钢纤维混凝土在公路工程中的应用-职称论文__集

　　钢纤维混凝土在公路工程中的应用
　　马俊扬州华建交通工程咨询监理有限公司
　　【摘要】随着国民经济建设和公路交通事业的飞速发展，钢纤维混凝土在公路工程中得到广泛的应用，本文对钢纤维混凝土的性能进行了阐述，并对其在施工中的综合应用作一简述。
　　【关键词】钢纤维混凝土；性能分析；施工技术；应用
　　1引言
　　钢纤维混凝土是一种新型的优质水泥基复合材料,可以实现按照使用要求设计材料的目的。随着钢纤维生产技术的不断进步和基础理论的不断完善,钢纤维混凝土在公路工程的应用将进一步拓宽。
　　2 性能分析
　　2.1钢纤维的类型
　　钢纤维抗拉强度高,但与水泥沙浆的界面粘结性较差，故对钢纤维表面进行变形处理,制成表面有刻痕的、末端带钩的、波纹形的钢纤维,或者圆截面与扁平截面交替的呈规律性变化的钢纤维，以改善其力学性能，增加与水泥基材之间的握裹力。在工程应用中钢纤维主要有以下三种：①切断钢纤维：由旋转的铣刀切削软钢锭或厚钢板制得,强度比原材料有较大提高,截面呈三角形,与水泥混凝土的粘结较好；②剪切钢纤维：一般是由剪切冷轧薄板制得,厚0.2mm~0.5mm,宽0.25mm~0.9mm,抗拉强度为450MPa~800MPa,与水泥砂浆的粘结性比切断钢纤维好；③熔抽钢纤维：由熔融的钢水甩制而成,纤维强度因熔钢成分与热处理条件而异,表面不规则且有一层强度很低的氧化层，但氧化层的存在降低了钢纤维与混凝土的粘结强度。
　　2.2强度机理
　　钢纤维在混凝土中的主要作用,在于限制外力作用下基体中裂缝的扩展。在受荷(拉、弯)初期,水泥基料与钢纤维共同承受外力,而前者是外力的主要承受者:当基料发生开后,横跨裂缝的钢纤维成为外力的主要承受者。若钢纤维体积掺量超过某一临界值,整个复合材料可继续承受较高的荷载,并产生较大的变形,直到钢纤维被拉断或钢纤维从基料中被拨出,以至复合材料破坏。
　　2.3基本性能
　　钢纤维混凝土是在普通混凝土中,均匀地乱向分布一定量的钢纤维,经硬化而得,与普通混凝土相比,具有一系列优越的物理力学性质：
　　(1)强度与重量比值增大；
　　(2)较高的抗拉、抗压和抗弯的极限强度。在混凝土中掺入适量钢纤维,其极限抗压强度可以提高,单轴抗拉极强度可提高40%~50%,抗弯极限强度可提高50%~150%；
　　(3)良好的抗冲击性能。钢纤维混凝土在纤维掺量为0.8%~2.0%时,其冲击韧性指标可提高50倍~100倍,甚至更高：
　　(4)变形性能明显改善。钢纤维对混凝土抗压弹性模量影响不显著,但对抗拉弹性模量提高较多,钢纤维对混凝土长期收缩变形的影响也较明显,钢纤维可使混凝土的收缩率降低10%~30%；
　　(5)抗裂和抗疲劳性能显著提高；
　　(6)优越的抗剪性能；
　　(7)良好的阻止和抑制因温度应力引起裂缝产生与扩展的能力；
　　(8)良好的抗冻性与耐磨性能。
　　2.4影响因素
　　钢纤维混凝土性能受钢纤维类型、钢纤维掺量、钢纤维长径比、砂率、粗骨料最大粒径、减水剂、掺和料等因素的影响。其中钢纤维类型、钢纤维掺量和钢纤维长径比是影响钢纤维混凝土性能的主要因素。
　　3钢纤维混凝土的施工技术
　　3.1配合比设计
　　钢纤维混凝土配合比可以根据普通混凝土配合比的选择原则,通过试验最后决定。首先应选择与基材强度相适应的钢纤维品种,钢纤维极限抗拉强度应大于500MPa。圆直和熔抽钢纤维适宜配制中低标号混凝土,剪切钢纤维可配制高标号混凝土,钢纤维含量以0.5%~2.0%为宜。为使钢纤维混凝土力学性能与施工和易性要求尽量一致,对钢纤维长径比应加以控制,同时还应考虑钢纤维的最小直径。钢纤维最小直径不应小于0.40mm,一般应控制在0.45mm~0.70mm左右，钢纤维的长度不应过长,在正常搅拌机拌和时,长径比应控制在50~80。钢纤维细石混凝土的砂率应高于相同标号的普通混凝土,同时为保证钢纤维同基体牢固结