比值 较大 。将混凝土与钢纤维混合可有效改善外力作用引起的混凝 土裂缝扩张。一旦有外力作用施加到结构体上，钢纤维和混凝土 将会协同抵御外力影响，这种复合受力方式大大提升了混凝土结 构体的抗拉强度。对于钢纤维混凝土来说，其强度影响因素主要 包括粗骨料最大粒径 、长径比 、砂率 、掺量 、减水剂以及钢纤维类 型，等等。 4 钢纤维混凝土的设计 制备钢纤维混凝土时 ，技术人员应遵循普通混凝土配合比原 【 作者简介 】金邦柱 （ 1 964 ～），男，内蒙古呼伦贝尔人，工程师，从事道 路桥梁研究 。 道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨 T he Application of Steel Fiber Reinforced Concrete Technology in Road&Bridge Construction 金邦柱 （ 呼伦贝尔市市政公用事业管理局，内蒙古 呼伦贝尔 021008） JIN Bang-zhu （ H ulunbuir Municipal Public Utilities Administration, Hulunbuir 021008, China ） 【摘 要 】 简析钢纤维混凝土的应用优势、 使用特点， 并进一步探讨了路桥工程实践中钢纤维混凝土技术的应用和要点，希望有所指导和帮助。 【 A bstract 】 T he paper makes a brief analysis of the advantages and characteristics of steel fiber concrete application.And it further explores the application and key points in road and bridge engineering practice of steel fiber reinforced concrete technology, hoping to guide and help. 【 关键词 】 道路桥梁； 钢纤维混凝土技术；优势；实践应用 【 K eywords 】 r oad and bridge; steel fiber reinforced concrete technology; advantage; practical