隨著經濟發展，各種新型材料層出不窮，很多材料對促進現代工業生產發展都發揮著重要作用，本文主要研究鋼纖維混凝土的應用與效果。

　　《路基工程》(雙月刊)創刊于1983年，由中國鐵道工程建設協會;中鐵二局集團有限公司;西南交通大學主辦。是國內唯一的以研究路基工程為主要對象的專業學術期刊，在專業學術領域有著諸多的建樹。內容覆蓋鐵路、公路、水利、水電、礦山、港口、機場等眾多行業，聘請了全國鐵路、公路等行業的著名專家、學者、管理干部擔任編委，眾多企業和機構參與協辦。

　　城市道路和國道干線公路上的車輛荷載及密度越來越大，行駛速度越來越快，致使路面的損壞也日趨嚴重起來。特別是對一些下穿道路、損壞的水泥混凝土路面而言，它不僅翻修投資大，且施工周期較長，嚴重影響交通暢通及行車安全。如用普通水泥混凝土修復路面雖有強度高，板塊性好，有一定的抗磨性及承受氣象作用的耐久性好等特點，但它的最大缺陷是脆性大、易開裂、抗溫性差，路面板塊容易受彎折而產生斷裂，所以就要求路面面板應有足夠的抗彎、抗拉強度和厚度。 0000用鋼纖維混凝土修筑路面，就是意將鋼纖維均勻地分散于基體混凝土中(與混凝土一起攪拌)，并通過分散的鋼纖維，減小因荷載在基體混凝土引起的細裂縫端部的應力集中，提高整個復合材料的抗裂性。同時由于混凝土與鋼纖維接觸界面之間有很大的界面粘結力，因而可將外力傳到抗拉強度大、延伸率高的纖維上面，使鋼纖維混凝土作為一個均勻的整體抵抗外力的作用，顯著提高了混凝土原有的抗拉、抗彎強度和斷裂延伸率。特別是提高了混凝土的韌性和抗沖擊性。

　　鋼纖維混凝土

　　鋼纖維混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete 簡稱SFRC)是在普通混凝土中摻入少量低碳鋼、不銹鋼和玻璃鋼的纖維后形成的一種比較均勻而多向配筋的混凝土。鋼纖維的摻入量按體積一般為l-2%，而按重量計每立方米混凝土中摻70-100Kg左右鋼纖維，鋼纖維的長度宜為25-60mm，直徑為0.25-1.25mm，長度與直徑的最佳比值為50-700。

　　與普通混凝土相比，不僅能改善抗拉、抗剪、抗彎、抗磨和抗裂性能，而且能大大增強混凝土的斷裂韌性和抗沖擊性能，顯著提高結構的疲勞性能及其耐久性。尤其是韌性可增加l0-20倍。 0000我國對SFRC與普通混凝土力學性能做了比較試驗，當鋼纖維摻入量為15-20%、水灰比為0.45時，其抗拉強度增長50-70%，抗彎強度增長120-180%，抗沖擊強度增長10-20倍，抗沖擊疲勞強度增長15-20倍，抗彎韌性增長約14-20倍，耐磨損性能也明顯改善。 0000由此可以看出：與素混凝土相比，SFRC具有更優越的物理和力學性能：(1)較高的彈性模量和較高的抗拉、抗壓、抗彎拉、抗剪強度;(2)卓越的抗沖擊性能;(3)抗裂和抗疲勞性能優異;(4)能明顯改善變形性能;(5)韌性好;(6)抗磨與耐凍融有改觀;(7)強度和重量比增大，施工簡便，材料性價比高，具有優越的應用前景和經濟性。 鋼纖維混凝土在修補工程、下穿路面工程中的應用 0000鋼纖維混凝土在工程中的應用隨著我國基本建設的蓬勃發展，鋼纖維混凝土近幾年來得到了逐步應用和發展。由于鋼纖維均勻地亂向分布在混凝土內共同參加工作，顯著提高混凝土的抗拉強度和抗變形能力。并提高了混凝土的抗剪、抗彎、抗扭、抗裂抗疲勞強度。對于工程建設來說是一種很好的改性材料，值得推廣應用。 0000鋼纖維混凝土應用于道面工程,可以充分發揮其彎拉強度高,抗裂,抗疲勞, 耐磨,抗沖擊性能好的特點,可取代鋼筋,減薄道面厚度,加大縮縫間距,縮短施工周期,提高工程質量,降低工程維修費用,延長工程使用壽命.銑削鋼纖維道面混凝土具有普通混凝土一樣的施工性能,即使鋼纖維在混凝土中摻量達到120千克/立方米時,也能分布均勻,不接團,并能滿足商品混凝土攪拌站組織生產和現場泵送施工要求.銑銷鋼纖維混凝土具有良好的材料性能,與普通混凝土相比,其抗壓1強度提高5%到20%;彎拉強度提高20%-50%;抗拉強度提高20%到40%;耐磨性能提高約40%.在人工快速試驗條件下,.銑銷鋼纖維摻量為30千克/立方米時,收縮裂縫的總量是參比試件的40%到50%,在沖擊荷載作用下,.銑銷鋼纖維混凝土的抗裂性能是普通混凝土的3到4倍,當疲勞次數為100萬次時,其彎拉強度是普通混凝土的1.62到2.5倍。

　　下穿路面工程應用實例(一)： 某公路下穿既有鐵路，原設計為雙向四車道和兩側兩個非機動車道。根據改建計劃，本公路下穿框構改建為雙向六車道，并新建非機動車道框構。其中新建的機動車道道路路面采用鋼纖維混凝土路面，非機動車道采用普通混凝土路面，老路面局部修補完善。 該公路竣工通車一年后，由于交通量的迅速增長，重載和超載運輸的增加，造成框構段既有路面發生大面積破壞，而新建的路面基本未發生損壞。鑒于上述情況，根據建設單位意見，對該段破壞路面重新進行設計和維修。 1、病因分析： 000根據現場調查及勘察資料結果分析造成其主行車道路面短期內破壞的主要原因有：①超重車輛破壞②地基不均勻沉降的影響③小半徑凹形豎曲線④其他因素(施工質量、采制低下等因素)。 2、設計方案 0 全面、徹底挖除既有混凝土板塊，并對基層、底基層進行加固。原來的路面設計結構為：面層20cm鋼纖維混凝土面板+局部單層玻纖維土工格柵，基層20cm水泥穩定碎石，底基層20cm石灰穩定土。 (1)面板設計 本工程面板尺寸為10*8m，設計鋼纖維采用銑銷型。銑銷鋼纖維混凝土，水泥標號采用525號硅酸鹽水泥。碎石采用石灰巖，最大粒徑應不大于19mm，含泥量小于1%，針片壯含量不大于15%，硫化物與硫酸鹽的含量不大于1%(2)接縫設計 1)橫縫的設置 橫縫包括橫向施工縫和縮縫兩種。施工縫位置一般設在縮縫和脹縫處，采用加傳力桿的平縫形式。設在縮縫之間時，施工縫采用設拉桿的企口縫形式。縮縫間距采用10cm等間距布置，在臨近脹縫或自由邊的三條縮縫應設傳力桿，傳力桿應用光面鋼筋。 2)縱縫的設置 本工程為雙向六車道路面，改建中間四車道路面，中央有分隔帶。因此，根據板塊尺寸的設計(10*8m)，新建路面不設縱縫。但與既有路面的連接處設置縱縫，縱縫采用加設拉桿的假縫。首先，在既有板板厚1/2處鉆孔;清孔后，先將環氧砂漿填入孔的后部，然后插入拉桿。 3、施工工藝 設計方案交付施工單位后，首先進行實驗段施工，確定施工的最佳配合比，為大規模施工積累基礎數據。施工時，對原材料、配合比以及施工過程的主要環節進行控制，同時對鋼纖維混凝土的攪拌，鋼纖維的投入以及混凝土的振搗進行控制，按規定對每天澆注混凝土的28d抗折、斷塊抗壓強度進行檢驗，使平整度、坍落度等主要技術指標能夠得到有效控制。 為防止鋼纖維混凝土在攪拌時纖維結團，在施工時每攪拌一次的攪拌量不宜大于攪拌機額定攪拌量的80%。用滾動式攪拌機拌和，在攪拌混凝土的過程中必須保證綱纖維均勻分布。可采用先干后濕的拌和工藝，按照二次投料三次攪拌方法進行。 拌和中應注意的問題：如果在拌和中發現有纖維結團，就必須剔除掉，以防止因此而影響混凝土的質量。邊角部分可先用搗棒搗實，再用插入式振動器振搗，輔以人工找平，混凝土整平采用振動梁振搗拖平，再用鋼滾筒依次滾壓進一步整平，表面不得裸露鋼纖維。拉毛時為避免帶出鋼纖維，最好采用滾式壓紋器進行處理。 混凝土做面完畢后，及時采用濕法養護，終凝后及時覆蓋草袋，并每天均勻澆水，保持潮濕狀態，做好封閉交通。 4、結束語：本工程自竣工通車后，經兩年多的使用，路面板完好率100%，證明設計措施得當，效果良好。 修補工程應用實例(二)：

　　某二級公路水泥混凝土路面修補工程段全長112m，寬2×3m，修補前路面板呈破碎、斷裂狀，原為一般普通混凝土澆筑，部分板底基層下沉。現用鋼纖維混凝土修補路面，基層補強采用C15素混凝土澆筑，舊混凝土路面平均鑿除深度25cm(包括基層松動部分)，擬采用12cm厚、C30鋼纖維混凝土澆筑路面。

　　1、施工材料

　　1.1　原材料

　　水泥：425#普通硅酸鹽水泥;細集料：用中粗砂;粗集料：碎石5mm～20mm，鋼纖維：選用長度30mm、當量直徑0.60mm由浙江某廠生產的低碳結構鋼剪切扭曲型，型號DN-30，其強度380MPa以上。該產品性能穩定，使用效果良好。

　　1.2　配合比

　　鋼纖維混凝土配合比設計按照抗折強度和抗壓強度雙控標準要求及施工的工作度采用以抗折強度為主要指標進行設計。設計抗折強度6.5MPa、抗壓強度35MPa。

　　1.3　施工工藝

　　1.3.1　澆注前的準備工作 基層處理及路面澆筑：在破損板及板底脫空破裂的舊混凝土板塊鑿除后，對部分板底基層進行補強處理。被清除后的基坑及深度一律用C15貧混凝土進行處理。待混凝土半干狀態時即可澆筑路面。按要求先用C15普通混凝土澆筑至路面面層厚度12cm時，經底面層整平處理后再用鋼纖維混凝土澆筑。

　　鋼纖維混凝土攪拌：鋼纖維混凝土攪拌采用滾筒式攪拌機。采用二次投料三次攪拌法，即先將石子和鋼纖維干拌1min，加入砂子、水泥再干拌1min，最后注水濕拌1.5min左右，總攪拌時間控制在6min內。且每次的攪拌量宜在攪拌機公稱容量的1/3以下。

　　1.3.2　運輸與澆筑

　　混凝土運輸采用自卸運輸車，運至施工地點進行澆筑時的卸料高度不得超過1.5m，以防混凝土離析。鋼纖維混凝土采用人工攤鋪，用人工將其大致攤鋪整平，攤鋪后用平板振動器振搗，不宜過振。振搗時輔以人工找平，混凝土整平采用振動梁振搗拖平，再用鋼滾筒依次滾壓進一步整平。在做面時需分兩次進行，即先找平抹平，待混凝土表面無泌水時，再做第二次抹平，抹平后沿模板方向拉毛，拉毛深度1mm～2mm。拉毛時避免帶出鋼纖維，如采用滾式壓紋器進行處理則效果更佳。

　　1.3.3　養護與切縫

　　脹縫與路中心線垂直，縫壁必須垂直，縫隙寬度必須一致，縫中不得有連漿現象，縫隙內應及時澆灌填縫料，當混凝土達到強度25%～30%時，采用切縫機進行縮縫切割，切縫深度3cm，縮縫設置16m/道。施工縫位置宜與脹縫或縮縫設計位置吻合，施工縫與路中心線垂直，不設置傳力桿。混凝土做面完畢后，及時采用濕法養護，保持潮濕狀態，養護10d～15d。與此同時做好封閉交通。

　　1.4　施工質量控制

　　鋼纖維混凝土的質量除對原材料、配合比以及施工過程的主要環節進行控制外，還重點對鋼纖維混凝土的攪拌、鋼纖維的投入以及混凝土振搗的控制，同時按規定對每天所澆筑混凝土的28d抗折、斷塊抗壓強度進行檢驗，均達到了設計要求，使平整度、坍落度、主要技術指標得到有效控制。

　　2、經濟與社會效益

　　從經濟和社會效益分析，鋼纖維混凝土路面與普通水泥混凝土路面相比，其特點：①面層厚度可減薄至1/2以上，使施工工期縮短，因此節約原材料及減少工程量后所帶來的一切費用;②路面使用壽命延長因此而節省的費用;③減少縮縫帶來的材料、人工等所節省的費用;④節省養護、減少時間延誤及維修費用;除此以外，還有路面質量好，接縫少，延長車輛使用壽命等費用。采用鋼纖維混凝土修補法，不但可使鋼纖維混凝土的質量及其增強效果得到保證，而且還可提前開放交通，具有顯著的經濟效益和社會效益。 0000 鋼纖維混凝土的發展 0000鋼纖維混凝土自發展以來，已在公路路面、橋面、機場跑道等工程中得到廣泛應用，同時也取得了一定的經濟效益和社會效益。它除了具有良好的抗彎強度外，而且還具有優異的抗沖擊、抗開裂性能。在對鋼纖維混凝土進行的沖擊荷載等試驗研究中表明：摻以體積率為1%～2%的鋼纖維增強混凝土與基體比較，其抗沖擊強度可提高10倍～20倍，彎曲韌性可提高20倍左右，抗彎強度可提高1倍～6倍，抗拉強度可提高2倍左右，疲勞強度提高50%，抗裂強度可提高2倍，抗壓強度可提高10%～30%。由此可見，鋼纖維混凝土的抗裂性與抗沖擊是非常優異的。 結合國內外鋼纖維混凝土的發展與應用，茲建議： (1)鋼纖維的體積率建議采用06—1.0%。用量建議在45—80kg/m3之間。(2)鋼纖維混凝土路面板厚，按鋼纖維量取普通混凝土板厚的0.65—0.75系數。建議中等、輕交通不小于14cm，特重、重交通不小于16cm。 (3)鋼纖維混凝土用的粗骨料最大粒徑為鋼纖維長度的2/3，不宜大于19mm。細集料采用中粗砂，平均粒徑0.35mm—0.45mm。 (4)鋼纖維混凝土路面的縱縫如果一次攤鋪可不設縱縫。如果兩次攤鋪，建議在中間設置一道縱縫;橫向縮縫間距可采用目前規范規定的6—10m，脹縫、施工縫的設置同普通混凝土。 (5)在地下水位高的下穿道路中建議采用抗腐蝕性較高的鋼纖維路面。

　　0結語 實踐證明，采用鋼纖維混凝土這一新型高強復合材料對路面修理，既可提高路面的抗裂性、抗彎曲、耐沖擊和耐疲勞性，而且可改善路面的使用性能，延長使用壽命從而減少老路開挖，對節省工程造價等具有重要的經濟效益和社會效益;為提高道路補強與改造提供了良好的途徑。