关键词：道路桥梁施工；钢纤维混凝土；技术特点
近年来，我国经济的发展也带动了城市化进入了快速发展的时期，人们对建筑施工质量的要求也达到了新的水平。随着公共基础设施建设的大力推进，建筑技术的不断进步，钢纤维混凝土技术应运而生。钢纤维混凝土技术就是在施工过程中，在混凝土中加入固定量的短钢纤维以增强混凝土的抗拉强度以及承载能力。由于钢纤维在混凝土中均匀乱向分布，对控制普通混凝土中裂缝具有明显的优势，能显著提高混凝土的韧性和强度，有效提高其承载能力、抗冲击性、抗裂性。因此，钢纤维混凝土目前已广泛应用于我国道路桥梁等基础设施的建设，具有重要的现实意义。
1钢纤维混凝土概述
钢纤维混凝土是利用钢纤维降低混凝土中内外力作用下产生的裂缝数量以及膨胀的作用。在作用的早期阶段，水泥基材作为承受混凝土外力的主要载体，出现裂缝后，钢纤维成为载体的主力，该阶段下的钢纤维受力也是有临界值的，超过后材料也将出现较大的变形，破坏材料。同时钢纤维混凝土具有很多方面的优势，其自身抗疲劳和抗压缩特性良好，与普通混凝土相比，可以极大得改善其物理性能，比如增加强度、重量比；大大提高拉伸、弯曲、极限强度；具有很好的抗裂性、耐冲击性等。通过在混凝土中加入适当比例的钢纤维并充分混合均匀，对于道路和桥梁的施工都具有十分重要的实际意义。比如桥梁常由于其重量过大而引起塌陷，如果科学合理地使用钢纤维混凝土材料，就可以有效减少其重量，还能大幅度改善由于温度变化引起的裂纹。另外钢纤维混凝土还具有很强的抗剪切性和抗霜冻耐磨性，具有显而易见的工程优越性。
2钢纤维混凝土施工技术
2.1选择合适的钢纤维材料道路桥梁的施工质量很大程度取决于施工技术，因此在进行钢纤维混凝土施工时，对于钢纤维品种选择，其强度应该和基材强度差不多，拉伸极限应超过480MPa，钢纤维含量在0.46%～1.96%，钢纤维直径通常控制在0.42～0.65mm，最小直径不能小于0.38mm，其长度不能太长，使其长径比能保证钢纤维的机械性能符合施工要求，控制在45～75。另外钢纤维在进行搅拌前需要先与细骨料定量混合均匀或选择较粗直径、更好材料的纤维，重要的是保证钢纤维易分散的特性。2.2设计合适的配料比和分散装置钢纤维混凝土的配合比例应遵循普通混凝土拌合料设计原则进行，也可以根据施工现场的实际情况进行试验，确定混凝土具体的配料比。混凝土和钢纤维的均匀混合也是非常重要的一个环节，为了确保钢纤维和混凝土混合前前保持均匀分散，钢纤维可以通过分散器进入混合器，保持分散机的功率为0.75～1.0kW，分散力优选为20～60kg/min。2.3严格控制搅拌时间对于混凝土和钢纤维的搅拌时间的控制，在搅拌机内要把混合的材料进行干燥搅拌1min。适当加入外加剂或减水剂再湿拌达2min左右，改善混合料，提高施工质量，还能减少水泥用量。2.4选择合适的搅拌机钢纤维混凝土搅拌机有双锥反转出料搅拌机和强制搅拌机两种类型，通常情况下低搅拌功率对增加搅拌机的使用寿命非常有益。当纤维含量高或者坍落度小时，可以适当选用较低的搅拌功率避免混合器过载，延长其使用年限。2.5合理浇注和振捣为了保证钢纤维混凝土良好混合，浇筑和振捣这两个过程很有必要。首先钢纤维混凝土浇注必须连续，而且做到隐藏浇注接头，每次倒料要压在15～20cm以保证钢纤维混凝土的整体连续性。另外，振捣时需要使用插入式振动棒，使钢纤维朝向振动棒的振动方向聚集，形成团簇效应，还可以使用平板振捣器以保证钢纤维的二维分布。在振捣过程中为了保证混凝土的边缘致密，应该让钢纤维纵向带束排列，利于板体传递收缩应力、温度应力和载荷，还需在振捣后将混凝土表面做好抹平光滑工作，压实暴露的钢纤维，防止暴露的刚纤维生锈。2.6做好成型后的维护工作钢纤维的组成包括粗骨料、大砂率，加上一般情况都是乱向分布，不太美观。基于这方面考虑，可以使用真空吸水工艺对钢纤维混凝土路面进行机械平整，防止钢纤维暴露；还可以使用压纹机用来防止尼龙纤维暴露的现象。2.7运输方面对于钢纤维混凝土的运输，考虑到会影响坍落度、含气量以及混合物稠度，应采用泵送。在不能使用的条件下，则应尽量减少运输距离，增大出料口，以防止出现运输过程中的重力下沉，导致钢纤维拌合均匀较差，从而节约成本。
3道路施工中钢纤维混凝土技术的应用
钢纤维可用于减少路面厚度和减少纵向接缝量，而钢纤维混凝土的优势也很明显，如良好的抗冻耐磨性、横向缩缝少，对延长路面使用寿命大有益处，因此在道路施工中已被广泛使用。但同时由于其铺设的薄厚度以及数量少的水平收缩接缝，在施工中道路的使用较为频繁，具有很多类型。3.1复合型钢纤维混凝土路面顾名思义，复合型钢纤维混凝土路面不只一层，通常表现为两层式或三层式，两层型是底层为普通混凝土的道路的上层铺设40%～60%全厚的钢纤维混凝土；三层型是在上下两层钢纤维混凝土的中间再加一层普通混凝土。尽管结构和施工过程比较复杂，需要相关施工人员具有丰富的施工经验，但是这种结构的路面更耐用，通常三层复合型钢纤维混凝土路面应在极端条件的地区使用。另外，这种复合型钢纤维混凝土需要较高的施工成本，通常适用于高度机械化的地区使用。3.2全截面钢纤维混凝土路面全截面钢纤维混凝土对路面厚度的控制，可取普通混凝土道路的46%～52%，一般为50%左右；钢纤维含量范围为0.79%～1.18%，一般为1%左右；通常不会设置纵向缝隙，而横向缝隙之间的空隙最好控制在20cm左右，距离最大不能超过0.5m。3.3碾压钢纤维混凝土路面碾压钢纤维混凝土路面的主要施工方法是沥青混凝土路面的施工方法，将钢纤维置于混凝土中，轧制成型混凝土路面。这种将钢纤维放置在碾压混凝土的方法，可以改善碾压混凝土的力学性能，有效提升路面的韧性和强度，但目前对实现压实度和平整度的统一还存在一些难度。3.4钢纤维混凝土罩面钢纤维混凝土罩面在道路施工中的作用为修复受损的混凝土路面，维修和养护旧的混凝土路面。钢纤维混凝土本身具有良好的建筑材料塑性，对提高混凝土的抗拉、抗弯、抗裂性能都很有帮助。因此，采用钢纤维混凝土罩面修复路面是提高路面的性能和使用寿命的有效手段，不仅减薄表层的厚度、扩大接头间距，而且节省工程造价，具有一定的经济效益和社会效益。钢纤维混凝土罩面包括结合型、直接型、分离型三种，结合型是指将新旧混凝土表层相互作为一个整体结合起到增强整体结构的强度作用；分离型是指新的覆盖层单独作用，不和旧的混凝土粘结，中间还设置了隔离层，独立的层面分别发挥作用；直接型是指将钢纤维混凝土直接加在旧的水泥混凝土表面层，这种方式多用于修补损坏程度较小的旧水泥混凝土路面。
4桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用
4.1改善桥面铺装钢纤维钢筋混凝土作为桥面铺装层具有很多好处，可以有效地加强桥体的刚度和弯曲强度；大大提高桥梁的舒适性和抗裂性等，延长了桥梁的使用年限；改善了桥梁的受力状况，使桥梁能更好地发挥其功能，保证了较高的施工质量水平。对于钢纤维混凝土桥面铺装，其厚度是正常厚度的一半，包括两层和三层结构，两层结构是指钢纤维混凝土作为上层、普通混凝土作为下层；三层结构是指上下层为钢纤维混凝土，中间层为普通混凝土，这种结构施工过程更复杂，具有一定的施工难度，因此采用两层铺设的结构较多。4.2加固桥梁部分结构由于长时间的负荷作用，桥梁难免存在一些问题，比如出现裂纹、表面剥落等，对桥梁结构进行加固十分有必要。桥梁施工中通常采用剪切钢纤维和切削钢纤维两种钢纤维材料，应控制两种材料的产量在1.0%以下，还可以采用转子Ⅱ型喷射机进行钢纤维混凝土喷涂。这种方式是一项有效的科学的技术措施，对提升桥梁的抗震性、满足桥梁结构的总体需要大有益处。此外，为了改善表面的区域下落现象，可以利用钢纤维钢筋混凝土进行部分区域加强工作，使用硫铝酸盐与TS型速凝剂快硬水泥，防止桥梁出现裂缝，在混凝土表面喷砂或凿，增强新旧混凝土完整性。4.3强化钢筋混凝土桩对桩顶或桩尖部分使用钢纤维混凝土可以大大提高桩的穿透性，一方面，能对其抗冲击强度和韧性有一定程度的提高，还能有效降低冲击频率；另一方面也能防止桩尖在打入设定深度之前出现破裂现象，有效地提高了桩尖进土的深度，显着提高打击速度。但是对桥梁整体使用钢纤维混凝土需要巨大的资金成本，因此可以对桩身采用预应力钢筋混凝土或非预应力钢筋混凝土，用于节约施工成本。
5结束语
综上所述，随着我国的道路桥梁建设中不断更新的施工技术，钢纤维混凝土作为一种新型多相复合建筑材料，在抗压、抗弯、抗拉、抗冲击、抗裂等方面发挥了巨大的优越性，因而被企业青睐广泛应用于道路和桥梁施工，对提高建筑施工质量水平意义重大。我国目前钢纤维混凝土技术还处于起步阶段，其理论和应用还有待完善，仍然需要更多的技术人员及专家进行不断探索和研究，优化和改进该技术。文章通过钢纤维混凝土技术在道路和桥梁施工中的具体应用和施工技术的分析，希望能为钢纤维混凝土施工人员中提供一些借鉴。相信在不久的将来，钢纤维混凝土技术将会越来越完善，更加广泛地用于道路和桥梁建设。
参考文献：
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关键词：钢纤维混凝土；技术；应用
中图分类号：TV431+.3文献标识码： A
一 引言
伴随着混凝土在工程方面使用更加广泛，不能满足工程要求的缺点就越来越明显。针对此情况长期以来，国内外许多专家和学者不断探索改善混凝土的性能的各种方法和途径，提出了一种以传统素混凝土为基体的复合材料钢纤维混凝土。
二 钢纤维混凝土的基本性能
钢纤维混凝土的特点是抗裂,抗拉,抗弯,抗剪,耐磨性能,疲劳强度和抗冻融性能均较普通混凝土有大幅提高。而发生这些变化的是因混凝土中掺入了钢纤维，下面我们就其的基本性能和引发的增强机能进行如下分析。
2.1 钢纤维基本性能
2.1.1钢纤维的类型及特征参数
钢纤维按材质分,有普通碳钢钢纤维和不锈钢钢纤维,其中以普通钢钢纤维用量居多。
2.1.2钢纤维的主要性能
钢纤维的主要性能包括抗拉强度与黏结强度。试验表明,由于普通钢纤维混凝土主要是因钢纤维拔出而破坏,并不是因钢纤维拉断而破坏,因此钢纤维的抗拉强度一般能满足使用要求,而其与混凝土基体界面的黏结强度是钢纤维混凝土性能的主要因素。
2.2钢纤维混凝土的增强机能
目前对于混凝土中均匀而任意分布的短纤维对混凝土的增强机理存在着两种不同的理论解释。其一为美Romualdi提出的“纤维间距机理”;其二为英国的Swamy,mangat等人提出的“复合材料机理”。
三钢纤维混凝土的技术要求
因为不同的纤维类型对混凝土的增韧效果也有差异，还有其他原材料的采用都会影响混凝土的性能，所以我们对其有要求。同时，在一般情况下，纤维掺量影响着纤维对混凝土的增韧效果，而且纤维掺量的增加，会增大经济成本，因此这要求我们按照相关规范进行配合比设计、拌和，按照相关规范进行质量控制和施工。
3.1 原材料的质量要求
钢纤维：表面应洁净无锈无油，无粘结成团现象，保证钢纤维与混凝土的粘结强度，尺寸和抗拉强度符合技术要求。
水泥,骨料,水,外加剂和混合材料应符合国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》中的关规定。
3.2钢纤维混凝土配合比设计
钢纤维混凝土的配合比是指钢纤维混凝土中各组成材料之间的比例关系。
钢纤维混凝土的配合比设计与普通水泥混凝土相比，在水泥混凝土拌合料中掺入钢纤维，主要是为了提高混凝土的抗弯、抗拉、抗疲劳的能力和韧性。
3.3钢纤维混凝土的拌和
对于钢纤维混凝土宜采用机械拌和。当钢纤维体积率高,拌和物稠度较大时,搅拌机一次拌和量不大于其额定拌和量的80%。
3.4钢纤维混凝土的质量控制
钢纤维混凝土的质量检验除应对原材料配合比施工主要环节按现行有关混凝土结构工程施工与验收规范的规定执行外,尚应检验下列项目:对钢纤维进行质量检验。取样制作抗压,抗折强度标准试件,坍落度不大于50mm的钢纤维混凝土用震动台振实;大于50mm的用木槌振实。抗压试块采用边长150mm的立方体为标准试件标准养护28天测定其抗压强度,抗折试件采用150m×150mm×550mm的标准试件经标准养护,在龄期达90天时进行测试。
3.5钢纤维混凝土的设计与施工要求
我国于1996年出版了《钢纤维混凝土试验》CECS13:89和《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》CECS38:92,但本规程只对钢纤维混凝土结构不同于混凝土结构设计与施工的专门要求作出规定。在进行钢纤维混凝土结构设计和施工时,尚应与相应的规范配合使用。
四钢纤维混凝土的应用技术
钢纤维混凝土作为一种新型复合材料，以其优良的抗拉、抗弯、阻裂、耐冲击、耐疲劳、高韧性等物理力学性能，目前已被广泛应用于建筑工程、水利工程、公路桥梁工程、公路路面和机场道面工程、铁路公程、管道工程、内河航道工程、防暴工程和维修加固工程等各个专业领域。
4.1钢纤维混凝土在水利工程应用
水利工程钢纤维混凝土在水利工程中的应用比较广泛，主要将其用于受高速水流作用以及受力比较复杂的部位，水利工程中相关方面使用钢纤维混凝土的有：支护工程、储水、防渗、输水管道工程、高速水流冲刷磨损部位、处于腐蚀环境中的构件、动力荷载作用部位和抗震结构节点、复杂应力部位等。
4.2钢纤维混凝土在道路和桥梁工程应用
钢纤维混凝在道路和桥梁工程方面，主要广泛应用于路面、桥梁、机场跑道等工程中，包括新建及修补工程。钢纤维混凝土较普通混凝土有较好的韧性，抗冲击、抗疲劳性。它可使面层厚度减少，伸缩缝间距加长，使用性能提高，维修费用减低，寿命延长。
4.3钢纤维混凝土在铁路工程应用
在铁路工程方面，钢纤维混凝土主要用于预应力钢纤维混凝土铁路轨枕、双块式铁路轨枕及抢修铁路桥面防水保护层中。铁路工程承受较大的荷载、较高的速度和数万次的振动，所以要求混凝土必须具有较高的强度、较高的抗冲击性及较大的塑性。这正好利用了钢纤维混凝土的抗冲击性及较好的塑性。钢纤维混凝土的应用，使维修工作量大为减少，并提高了线路的使用寿命，效果良好。
铁路方面在西康线椅于山隧道工程采用湿喷钢纤维混凝土取得成功，由于钢纤维混凝土的抗压、抗拉和抗剪强度大，具有很强的支护功能。
4.4钢纤维混凝土在港口及海洋应用
钢纤维混凝土在海洋工程中的使用主要是钢纤维混凝土的腐蚀问题，所以有待进一步研究，但在日本和挪威的使用经验是令人鼓舞的。日本钢铁俱乐部采用钢纤维混凝土作钢管桩防腐层，在海水中浸泡10年，钢纤维混凝土防腐完好，钢管表面无锈蚀，仍有金属光泽。挪威将钢纤维混凝土用于北海海底输气管道的隧道衬砌、Forsmark核电站海底核废料库的支护、海洋平台后张预应力管道孔的封堵以及码头混凝土受海水腐蚀部位的修补等。
五钢纤维混凝土的经济和社会效益
根据各个工程方面事例，我们从钢纤维混凝土与普通混凝土性能对比上就可以直观的看出产生的经济效益。综合分析，对于旧混凝土路面，若采用钢纤维混凝土进行罩面修复，则一次性投资的费用比挖掉重建混凝土路面要节省许多。同样，从一次性投资、使用年限、维修费用、资金的时间价值来全面评价钢纤维混凝土路面工程的经济效益，与新铺沥青混凝土路面评价综合效益，钢纤维混凝土路面虽一次性投资较前者高，但从其维修费用、使用年限的不同考虑，以及和资金的时间效益，用年成本法计算其等值年金，结果表明钢纤维混凝土路面每年支出的费用比沥青混凝土路面要低35％。采用钢纤维混凝土修补法，不但可使钢纤维混凝土的质量及其增强效果得到保证，而且还可提前开放交通，具有显著的经济效益和社会效益。
由以上可以看出钢纤维混凝的优越性，不仅仅体现在结构性能上，还在经济效益和社会效益上。
六 结语
[论文摘要]钢纤维混凝土是一种新型的复合建筑材料，其物理和力学性能优于普通混凝土，通过介绍钢纤维增强混凝土的基本理论，阐述钢纤维混凝土在多个领域工程中的应用。
钢纤维混凝土（SteelFiberReinforcedConcrete,简写为SFRC）是在普通混凝土中掺入适量短钢纤维而形成的可浇筑、可喷射成型的一种新型复合材料。它是近些年来发展起来的一种性能优良且应用广泛的复合材料。其中所掺的钢纤维是用钢质材料加工制成的短纤维，常用的有：切断型钢纤维、剪切型钢纤维、铣削型钢纤维、熔抽型钢纤维等。钢纤维在混凝土中主要是限制混凝土裂缝的扩展，从而使其抗拉、抗弯、抗剪强度较普通混凝土有显著提高，其抗冲击、抗疲劳、裂后韧性和耐久性有较大改善，使原本属于脆性材料的混凝土变成具有一定塑性性能的复合材料。
一、钢纤维增强混凝土的基本理论
（一）复合力学理论
复合力学理论是以连续纤维复合材料理论为基础，结合钢纤维在混凝土中的分布特点形成的。该理论是将复合材料视为以纤维为一相，基体为另一相的两相复合材料。
（二）纤维间距理论。纤维间距理论又称纤维阻裂理论，是1963年由J.P.Romualdi和J.B.Batson提出来的。该理论根据线弹性断裂力学理论解释纤维对裂缝发生和发展的约束作用，认为欲增强混凝土这种本身带内部缺陷的脆性材料的抗拉强度，必须尽可能地减少内部缺陷的尺寸，提高韧性，降低裂缝尖端的应力强度因子、减少裂缝尖端的应力集中作用，故在裂缝处用纤维连接，受拉时跨越裂缝的纤维将荷载传递给裂缝的上下表面，使裂缝处材料仍能继续承载，这样，因裂缝的出现孔边应力集中程度就缓和，随着桥接裂缝纤维数目的增多，纤维间距越小，缓和裂缝尖端应力集中程度越大，对裂缝尖端产生的反向应力场也越大，当纤维数量增加到密布于裂缝时，应力集中就会消失，进一步表明纤维的阻裂效应，即在复合材料结构形成和受力破坏的过程中，有效地提高了复合材料受力前后阻裂引发与扩展的能力，达到钢纤维对混凝土增强与增韧目的。
（三）界面应力传递的剪滞理论。钢纤维混凝土中钢纤维周围的水泥基体结构与自身结构是不相同的，即在钢纤维与基体之间存在着界面层。钢纤维混凝土的性能主要取决于混凝土基体性能、钢纤维含量以及它们之间的界面特性。假定界面是一层厚度可以忽略的薄层，但具有一定的力学性能。当荷载作用于钢纤维混凝土时，荷载一般先施加于低弹性的基体，然后通过纤维-基体的界面，把一部分荷载传递给高弹模的纤维，使纤维和基体共同承担荷载，从而起到增强的作用。
二、钢纤维混凝土的应用
钢纤维混凝土作为一种新型复合材料，以其优良的抗拉、抗弯、阻裂、耐冲击、耐疲劳、高韧性等物理力学性能，目前已被广泛应用于建筑工程、水利工程、公路桥梁工程、公路路面和机场道面工程、铁路公程、管道工程、内河航道工程、防暴工程和维修加固工程等各个专业领域。（一）水利工程
钢纤维混凝土在水利工程中的应用比较广泛，主要将其用于受高速水流作用以及受力比较复杂的部位，如溢洪道、泄水孔、有压疏水道、消力池、闸底板和水闸、船闸、渡槽、大坝防渗面板及护坡等。这些部位对混凝土材料自身的抗拉强度、抗剪强度以及抗裂性能的要求都比较高，也正发挥了钢纤维混凝土的自身优势。我国在实际工程中应用的有：三峡工程、小浪底水利枢纽工程、三门峡泄水排砂底孔等工程。以上工程都获得了较为满意的效果，并取得了较好的经济效益。
（二）建筑工程。钢纤维混凝土在建筑工程中的影响越来越广泛，一般应用于房屋建筑工程、预制桩工程、框架节点、屋面防水工程、地下防水工程等工程领域中。如抗震框架节点中使用钢纤维混凝土，能代替箍筋满足节点对强度、延性、耗能等方面的要求，而且还能提供类似于箍筋约束混凝土的作用，并解决节点区钢筋挤压使混凝土难于浇注的施工问题；钢纤维混凝土还具有良好的抗裂性，可使构件在标准荷载下处于弹性阶段而不裂，不出现应力的重分布；用钢纤维混凝土制成的自防水预应力屋面板，不仅提高了自防水预应力屋面板的抗裂性能，同时也减少了纵向预应力筋的配筋率，提高了结构的耐久性。钢纤维混凝土在建筑中的应用实例有：福州东方大厦、沈阳市急救中心站综合楼、江苏省丹阳市中医院、辽阳市食品公司办公楼等工程。
（三）道路和桥梁工程。钢纤维混凝在道路和桥梁工程方面，主要广泛应用于路面、桥梁、机场跑道等工程中，包括新建及修补工程。钢纤维混凝土较普通混凝土有较好的韧性，抗冲击、抗疲劳性。它可使面层厚度减少，伸缩缝间距加长，使用性能提高，维修费用减低，寿命延长。面层较普通混凝土可减少30-50%，公路伸缩缝间距可达30-100m，机场跑道的伸缩缝间距可达30m。用于路面及桥面修补时，其罩面厚度仅为3-5cm。在实际工程中有：北京东西环路立交桥、沪杭高速公路成渝公路、大足朱溪大桥、广州解放大桥等工程中都采用了钢纤维混凝土解决工程难题，使用效果较好，经济效益显著。
（四）铁路工程。在铁路工程方面，钢纤维混凝土主要用于预应力钢纤维混凝土铁路轨枕、双块式铁路轨枕及抢修铁路桥面防水保护层中。铁路工程承受较大的荷载、较高的速度和数万次的振动，所以要求混凝土必须具有较高的强度、较高的抗冲击性及较大的塑性。这正好利用了钢纤维混凝土的抗冲击性及较好的塑性。建成的工程有：沈阳铁路局长达线维修工程、柳州铁路局黔桂铁路铺设工程、南昆铁路隧道工程和西安安康铁路椅子山隧道等工程土。钢纤维混凝土的应用，使维修工作量大为减少，并提高了线路的使用寿命，效果良好。
（五）港口及海洋工程。钢纤维混凝土在海洋工程中的使用主要是钢纤维混凝土的腐蚀问题，所以有待进一步研究，但在日本和挪威的使用经验是令人鼓舞的。日本钢铁俱乐部采用钢纤维混凝土作钢管桩防腐层，在海水中浸泡10年，钢纤维混凝土防腐完好，钢管表面无锈蚀，仍有金属光泽。挪威将钢纤维混凝土用于北海海底输气管道的隧道衬砌、Forsmark核电站海底核废料库的支护、海洋平台后张预应力管道孔的封堵以及码头混凝土受海水腐蚀部位的修补等。我国江苏石舀港码头的轨道梁工程中也使用了钢纤维混凝土。
除了上述领域外，还有很多钢纤维混凝土的应用的实例，如承受重级工作制造工业厂房和仓库地面、薄壁蓄水结构、预制板、离心管、污水井、游泳池、耐火混凝土和耐火材料、抗爆结构、各类建筑物和构筑物的修补、补强加固、抗震加固等。
三、结束语
钢纤维混凝土具有普通混凝土不具有的优点，且具有良好的经济效益，其在民用建筑楼地面、公路路面、预制构件水利工程、港口码头、机场跑道和停机坪、桥梁隧道以及各种构筑物等方面的应用前景将是十分广阔的前景。
参考文献：
摘要：钢纤维混凝土是一种新型的复合材料，具有较高的抗拉强度和断裂韧性，抗疲劳等性能，本文通过对普通钢纤维混凝土和自密实钢纤维混凝土性能的对比，阐述钢纤维混凝土在施工过程中的拌合工艺；通过与普通钢纤维混凝土工艺的对比，阐述自密实钢纤维混凝土在施工过程的优越性。
关键词：自密实混凝土 钢纤维 施工工艺
1.概述
钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforce Concrete简称SFRC)是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。
自密实混凝土的应用已经20年的历史，在国内的应用仅有10多年，特别是最近几年，自密实混凝土的应用越来越广泛，自密实混凝土是指在自身的重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充米板，同时获得很好的均质性，并且不需要附加振动的混凝土，因自身具有很多优点，自密实混凝土被广泛的应用于工程中。
自密实钢纤维混凝土集这两种混凝土的优点于一身，即在混凝土施工浇筑的过程中利用自密实混凝土拌合物的易浇筑密实的特点，在混凝土硬化后利用钢纤维混凝土的力学与变形能力。
2.钢纤维混凝土的特点
在普通混凝土之中，以乱向的方式均匀地把一定量的钢纤维分布其中，再经过硬化从而制得钢纤维混凝土，这些乱向分布的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，较之普通混凝土，物理力学性质大多都较高：重量和强度比值增加；抗拉 抗压及抗弯的极限强度较高；良好的抗冲击性能；明显改善的变形性能；显著提高的抗裂与抗疲劳性能；抗剪性优越；对由于温度应力而造成的裂缝及裂缝的扩展的的阻止与抑制能力良好；耐磨与抗冻性能良好。
普通钢纤维混凝土的纤维体积率在1%—2%之间，较之普通混凝土，抗拉强度提高40%—80%，抗弯强度提高60%—120%，抗剪强度提高50%一100%，抗压强度提高幅度较小，一般在0—25%之间，但抗压韧性却大幅度提高。
自密实钢纤维混凝土拥有普通钢纤维混凝土的特点，同时还具有自密实混凝土的自密实性能，主要包括流动性、抗离析性及填充。每种性能均可采用坍落扩展度试验、V漏斗试验（或T50试验）和U型箱试验等一种以上方法检测。这种自密实性能可以保证混凝土良好的密实，不需要振捣，改善混凝土的表面质量，不会出现不会出现表面气泡或蜂窝麻面，不需要进行表面修补；能够逼真呈现模板表面的纹理或造型。但钢纤维体积率对钢纤维自密实混凝土的抗压强度影响不大，但对劈拉强度和抗折强度影响较明显，且随着钢纤维体积率的增加而增大。
3.钢纤维混凝土的比较
两种钢纤维混凝土比普通混凝土具有以上的特点，但是这些特点与钢纤维有着密切的关系，在钢纤维混凝土的制备过程中，两种混凝土钢纤维的选择要考虑以下几个方面：
⑴纤维种类 不同种类的钢纤维具有不同的力学性能（主要是抗拉强度、弹性模量、短裂延伸率等），而这些性能与钢纤维能否在混凝土中起作用有着很大的关联性。
⑵纤维长度与长径比 使用连续长钢纤维时，钢纤维与水泥基体黏结较好，因此可充分发挥钢纤维增强作用。但如果使用的是短钢纤维时，则要取决于钢纤维的临界长径比。钢纤维临界长径比是钢纤维的临界长度与其直径d的比值，即①若钢纤维的实际长径比小于临界长径比，则复合材料破坏时，钢纤维由水泥基体内拔除。②若钢纤维的实际长径比等于临界长径比，只有基体的裂缝发生在钢纤维中央时钢纤维才拉断。否则钢纤维短的一侧从基体内拔出。③若钢纤维的实际长径比大于临界长径比，则复合材料破坏时钢纤维可拉断。
钢纤维长度的选择：钢纤维的长度必须与混凝土中粗集料的公称粒径相匹配，混凝土粗集料的公称粒径应为钢纤维长度的2/3~1/2,即钢纤维可以跨越一个粗集料，并与另外一个粗集料的1/3搭接，同时钢纤维的长度不可以太长，过长的钢纤维搅拌不均匀，且容易成团。
⑶纤维体积率 纤维体积率直接影响到混凝土的工作性能，力学性能及耐久性能等。纤维掺量过少时，不能很好发挥效果，纤维掺量过多会使混凝土难以成行，出现“团聚”现象。
⑷纤维取向 钢纤维在混凝土中的取向对其利用率有很大影响钢纤维自密实混凝土搅拌时，宜采用强制式搅拌机，为了使钢纤维充分分散防止钢纤维由于一次性加入搅拌机而出现结团现象，把钢纤维先经过分散机然后加入搅拌机，采用先干后湿分级投料的工艺，将钢纤维，粗集料，细集料根据配合比配制的混合料在搅拌机先干拌1min，然后再加入水和外加剂进行搅拌。
两种钢纤维混凝土的施工制作顺序和方法类似，但是，在浇筑之后，普通钢纤维混凝土和一般的混凝土一样需要振捣，掺入的钢纤维由于自身的重量在振捣的过程中会向着振捣的相反方向聚集，导致混凝土中的钢纤维分布不均匀，从而影响钢纤维混凝土的力学性能。
相反，钢纤维自密实混凝土在浇筑之后，由于自密实混凝土在自身重力作用下能够流动填充模板而不需要振捣，避免了钢纤维在混凝土中聚集的现象，使得自密实钢纤维混凝土的力学性能得到充分的利用。
钢纤维自密实混凝土无需振捣而能自实。在实际施工中消除了浇筑混凝土时的振捣噪声，提高了施工速度和质量，实现了混凝土浇筑的省力化，为改善和解决过密配筋、薄壁、复杂形体、大体积、有特殊要求、振捣困难的工程施工施工条件带来了极大的方便。
决定钢纤维混凝土力学性能的最后总要参数是它的韧性，已经有研究结果显示钢纤维自密实混凝土的韧性要比普通钢纤维混凝土强的多[1]。
参考文献：
[1]张金强译.钢纤维在自密实混凝土中的应用[J].石家庄铁路工程职业技术学院学报，2002，1（3）：76-80.
[2]程庆国,高路彬等.钢纤维混凝土理论及应用[M].北京：中国铁道出版社， 1999.
[3]陈睿,刘真等.自密实混凝土应用研究[A].武汉：无哈理工大学学报，2001
关键词：大体积混凝土 纤维混凝土 裂缝控制
随着科技和工业水平的不断提升，越来越多的新型材料逐渐被应用在现代建筑工程施工中，还有些材料是在传统材料的基础上添加其他物质或利用特殊工艺改良后的新材料，例如纤维混凝土混凝土。由于聚丙烯本身是一种具有很多纤维特性的材料，其在与混凝土结合后可以产生很强的握裹力，能够极大的增强混凝土的抗裂抗拉性能，实现很好的裂缝防治效果。除此之外，纤维混凝土还能改善混凝土的其他性能，且价格较为低廉，因此是一种极具发展潜力的新型建筑材料。以下本文就来分析其在大体积混凝土裂缝防治中的具体应用。
1、纤维混凝土在混凝土中的应用特点
纤维混凝土的主要成为是聚丙烯，其是通过特殊工艺而形成的高分子有机材料。将纤维混凝土应用在混凝土中能够极大的提高混凝土的各项性能，主要可以体现在以下几方面：
1.1增大混凝土的抗裂、抗拉、防渗性能。将纤维混凝土添加到混凝土浆液后，能够利用单丝纤维的作用提高浆液的抗裂能力，经过试验证明，其能够将混凝土的抗裂性能提高70%，将其防渗性能提高65%左右。
1.2增强混凝土的抗冲击性和耐磨性。尽管纤维混凝土的刚度不高，也不能很好的传递荷载，不过其能够吸收一定的冲击力，因而能够在混凝土内部阻止部分应力过于集中从而引起裂缝现象。可以说，纤维混凝土极大的提高了混凝土的抗冲击性与耐磨性。
1.3提高混凝土的耐久性和抗冻性。与增强混凝土的抗冲击性一样，纤维混凝土可以利用其吸收应力的作用来缓解温度应力对混凝土结构的破坏，从而避免温差裂缝的产生。通过改善其抗冻性能和抗疲劳性，很好的提高了混凝土的耐久性。
2、工程实例分析
由上述分析我们可以看出，将纤维混凝土添加到混凝土中能够极大的提高混凝土的品质，改良其多种性能，使混凝土在建筑结构施工中发挥出更好更大的作用。那么纤维混凝土是如何运用到混凝土施工中的呢？以下笔者就通过某大体积混凝土工程实例来详细介绍其具体应用。
2.1工程概况
某工程的基础需要进行大体积混凝土结构施工，该基础的长宽分别为17m、14.5m，要求太高不低于2m，需要的混凝土总量达744m3，已经属于大体积混凝土的施工范畴。目前大体积混凝土结构施工中最需要注意的问题就是混凝土的裂缝防治问题，如何防治混凝土裂缝也是大体积混凝土施工的难点。为了能够有效的解决这一难题，设计人员决定采用在混凝土浆液中掺入一定量的纤维混凝土。纤维混凝土在掺入混凝土中以后，不会对混凝土的化学性质产生任何影响，其主要是通过自身的物理结构来达到提高混凝土防裂性能效果的。本工程所使用的混凝土强度等级为C40。
2.2纤维混凝土的应用方法
纤维混凝土自身的外包装是利用溶解物质来制造的纸袋，所以，在掺入混凝土的过程中并不需要将纸袋打开。目前每袋纤维混凝土的重量为0.9kg。其包装在搅拌机中被绞碎之后，会直接融化，而纤维混凝土在这一过程中则与混凝土充分的拌合，使用方式极为便捷。此外，在将纤维混凝土和砂石水泥进行拌和的时候，要直接加水进行搅拌，搅拌方式与一般混凝土搅拌相同，但是搅拌的时候应当适当的延长1-2分钟，只要纤维混凝土在进行搅拌的过程中完全被绞碎成为单独的丝状即可。
2.3纤维混凝土所起到的效果
纤维混凝土网在混凝土内部形成均匀的乱向支撑体系，能有效阻止混凝土内原生裂缝的产生和发展；减少裂缝的数量和尺寸；有效阻碍骨料的离析，保证泌水均匀；阻碍沉降裂缝的形成。提高抗渗性能：纤维混凝土网可有效抑制混凝土的早期干裂缝及沉降裂缝，尤其可有效地抑制连通裂缝的产生，大大提高混凝土的密实性；从而提高混凝土的抗渗性能；提高耐磨性能和抗冲击性能：纤维混凝土网能够有效的控制混凝土拌合物的泌水现象，降低水泥颗粒的离析作用，改善基体界面的粘结性能，形成更加牢固的混凝土表面。纤维混凝土网同时能吸收冲击能，有效减少裂缝，增强介质材料连续性，减少冲击波被阻断引起的局部应力集中现象。
3、试验研究
防裂、抗渗性能的试验研究。用相同的材料和相同的配合比配制C40的高性能混凝土，分别制备空白混凝土试块（不掺纤维混凝土网，只掺粉煤灰）和粉煤灰+纤维混凝土网试块，检测其拌合物的坍落度及坍落度损失，抗渗以及硬化后的性能，对比试验结果：掺纤维混凝土网的混凝土比不掺纤维混凝土网的拌合物坍落度减小14%，同时1小时后的坍落度损失也减小；掺纤维混凝土网后混凝土的抗压强度有明显的提高，弹性模量有明显的提高；当水压为1.5MPa时粉煤灰+纤维混凝土网拌合物的渗水高度下降63.3%；当水压为2.0MPa时粉煤灰+纤维混凝土网拌合物的渗水高度下降87.5%。同时，表明混凝土在搅拌时不仅消除了离析现象，而且消除了与容器和工具间的粘滞的现象，泵送时不粘泵管。
试验表明，掺入纤维混凝土网可有效的抑制混凝土的早期干缩微裂及离析微裂的产生和发展，极大地减少了混凝土的收缩裂纹，尤其有效的抑制了连通裂缝的产生。均匀分布在混凝土中彼此相粘连的大量纤维起到“承托”骨料的作用，降低了混凝土表面的析水和集料的离析，从而使混凝土中直径>50μm的孔隙的含量大大降低，可以极大的提高抗渗能力。纤维混凝土网与水泥基体有极强的粘结力，可握裹更多的集料，从而更有效地起到抗裂作用，试验结果如下：以相同配合比的空白混凝土和PP网混凝土来进行抗压和抗拉强度试验，结果如表明：空白混凝土的抗压比下降幅度较大，而掺PP网的混凝土则下降幅度较小，其中PP网混凝土的抗压比随龄期的延长而呈小幅增长。掺入PP网混凝土内部形成三维交错支撑网络，纤维的弹性模量高于早期塑性的水泥基材，且纤维直径小，纤维问距较小，具有明显的阻裂效应，有效的抑制混凝土的塑性收缩。
4、结语
综上所述，采用掺入纤维混凝土的混凝土进行大体积混凝土施工是非常可行的，相较于其他大体积混凝土裂缝防治方法而言，这种防裂措施不但简单易行，便于操作，且更加经济合理，也不会受到施工人员技术水平的限制，是一种非常具有实用价值的抗裂技术方法。无论是从工程实例分析还是从试验研究结果来看，都说明了纤维混凝土在大体积混凝土的施工中具有很大的应用推广价值。
参考文献
[1]韦志鹏.纤维混凝土网混凝土桥面铺装的性能研究[J].中国新技术新产品.2010（9）
【关键词】：钢纤维混凝土钢丝网混凝土作用机理性能 比较
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一、 钢纤维混凝土简介：
混凝土是一种优良的建筑材料，但是由于其抗弯、抗拉、抗冲击韧性差，严重的影响其被广泛使用。于是便考虑是否可以在混凝土中加入抗拉强度高、韧性好、短而细的纤维来改善混凝土的性能。钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的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，因而在路面新建、加铺层、路面修补等工程具有广泛的应用前景。
二、钢纤维混凝土的增强机理
[1]、改善先天结构：混凝土在凝固过程中伴随着体积收缩产生了早期裂纹。在浇注以后10至24小时内，混凝土的抗拉应变最小，由于体积收缩和温度变化．早期裂纹逐渐扩展并互相贯通。 如果不及时切缝，板块被拉断，断距在10m 左右。但是，乱向分布的钢纤维对裂缝的产生和发展起到阻滞作用，自然断缝间距可延长5倍以上。
[2]、分散裂缝作用：在营运期间由于荷载反复作用板中裂缝呈临界扩展，板在低于静力极限荷载下断裂。在钢纤维增强混凝土中钢纤维可以把集中的宽裂缝分散成若干条细小的裂纹．延迟了裂纹的扩展和贯通．提高了抗裂能力和耐疲劳能力。
[3]、提高了韧性：当混凝土中产生了足够的裂缝之后。 承载能力突然消失，混凝土碎落。在钢纤维增强混凝土中虽然达到了极限强度、但钢纤维起到比钢筋更致密的连续作用，一直到钢纤维断裂或被拉出才最终失去承载能力，表现出较高的韧性。到日前为至，各种定义韧度的指标尚未直接用到设计中去，只能作为安全储备。
三、钢纤维混凝土与钢丝网混凝土工程实例比较
笔者在STX造船厂有过施工经历，STX造船厂位于大连市长兴岛临港工业区，厂区面积达到5500000m2，地处海边滩涂区，吹填平整区域，地质条件相当不好。由于场内有众多重型机械（如大型履带式起重机）作业，不可能采用柔性路面，所以全部采用混凝土面层。因为厂内建设施工进度要求，大部分路面采用了钢丝网混凝土。现场施工过程中，钢丝网铺设往往是在混凝土浇筑后，将钢丝网踩入混凝土中，这样的施工方法有很大问题，首先是钢丝网在混凝土中分布不均匀、不完整，其次，施工单位在现场施工过程中往往偷工减料，造成漏铺，导致钢丝网对混凝土路面的裂缝控制起不到相应的作用。经实际比较发现，采用钢丝网混凝土施工区域，经过一段时间使用后，往往会出现大面积开裂的情况，后期维修费用高，而且影响造船工作的正常运行，给公司造成巨大的经济损失。而采用钢纤维混凝土，将不会存在这样的问题。首先，钢纤维混凝土将在搅拌站混凝土生产过程中直接进行，不会存在施工单位偷工减料的问题；其次，也是钢纤维混凝土最大的优点，钢纤维在混凝土中各向均匀分布，乱向分布的钢纤维对裂缝的产生和发展起到阻滞作用，有效地减少了混凝土裂缝的产生和发展。另外，钢纤维混凝土由于需要震动梁来振捣整平，利用其施工的路面，平整度也比钢丝网混凝土常用的人工找平法要好的多。从造价上来考虑，单位平方米的钢丝网材料费用大概需要17-18元左右，采用钢纤维混凝土施工，特种交通情况下，钢丝网混凝土厚度一般采用26cm，而钢纤维混凝土在30~34kg/m3条件下，混凝土厚度为21cm，35~39kg/m3条件下，厚度为20cm，40~45kg/m3条件下，厚度采用18cm，比较而言，单位面积钢纤维材料费用和钢丝网差不多，但是钢纤维混凝土与钢丝网混凝土相比较，混凝土厚度更薄，因此，采用钢纤维混凝土施工，不只是工程质量上更好，同时造价更低。
钢纤维混凝土由于一系列突出的优点和巨大的技术发展潜力，可以预见在未来必将取得更大的技术进步和广阔的应用前景。
【参考文献】
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[3]王璋水，陆惠棠，高强钢纤维混凝土的性能及应用[M]．北京:空军设计研究局，1986．
关键词：钢纤维钢纤维混凝土
1前言
随着1824年波特兰水泥的诞生，在1830年前后出现了混凝土，作为当时的一种新型建筑材料，就广泛地应用于土木和水利工程。尤其是在19世纪中叶以后，伴随着钢铁的发展，人们把钢筋和混凝土结合起来，诞生了钢筋混凝土(ReinforcedConcrete)这种新型的复合建筑材料，大大提高了结构的抗裂性能、刚度、承载能力和耐久性，从而使建筑业经历了一场革命。尽管混凝土的固有优点是高抗压强度，然而它也有固有弱点——如构件的自重大、易于塑性干缩开裂、抗疲劳能力低、韧性差、抗拉强度低(一般仅为抗压强度的7%－14%)、易产生裂纹、抗冲击碎裂性差等，限制了在工程中的使用范围。这些弱点随着混凝土强度的提高显得尤为突出。因此，长期以来许多专家和学者不断探索改善混凝土性能(主要是提高抗拉性能，增强耐久性)的各种方法和途径，于是，提出了一种以传统素混凝土为基体的新型复合材料——纤维混凝土。
2纤维混凝土的发展和现状
纤维混凝土(FiberReinforcedConcrete，简称FRC)，是纤维增强混凝土的简称，通常是以水泥净浆、砂浆或者混凝土为基体，以金属纤维、无机纤维或有机纤维增强材料组成的一种水泥基复合材料。它是将短而细的，具有高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性等良好性能的纤维均匀的分散在混凝土基体中形成的一种新型建筑材料。纤维在混凝土中限制混凝土早期裂缝的产生及在外力作用下裂缝的进一步扩展。在纤维混凝土受力初期，纤维与混凝同受力，此时混凝土是外力的主要承担者，随着外力的不断增加或者外力持续一定时间，当裂缝扩展到一定程度之后，混凝土退出工作，纤维成为外力的主要承担者，横跨裂缝的纤维极大的限制了混凝土裂缝的进一步扩展。由此可见，纤维有效地克服了混凝土抗拉强度低、易开裂、抗疲劳性能差等固有缺陷。
与普通混凝土相比，FRC具有较高的抗拉、抗弯拉、抗冲击、抗阻裂、抗爆和韧性、延性等性能，同时对混凝土抗渗、防水、抗冻、护筋性等方面也有很大的贡献。
鉴于FRC具有素混凝土不具有的优点，纤维混凝土尤其是钢纤维混凝土在实际工程中日益得到学术界和工程界的关注。1907年原苏联专家B.П.HekpocaB开始用金属纤维增强混凝土；1910年，美国H.F.Porter发表了有关短纤维增强混凝土的研究报告，建议把短钢纤维均匀地分散在混凝土中用以强化基体材料；1911年，美国Graham曾把钢纤维掺入普通混凝土中得到了可以提高混凝土强度和稳定性的结果；到20世纪40年代，美、英、法、德、日等国先后做了许多关于用钢纤维来提高混凝土耐磨性和抗裂性、钢纤维混凝土制造工艺、改进钢纤维形状以提高纤维与混凝土基体的粘结强度等方面的研究；1963年J.P.Romualdi和G.B.Batson发表了关于钢纤维约束混凝土裂缝开展的机理的论文，提出了钢纤维混凝土开裂强度是由对拉伸应力起有效作用的钢纤维平均间距所决定的结论(纤维间距理论)，从而开始了这种新型复合材料的实用开发阶段。到目前，随着钢纤维混凝土的推广应用，因纤维在混凝土中的分布情况不同，主要有四类：钢纤维混凝土、混杂纤维混凝土、层布式钢纤维混凝土和层布式混杂纤维混凝土。
2.1钢纤维混凝土
钢纤维混凝土(SteelFiberReinforcedConcrete简称SFRC)是在普通混凝土中掺入少量低碳钢、不锈钢和玻璃钢的纤维后形成的一种比较均匀而多向配筋的混凝土。钢纤维的掺入量按体积一般为l－2%，而按重量计每立方米混凝土中掺70－100Kg左右钢纤维，钢纤维的长度宜为25－60mm，直径为0.25－1.25mm，长度与直径的最佳比值为50－700。
与普通混凝土相比，不仅能改善抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂性能，而且能大大增强混凝土的断裂韧性和抗冲击性能，显著提高结构的疲劳性能及其耐久性。尤其是韧性可增加l0－20倍，美国对钢纤维混凝土与普通混凝土力学性能比较的试验结果见下表：
物理力学性质指标
普通混凝土
SFRC
极限抗弯拉强度
2－5.5MPa
5－26MPa
极限抗压强度
21－35MPa
35－56MPa
抗剪强度
2.5MPa
4.2MPa
弹性模量
2☓104－3.5☓104MPa
1.5☓104－3.5☓104MPa
热膨胀系数
9.9－10.8m/m·k
10.4－11.1m/m·k
抗冲击力
480N·m
1380N·m
抗磨指数
1
2
抗疲劳限值
0.5－0.55
0.80－0.95
抗裂指标比
1
7
韧性
1
10—20
耐冻融破坏指标数
1
1.9
我国对SFRC与普通混凝土力学性能做了比较试验，当钢纤维掺入量为15－20%、水灰比为0.45时，其抗拉强度增长50－70%，抗弯强度增长120－180%，抗冲击强度增长10－20倍，抗冲击疲劳强度增长15－20倍，抗弯韧性增长约14－20倍，耐磨损性能也明显改善。
由此可以看出：与素混凝土相比，SFRC具有更优越的物理和力学性能：(1)较高的弹性模量和较高的抗拉、抗压、抗弯拉、抗剪强度；(2)卓越的抗冲击性能；(3)抗裂和抗疲劳性能优异；(4)能明显改善变形性能；(5)韧性好；(6)抗磨与耐冻融有改观；(7)强度和重量比增大，施工简便，材料性价比高，具有优越的应用前景和经济性。
2.2混杂纤维混凝土
鉴于钢纤维混凝土有许多正是我们需要而素混凝土又不及的优点，所以很受工程界的青睐。但有关研究资料表明，钢纤维对混凝土的抗压强度并无明显促进作用，甚至还有所降低；与素混凝土相比，对于钢纤维混凝土的抗渗性、耐磨性、耐冲磨性及对防止混凝土早期塑性收缩等还存在正反(提高与降低)两方面甚至居中的观点。此外，SFRC用量较大价格较高，有生锈问题，对由于火灾引起的爆裂几乎无效等，这些问题都在不同程度影响了其应用。
目前，尽管单一纤维混凝土有着自身的优点，但是低模量合成纤维混凝土由于模量低，变形大，乱向而松散地掺入混凝土中，对提高混凝土的抗压、抗拉、抗弯、抗折强度等很不显著，这些缺点限制了低模量合成纤维适用领域。近些年来，一些国内国外学者开始将目光投向混杂纤维混凝土(HybridFiberReinforcedConcrete简称HFRC)，试图把具有不同性能和优点的纤维混杂，取长补短，在不同层次和受荷阶段发挥“正混杂效应”来增强混凝土，以适应不同工程的需要。但是关于它的各种力学性能尤其是HFRC的疲劳变形及疲劳损伤、在静、动荷载以及等幅或变幅循环荷载作用下的变形发展规律和损伤特性、纤维的最佳掺配量、混杂比例、复合材料各组份的关系、增强效果及增强机理、抗疲劳性能、破坏机理、施工工艺、配合比设计等方面的研究还有待进一步进行。
2.3层布式钢纤维混凝土
由于整体式纤维混凝土不易搅拌均匀，在搅拌过程中纤维易结团，而且其纤维用量也较大，造价比较高，所以难以获得大面积的推广应用。通过大量的工程实际和理论研究，人们提出了一种新型钢纤维结构形式——上下层布式钢纤维混凝土(LayerSteelFiberReinforcedConcrete简称LSFRC)，它是将少量的钢纤维均匀撒布于路面板的上下两个表层，而中间仍为素混凝土层。LSFRC中的钢纤维一般由人工或机械撒布，钢纤维较长，长径比一般70—120之间，呈二维分布。
在不影响力学性能的条件下，这种材料大大降低了钢纤维的用量，同时也避免了整体式纤维混凝土在搅拌时易出现纤维结团现象。试验研究表明：用体积率为0.12%的钢纤维，所配制的底面层布钢纤维混凝土的7d、28d抗折强度比同条件下的素混凝土的抗折强度分别增加了27%和26%，而与钢纤维混凝土（体积率为1.2%）的抗折强度相近，而钢纤维用量节约90%。此外，钢纤维在混凝土中的层布位置对混凝土的抗折强度影响很大，钢纤维层布在混凝土底部增强效果最佳，随钢纤维层布位置上移，其增强效果明显减弱，上下层布式钢纤维混凝土，比同配合比的素混凝土抗折强度提高35%以上，比整体式钢纤维混凝土略低，但上下层布式钢纤维混凝土可节约大量材料成本，也不存在搅拌难的问题。因此，上下层布式钢纤维混凝土是一种具有良好的社会经济效益和广阔的推广应用前景、值得在路面施工中推广的新材料。
2.4层布式混杂纤维混凝土
尽管LSFRC上下表面的一定厚度范围内得以加强，但是其中间的素混凝土层却成了薄弱环节。虽然其抗折强度和疲劳强度经试验证明都有很大提高，可其延性、韧性、抗渗性及耐久性却增长不大，一旦表层钢纤维磨出后将会存在安全隐患。
层布式混杂纤维混凝土(LayerHybridFiberReinforcedConcrete简称LHFRC)是在LSFRC基础上掺入0.1%的聚丙烯纤维，把大量细而短，具有较高抗拉强度、高极限延伸率的聚丙烯纤维均匀分布在上、下层钢纤维混凝土和中间层的素混凝土中。可以理解为是混杂合成纤维混凝土和层布式钢纤维混凝土的融合。
LHFRC在增强混凝土抗压强度方面的影响并不明显，与素混凝土相比，其对混凝土的强度提高仅为0.3%左右，且其抗压强度比层布式钢纤维混凝土低4%左右。
LHFRC在增强混凝土抗折强度有明显的提高，与素混凝土相比，其对素混凝土的抗折强度提高20%左右，与层布式钢纤维混凝土相比，其对层布式钢纤维混凝土的抗折强度提高2.6%，但对混凝土的抗折弹性模量的影响不大，层布式混杂纤维混凝土的抗折弹性模量比素混凝土的高1.3%，比层布式钢纤维混凝土低0.3%。
LHFRC在增强混凝土弯曲韧性有明显的提高，弯曲韧性指数是素混凝土8倍左右，是层布式钢纤维混凝土的1.3倍，明显提高了混凝土的韧性。
在LHFRC中，由于两种或多种纤维在混凝土中的表现不同，我们可以根据工程的需要，利用合成纤维、钢纤维在混凝土中的正混杂效应，提高材料的延性、耐久性、韧性、初裂强度、抗折强度、抗拉强度等方面大幅度提高，延长材料的使用寿命和改善材料的质量。
3理论支持
尽管掺入混凝土基体中的高模量纤维(如钢纤维)主要起增强、增韧作用，然而纤维对基体的增强理论至今未能满意地解决，仍以复合理论和纤维间距理论并存。
复合理论是研究脆性纤维增强延性基体材料(FRP)的增强理论时提出的，将复合材料基体的性能视为与复合前完全一样，此时按混合法则计算是可行的。
纤维间距理论又称阻裂理论，是Rmualdi及其同事Batson等根据线弹性断裂力学而提出的，该理论认为纤维的增强作用仅与均匀分布的纤维间距(最小间距)有关。
这两种理论并不能充分地解析纤维混凝土对基体增强，复合材料理论忽略了纤维对基体的阻裂作用，即忽略了复合带来的耦合效应；纤维间距理论最大缺点是忽略了纤维自身耦合作用，而片面地强调纤维的阻裂作用，并且起决定作用的纤维间距应为纤维理论间距。
4总结
关键词：钢纤维混凝土；公路路面；分类；基本性能；施工要点
公路是支持经济发展的骨骼，在“十二五”期间，公路建设必将迎来新的发展机遇和建设高潮。车辆的增多、运量的增加、建筑的造价都为公路提出了一个共同的要求——如何在不多的公路投资中取得更高的综合效益，为经济建设和社会服务，目前，在公路建设中推出钢纤维混凝土路面施工技术作为此项要求的回应。钢纤维混凝土路面具有易施工、长寿命和低成本的优点成为当今公路建筑的主体路面施工技术。公路建设施工应该提高钢纤维混凝土路面施工工作的重视，从钢纤维混凝土的分类入手，明晰钢纤维混凝土的性能和钢纤维混凝土的影响因素，做好钢纤维混凝土施工的关键控制工作，提高钢纤维混凝土公路路面的质量。
1 钢纤维混凝土的概述
1.1钢纤维混凝土的分类
首先，普通钢纤维混凝土，普通钢纤维抗拉强度高，对钢纤维表面进行变形处理可以改善其力学性能。其次，剪切钢纤维混凝土，由剪切冷轧薄板制得，与水泥砂浆的粘结性比较好，其强度非常高。其三，切削钢纤维混凝土，由旋转的铣刀切削软钢锭或厚钢板制得，切削钢纤维混凝土的强度较高，混凝土的粘结较好。最后，熔抽钢纤维混凝土，由熔融的钢水甩制而成，其弹性模量与抗拉强度都比高，方便制成各种变截面形状，自身强度完美。
1.2钢纤维混凝土的优点
首先，钢纤维混凝土强度与重量比值增大。其次，钢纤维混凝土具有较高的抗拉、抗压和抗弯的极限强度。其三，钢纤维混凝土具有良好的抗冲击性能和变形性能。其四，钢纤维混凝土具有较高的抗裂、抗疲劳、抗剪性能和良好的抗冻性与耐磨性能。最后，钢纤维混凝土具有良好的阻止和抑制因温度应力引起裂缝。
1.3钢纤维混凝土的机理
钢纤维在混凝土中可以对抗外力作用下基体中裂缝的扩展，通过形变提高整个钢纤维混凝土复合材料承受荷载的能力。
1.4钢纤维混凝土性能的影响因素
首先，钢纤维类型、钢纤维掺量、钢纤维长径比等。其次，混凝土原料中砂率、粗骨料最大粒径、减水剂、掺和料等因素都是影响钢纤维混凝土性能的主要因素。
1.5钢纤维混凝土在公路路面建设的应用
钢纤维混凝土具有优异的性能，目前在建筑领域已得到广泛应用，特别是在公路建设领域应用钢纤维混凝土作为路面主要材料的做法正逐渐普遍。由于钢纤维混凝土路面缩缝的间距为10m左右，比普通水泥混凝土路面的大，引起错台颠簸的横向缩缝大幅减少，从而明显减少了错台。因此，钢纤维混凝土路面的行车舒适性明显比普通水泥混凝土路面的高。但是，钢纤维混凝土路面的施工较普通混凝土路面复杂，如果在施工过程中控制不好，很容易出现钢钎维结团、拌合物工作性差等问题，反而降低了路面质量。因此，在钢钎维混凝土路面施工中，一定要严格控制各环节的施工质量，从而达到令人满意的效果。
2 钢纤维混凝土路面施工的要点
2.1做好钢纤维的分散控制工作
为使钢纤维充分分散，在搅拌机上安装上振动式钢纤维分散机，切忌人工分散。
2.2规范钢纤维混凝土的搅拌工作
采取先干后湿的工艺。首先，在搅拌机里干拌，再加水湿拌，每次的搅拌量控制在搅拌机容量的1/3以下。其次，采用强制式搅拌机，推荐使用双锥反转出料搅拌机，适当降低搅拌机的输出功率。
2.3做好钢纤维混凝土的运输工作
采用自卸运输车，尽量缩短运输距离，确保混凝土卸料过程中不发生离析现象。同时注意钢纤维混凝土运输时的温度控制。
2.4做好钢纤维混凝土路面的摊铺与振捣
首先，钢纤维混凝土在浇注时，不得有明显的浇注接头确保钢纤维混凝土浇筑的整体连续性。其次，钢纤维混凝土路面采用摊铺机摊铺，辅以人工整平。其三，钢纤维混凝土振捣作业应使用插入式振动棒，振捣持续时间以混凝土停止下沉、不再冒气泡并泛出泥浆为准，同时防止过振。
2.5做好钢纤维混凝土路面的抹面和压纹工作
将外露的钢纤维压入混凝土中，同时在抹平的钢纤维混凝土表面采用滚式压纹机沿路线横断面方向压纹。
2.6做好钢纤维混凝土路面切缝与养护工作
首先，当钢纤维混凝土养生强度达到设计强度的一半时，用切割机切缝。其次，保持施工缝与胀缝或缩缝设计位置吻合，施工缝与路中线垂直。其三，混凝土路面采用洒水养生，终凝后用麻袋覆盖。其四，钢纤维混凝土路面应该做的每天洒水养护，保持潮湿状态。最后，钢纤维混凝土路面养生时间在10-15d。
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