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钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用林方铭

发表时间：2021/6/8 来源：《基层建设》2021年第6期作者：林方铭

[导读] 摘要：公路桥梁项目建设是我国基础设施建设的重要内容，现阶段路桥施工多采用混凝土结构形式，然而混凝土自身具有热胀冷缩的性质，如果施工工艺控制不当，那么就容易出现结构裂缝等问题，严重影响路桥使用的稳定性和安全性。

        海南跃昌建设工程有限公司
        摘要：公路桥梁项目建设是我国基础设施建设的重要内容，现阶段路桥施工多采用混凝土结构形式，然而混凝土自身具有热胀冷缩的性质，如果施工工艺控制不当，那么就容易出现结构裂缝等问题，严重影响路桥使用的稳定性和安全性。基于此，施工人员有必要对路桥施工材料进行优化。钢纤维混凝土是一种优质的复合型材料，其有效弥补了传统混凝土特性的不足，提升了路桥施工质量。除了预应力梁、桥面铺装层，钢纤维混凝土在路面、桥梁的维修加固等施工环节也得到了广泛应用。
        关键词：路桥工程；钢纤维混凝土；施工技术
        引言
        公路桥梁项目建设是我国基础设施建设的重要内容，现阶段路桥施工多采用混凝土结构形式，然而混凝土自身具有热胀冷缩的性质，如果施工工艺控制不当，那么就容易出现结构裂缝等问题，严重影响路桥使用的稳定性和安全性。基于此，施工人员有必要对路桥施工材料进行优化。钢纤维混凝土是一种优质的复合型材料，其有效弥补了传统混凝土特性的不足，提升了路桥施工质量。除了预应力梁、桥面铺装层，钢纤维混凝土在路面、桥梁的维修加固等施工环节也得到了广泛应用。
        1钢纤维和钢纤维混凝土的基本性能
        1.1钢纤维性能
        钢纤维指的是长径比为40～80的纤维，这些纤维多采用切断细钢丝法、冷轧带钢剪切或钢锭铣削等方法制成，钢纤维材料见图1。按照制造方式的差异，钢纤维大致可分为四种类型，包括切断钢纤维、剪切钢纤维、切削钢纤维和熔抽钢纤维。在路桥项目建设中，切断钢纤维、剪断钢纤维的应用较多。其中，切断钢纤维的抗拉强度较高，但其与水泥砂浆的黏结性较差，因而在施工阶段还需要对纤维表面进行变形处理，以此改善钢纤维的力学性能。剪切钢纤维多按照剪切冷轧薄板的方式获得，此类纤维材料厚、宽分别为0.2～0.5mm和0.25～0.9cm，材料抗拉强度为450～800MPa，相比于切断钢纤维，剪切钢纤维材料与水泥砂浆的黏结性能明显更为优秀。
        1.2钢纤维混凝土性能
        在混凝土中应用钢纤维材料的主要目的是限制外力作用下基体裂缝的扩展。将钢纤维材料和混凝土结合在一起，则两者共同发挥承担外力的作用。在受力过程中，一旦基料裂开，则横跨裂缝的钢纤维会转为外力的主要承受者，有效地提升材料整体的抗裂性能。从钢纤维混凝土整体性能看，其不仅具有较高的抗拉极限强度，而且抗压和抗弯性能较为突出。工程实践表明，在混凝土材料中添加钢纤维后，单轴抗拉、抗弯的极限强度会分别提升40%～50%和50%～150%。同时混凝土和钢纤维的融合可以有效提升复合结构体的抗冲击性能，并且实现结构体抗裂、抗疲劳、抗变形能力。此外，将钢纤维混凝土用于具体项目建设后，还能保证材料的抗冻性与耐磨性。
        2钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用要点
        2.1钢纤维混凝土可以用在道路路面与桥面铺设
        钢纤维混凝土技术的应用范围十分的广泛，在道路与桥梁工程施工中，一般会将其使用在路面与桥面铺设，这样可以加强路面和桥面的整体强度，而且由于钢纤维混凝土技术拥有良好的冲击性能和抗拉能力，可以使建造后的路面更加的坚固和抗冲击，能够保护路面在遇到交通事故时，不会一下子就被冲毁。
        在底基铺设好后，会使用黑色沥青，加热后平铺于地面，再用压力机平整压过去。在铺设路面底基的时候，采用钢纤维混凝土技术，这样底基的强度更强，承受力更强，建造出来的乡道的使用寿命就能更加的长久。
        2.2钢纤维混凝土可以用在局部加强
        钢纤维混凝土技术还可以用在局部加强，在道路和桥梁工程中经常会出现局部破碎的情况，在遇到这种问题时，为了更好的将破碎处修补好，维持整体工程的质量，一般会采用钢纤维混凝土技术进行填补。

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经过填补后，利用钢纤维混凝土良好的抗拉能力和强度高的优点，能够使破损位置与其他位置的强度保持一致，从而提高施工质量。
        在S乡道建设中，经常会遇到路面破损的情况，这时就可以利用钢纤维混凝土技术，将破损位置修补好，使其能够继续执行通行的功能。
        2.3钢纤维制作
        制作符合项目建设要求的钢纤维，是钢纤维混凝土施工的基础性工作。依据制作原理的差异，钢纤维的制作方法大致可分为钢丝切断法和冷拔法。其中，钢丝切断法对冲床与切刀的依赖性较强，并且出于提升切割效率的考虑，选择使用旋转刀具；其不足之处在于采用钢丝切断法制作钢纤维时，对钢丝原材料的耗损问题较为严重，容易增加工程项目的建设成本，故而在当路桥工程施工规模较大时，钢丝切断法制作钢纤维的适用性较差。采用冷拔法制作钢纤维时，不仅能确保钢纤维表面的光滑程度，而且能有效增加钢纤维自身的黏结强度。目前，在钢纤维制作中，大多会选择钢丝切断法和冷拔钢丝法的联合制作，以0.4～0.8mm直径的冷拔钢丝为例，采用钢丝切断法将冷拔钢丝切割成固定长度纤维，然后将其加入混凝土材料中，这样能有效地提升钢纤维的抗拉强度，在具体施工中，采用这种功法制成的钢纤维混凝土，其抗拉强度可达到1000～2000MPa。
        2.4钢纤维混凝土设计制造
        钢纤维混凝土制作要点把控具体如下：（1）在钢纤维混凝土配合比设计中，可按照普通混凝土的配合比要求来决定最终配比。（2）在钢纤维品种选择中，应确保钢纤维与基材强度相适应，并且应确保钢纤维极限抗拉强度超过500MPa。当使用圆直和熔抽钢纤维时，应选择圆直和熔抽钢纤维进行配制；当使用剪断钢纤维时，应选择高标号混凝土完成配制，确保钢纤维的含量保持在0.5%～2.0%。（3）钢纤维混凝土制作需要控制钢纤维的长度和最小直径，以此保证混凝土材料的力学性能，使其满足施工和易性要求。通常钢纤维长度不应太长，而最小直径应不小于0.4mm，一般钢纤维的最小直径保持在0.45～0.70mm，长径比保持在50～80。（4）与普通混凝土相比，要求提升钢纤维混凝土的砂率。并且考虑到钢纤维同基体结合的牢固性，应选择较小粒径的骨料，骨料中大粒径保持在10～20mm。（5）注重水泥用量的控制，在保证钢纤维混凝土材料性能的情况下，尽可能地减少水泥用量，降低工程成本。同时应借助减水剂或其他外掺剂，不断提升钢纤维混凝土材料的设计和制造水平。
        2.5钢纤维混凝土可以用来加固以及结构强化
        在道路与桥梁工程建设中，有一些部位的建筑需要更强的强度来支撑整个建筑的承受力，因此可以用钢纤维混凝土来进行加固，以及在结构处填加钢纤维混凝土可以是结构更加强化，能更好的支撑工程功能的运行。
        2.6钢纤维混凝土的成型与后期养护
        为了保证混凝土的抗裂性，钢纤维混凝土一般会采用整体浇筑的方法，在浇筑完成后，会使用工具将其表面抹平，使其自然干透成型。在钢纤维混凝土成型后，必须注意后期的养护，因为混凝土受温度影响较大，因此成型后，必须进行连续一周以上的后期养护。可以采用每天浇水或者在成型的路面上铺设塑料袋进行养护等方法。
        结束语
        施工人员规范化地使用钢纤维混凝土施工技术，能够有效地提升路桥项目的施工质量，减少路桥工程裂缝问题。现今，路桥建设项目逐渐增多，施工人员只有充分认识钢纤维混凝土的材性能和施工技术优势，并加强钢纤维混凝土施工技术各环节的系统管理，才能有效提升钢纤维混凝土的施工质量，确保路桥建设应用的稳定性、安全性。
        参考文献
        [1]卢同刚.钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中应用[J].中国建材科技, 2014(5):139-140.
        [2]雷蕾蕾.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术分析[J].工程技术研究, 2020,5(1):71-72.
        [3]刘艳艳,罗恒梁.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术的应用研究[J].工程技术研究,2020,5(9):90-91.