浅论市政路桥建设中钢纤维混凝土的应用

赵斐斐 姜逢超

摘要：从古至今，人类离不开的话题就是，吃穿住行。随着21世纪，新时代的到来 ，人们不仅对吃穿住有了更高的要求 ，食物不仅仅是用来填饱肚子，更注重营养的合理搭配，衣服除了保暖功能外，还要美观。通行也一样，怎能像以前泥泞的小路一样，那怎么了得。所以我国的市政路桥建设层出不穷，大街小巷都在进行整改，把泥泞小路变成宽广的水泥路，可是问题随之而来，人们发现修好的路还没过多久，就开始出现裂缝和凹凸不平的现象。桥梁上出现坍塌的事故也屡屡发生，给人们带来了不可挽回的损失。到底是什么原因导致这些刚刚建好的公路和桥梁没过多久就问题百出呢？难道投资了很多人力物力和金钱的公路和桥梁注定以后就是这样了吗？到底实施共过程中出现问题了，还是材料有问题呢？有没有什么解决问题呢？

关键词：市政路桥，钢纤维混凝土，应用

引言：

随着我国经济的发展，我国对交通道路也越来越重视，交通已经比以前更方便了。不管是市政还是农村的道路越来越方便人们行走。比如：我的家乡的变化，在十几年前，从我们家到县城里，一路都是泥泞的小路，在天晴的时候，路上的车子行驶的过程中还好一些，要是遇到刮风或者下大雨的情况就糟糕透了，刮风会使得地上的黄土随风飘扬，而下过大雨后，路上就没法行走了，简直太泥泞了！后来，国家和村子的村民合伙出资把路修成了水泥路，这样，再也不怕刮风下雨啦。水泥是普通混凝土主要组成部分，同时也是钢纤维混凝土的主要组成部分，那么钢纤维混凝土和普通混凝土有什么区别？钢纤维混凝土在市政路桥建设中又有哪些应用呢？本文将从什么是钢纤维混凝土？其有什么优缺点，和其在市政路桥建设的应用进行探讨。

一、什么是钢纤维混凝土？

前面我们提到了水泥是普通混凝土和钢纤维混凝土的重要组成部分，那么什么是普通混凝土呢？ 它分为哪些种类呢？钢纤维混凝土和普通混凝土有什么联系呢？让我们接着往下看：

1.普通混凝土指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。混凝土的种类很多。

（1）按胶凝材料不同：水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；（2）按表观密度不同：重混凝土、普通混凝土、轻混凝土；（3）按使用功能不同：结构用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土及防辐射混凝土等；（4）按施工工艺不同：喷射混凝土、泵送混凝土、振动灌浆混凝土等。

2.那么什么是钢纤维混凝土呢？和普通的混凝土有什么区别呢？

钢纤维混凝土顾名思义是一种复合材料，就是在普通的混凝土当中，加入了乱向分布钢纤维。当然是短的钢纤维，如果是长的，混凝土一旦凝固，成啥样了。其和普通的混凝土的区别就是提高了普通混凝土的抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度、抗压强度、抗压韧性和阻碍普通混凝土内部裂缝的形成，且具有较好的延性。

二、钢纤维混凝土有什么優缺点？

在上文中，我们讲述了什么是钢纤维混凝土以及和普通混凝土的区别。那么钢纤维混凝土到底有什么优缺点呢？

由于钢纤维是乱向分布的，因此，钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。钢纤维是一种特种钢制成的特种钢性制品，主要是解决铺设钢筋的复杂工艺和节省工期，而且能解决混凝土开裂的问题。

现代施工工艺中，逐渐采用湿喷钢纤维混凝土来代替普通混凝土，目前使用20-40mm厚0.5mm的钢纤维。其优点是：

1）回弹率相比干喷要低得多，一般在5%-10%；2）钢纤维之间不产生回弹，使用40mm的钢纤维时，也能控制回弹；3）混凝土质量均一，通常可达到55MPA的强度，特殊作业时，可达到100MPA；4）周围空气湿润后，能有效减少粉尘；5）作业安全；6）水灰比小，透水性低；7）不需要防腐蚀处理，可防止电解和加速腐蚀。

缺点是：

1）钢纤维混凝土其技术特点是能提高混凝土的韧性和抗拉强度，但是钢纤维搅拌时易结团，混凝土和易性差，泵送困难、难以施工且易锈蚀。2）钢纤维混凝土的自重大、在制造方面使用大量的钢材，加大了对钢材的消耗，增加成本较多。3）钢纤维在使用过程中破坏形态主要是被拔出，而不会被拉断，这说明钢纤维的与混凝土的粘附性不足，这会影响提高混凝土抗拉强度的效果，它增韧增强的原理是当裂缝产生后由于钢材的高模量和单根的高抗拉强度，阻止了裂缝的进一步开展；但由于数量有限，对微观裂缝约束效果不大，对抗渗、冻融等性能提高并不明显。

4）施工中钢纤维密度过大，振捣浇注时往往会沉于混凝土下部，不可能均匀分布。

三、钢纤维混凝土在市政路桥建设中应用在哪些方面？

随着我国经济的不断发展，人们的交通问题得到了改善，道路由原来的泥泞小路变成了如今的水泥路或者柏油路。水路原来只能通过船进行运输货物或人，如今大大小小的桥不断建成。而问题也随之而来，近些年，许多由于桥塌陷而造成的事故层出不穷。比如：①2012年5月13日上午，湖南省岳阳市平江县梅仙镇与余坪乡交界附近一座大桥突然垮塌事故。平江县交通局党委书记、局长毛帅南表示，该垮桥事故原因初步查明，系上游一艘挖沙船只被连日的暴雨引发的山洪冲下来后，撞击桥墩所致。②2009年7月15日凌晨1时33分，津晋高速公路港塘收费站800米外匝道桥坍塌，5辆载货车坠落，造成6人死亡，4人受伤。坠落的5辆货车中，3辆车运载铁矿石，一辆车运载电石灰，一辆车空载。其中，有3辆车的载重达到120吨以上，而匝道桥的承载能力为重车55吨、挂车120吨。所以，超载共振导致匝道桥倒塌被疑为事故发生的原因之一。

从上面的案例中不难看出，导致桥发生坍塌的原因是撞击和共振。从物理学的角度分析，对桥上的汽车在竖直方向进行受力分析，汽车受垂直向下的重力和桥对汽车向上的支持力两个力，当支持力小于重力时，则桥坍塌。从桥的材料属性来分析的话，那就是其韧性差，脆性强。

四、结束语

由于钢纤维混凝土有效的解决了普通混凝土的韧性差、脆性强等等不足的问题，为我国路桥的安全使用提供了保障。近些年，钢纤维混凝土被广泛的应用在市政路桥建设方面。同时，钢纤维混凝土也存在这自身的缺点，重量大，成本高等等。希望在未来的日子里，我国能够研发出能好的混凝土，为我国的繁荣昌盛添加一砖一瓦！

参考文献：

[1]王潞宏.钢纤维混凝土施工技术在市政路桥建设中的应用[J].建筑，2012，10，5.

[2] 王潞宏. 钢纤维混凝土施工技术在市政路桥建设中的应用[J]. 建筑， 2012（19）：66-66.