钢纤维混凝土路面施工质量控制探析

宋 琳

(贵州省公路工程集团有限公司)

1 施工材料的基本要求

1.1 钢纤维材质种类

根据制造方法，钢纤维类型可分为剪切钢纤维、切断钢纤维两种类型，另外还有熔抽钢纤维、切削钢纤维。剪切钢纤维类型是由剪切冷轧薄板制成，宽度是0.25～0.9 mm，厚度是0.20～0.50 mm，抗拉强度在500～800 MPa之间，其与水泥砂浆的粘结性能较好于切断钢纤维。切断钢纤维类型具有的抗拉强度比较高，但其与水泥砂浆材料的黏结性能相对比较差。对钢纤维材料表面作适当变形处理，变成末端带钩，表面具有波纹形状以及刻痕的钢纤维，或变平面与圆截面呈规律交替出现的钢纤维，能冥想改善其具有的力学性能。熔抽钢纤维是通过熔融的钢水甩制而制成，钢纤维强度跟热处理条件以及熔钢成分的不同而不同。以旋转性铣刀切削厚钢板或者铣刀切软钢锭制成切削钢纤维材质，其截面为三角形，且强度大于原材料的强度，和水泥混凝土具有良好的粘结性。钢纤维材料的抗拉强度和弹性模量均较高，约为水泥基材料的五倍。钢纤维材料也能制成不同种变截面，帮助增强其与水泥基材料的握裹力。

1.2 钢纤维长径比例

当钢纤维掺入量相当时，其具有的力学强度会随着钢纤维长径比例增加而增加，长径比例编导63时，力学性能增加显著。长径比例太小，混凝土混合材料具有较好的施工和易性，但增强效应却很难发挥出来。长径的比例太大，则容易导致纤维出现交叉结团的现象，且很难将其分散。增强弯拉的强度和提高其他性能是钢纤维混入混凝土的主要目的，因此应尽可能大地增加钢纤维的长径比，且施工和易性能的长径比例则应是尽可能小。实践表明，钢纤维长径比在50～70之间为宜，直径长度为0.4～0.7 mm间为宜。

1.3 钢纤维混入量

钢纤维的混入量不断加大，使得混合型材料的表面积比不断增大，从而占据了一部分的搅拌水，促使搅拌物质的坍落程度越来越小。增大拌合物质内部存在的摩擦力会导致搅拌物质和易性的下降，最终导致混凝土的强度越来越差。若钢纤维的混入量在0.5%以内，则和易性增强不显著。当纤维长度是30 mm，直径是0.8 mm，混入量为3%时，具有和易性效果还是比较好，但其成本的费用相对比较高。所以，纤维的最大混入量应为2%，通常情况下，其混入量为混凝土总体积的0.9% ～2%。

2 实际工程分析

2.1 工程项目基本情况

该工程案例是某县城于1992年修筑的水泥混凝土路面街道，该街道路面厚度是20 cm。随着交通通行数量增加，而且重载车辆明显增多，导致该混凝土路面出现断板不断增多，因此决定在该街道原有基础上加铺一层钢纤维混凝土面层。该街道长达1.20 km。路面幅宽为2×6 m，施工设计:将现有损坏比较严重的混凝土块进行凿除后使用C15素混凝土进行填平补强，从而达到原街道路面厚度;对于损坏不严重的板块可按照具体损坏程度选用C15细石混凝土进行填平;钢纤维混凝土层厚度为13 cm，选用CF35。

2.2 材料和配合比

水泥:使用普通的硅酸盐型水泥，其类别为42.5级。中粗砂:选用3.0细度的机制砂，且经石灰质岩石进行加工处理，最大粒直径(0.48 mm)，级配应符合相关标准，采用冲洗法检测含泥量应不超过1.0%。碎石:选用来源与砂料同料场的碎石，也可以选用石灰质岩石进行加工之后制得，碎石料最大粒直径是30 mm，级配符合相关标准，测得含泥量不超过1.0%，片状、针状颗粒含量不超过5.0%，表面洁净。钢纤维:采用低碳钢剪切扭曲类型，长度为30 mm，当直径达到0.6 mm时，钢纤维强度达到380 MPa。混凝土抗折强度设计为6.5 MPa、抗压强度为35 MPa。

因此，钢纤维掺入比率为1.2%，砂掺入率为48%，水灰掺入比为0.45%，具有的坍落度是23 mm。7 d抗压及抗折强度分别为36.7 MPa和6.26 MPa;28 d 抗压强度为47.5 MPa，抗折强度为7.02 MPa。

3 钢纤维混凝土路面施工

(1)分散设备的设置。于搅拌器处安装振动型的钢纤维分散机，可以有效地解决因钢纤维材料的一次性投入而造成的结团现象。分散机的分散水平接近40 kg/min，机械运转功率1 kW。同时，在搅拌机上安装分散机使其分散材料所需时间长，且搅拌时间增加，导致生产效率低下。

(2)投料方法。首先选用干搅拌方法，后使用湿搅拌法，可有效地避开钢纤维产生结团的现象，其投料顺序为:投入砂-投入钢纤维-投入石子-投入水泥。在搅拌机进行干搅拌1～2 min，然后加入水进行湿搅拌约2 min，总拌和时间不能超过6 min。拌和时间太长容易出现钢纤维结团，并且一次搅拌不能超过搅拌机总容量的33.3%。

(3)选择强制类型搅拌机。选择250 L容量的钢纤维混凝土搅拌机，其使用的是双锥反转出料方式的搅拌器。混入钢纤维量为1.2%，坍落度相对来说比较小，且减少搅拌机的使用率可以很好的减少或防止其超负荷性运作。

(4)振捣与摊铺作业。在钢纤维混凝土的浇注过程中，倒料时应相压18 cm左右，且不允许存在显著的浇注街头情况，从而保证钢纤维混凝土的连续性。摊铺路面时应先使用摊铺机进行初步摊铺，再采用人工进一步整平。振捣时若采用插入型振动棒，会形成钢纤维聚集在振动中的振动棒四周，从而造成集束效应。因此，应采用平板型振动器进行振捣，以保证钢纤维的分布接近二维分布。振捣棒的插入应沿着路线的方向，且钢纤维的分布应为竖向条状集束，从而确保路面边角混凝土的密实程度，还有助于抵抗板温度应力以及收缩应力，有利于荷载作用的传递。

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［1］王强，王娇，杨明飞.钢纤维混凝土路面施工质量控制［J］.路基工程，2009，(6):204.

［2］杨大为.现代路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术研究［J］.科技致富向导，2011，(23):395.

［3］李霞.钢纤维混凝土路面工程中的施工质量控制［J］.科技情报开发与经济，2011，21(23):215-216.