钢纤维混凝土路面施工工艺及质量控制措施探讨

结合钢纤维混凝土路面施工技术实践，探讨钢纤维混凝土路面的施工工艺和质量控制措施。

关键词:施工技术质量控制措施

钢纤维混凝土(SFRC)是在普通混凝土中加入钢纤维制成的一种复合混凝土，是一种新型的道路材料。钢纤维混凝土路面在动荷载作用下具有良好的抗冲击性、抗弯性、抗拉性、耐磨性和较长的疲劳寿命，对温度应力引起的裂缝具有良好的预防和抑制能力。此外，钢纤维混凝土具有良好的抗冻性。在普通混凝土中掺入一定量的钢纤维，可以明显降低路面结构层厚度，改善路用性能，节约成本。

1.钢纤维混凝土的原材料选择和配合比设计

(1)水泥

通常，可以使用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。水泥的技术指标要求:

(1)氧化镁含量:≤5%

(2)三氧化硫含量:≤3.5%

(3)细度指标:80μm方孔筛余> 10%。

(4)初凝时间不得早于45min。

(5)终凝时间不得晚于10h由于钢纤维混凝土路面的特殊工况和厚度小，路面混凝土应尽量采用强度高、收缩小、耐磨性和抗冻性好的水泥。

(2)骨料

粗骨料(粒径大于7mm)应为碎石，石料坚硬洁净，无风化颗粒，表面粗糙，颗粒近立方体。最大粒径不得大于20mm和钢纤维长度的2/3(钢纤维长度一般为3-4cm)，含泥量不得大于1%，细长扁平颗粒、风化石、针状物含量不得大于65438+。

细骨料(粒径小于5mm)应采用天然中粗砂或机制砂。沙子必须坚硬、干净、干燥、无杂质且粒度均匀。细度模数为2.0-3.0，含泥量不大于3%。含泥量超标的砂必须过筛。细骨料的清洁度用天然砂不小于0.075mm的百分比表示，机制砂用砂当量或亚甲蓝值表示，其质量必须符合规范要求。

(3)水和添加剂

与普通混凝土一样，无污染的天然水或自来水的混凝土用水量约为130-180kg/m3。为保证混凝土有足够的强度和密实度，水灰比宜为0.4-0.55。水灰比较低时，混凝土和易性较差，可加入减水剂或塑化剂。为了提前开通道路，可以在混凝土中加入适量的早强剂。

(4)钢纤维的类型和尺寸

使用的钢纤维是碳钢纤维，路面用钢纤维适合熔融剪切。其抗拉强度应不小于550Mpa，纤维直径一般为0.4-0.7mm，长度一般为直径的50-70倍。

(5)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分之间的比例关系。其设计的基本目的是合理匹配其组成材料(包括钢纤维、水泥、水、粗细骨料和添加剂等。)，使设计的钢纤维混凝土满足结构设计和质量验收的强度要求。在路面工程的实际应用中，钢纤维混凝土的配合比设计应直接基于钢纤维混凝土的性能和用途，即在钢纤维混凝土的配合比设计中，以钢纤维混凝土的抗折强度作为配合比设计指标，寻求钢纤维掺量、钢纤维长径比、水泥标号与水灰比的比例关系等制约钢纤维混凝土抗折强度的主要因素，通过调整上述因素来控制钢纤维的抗折强度。

在设计钢纤维混凝土配合比时，必须满足路面设计的要求，如拌和性能、硬化性能，以及钢纤维混凝土路面结构的设计要求，通常为抗压强度、抗折强度、弯曲韧性等。通常，弯拉强度和抗压强度是路面结构设计中的主要强度指标。为了提高钢纤维混凝土的韧性，应尽可能选择与混凝土基体粘结强度较高的钢纤维。路面钢纤维混凝土配合比的强度试验应根据路面等级和工程要求分别进行抗压和抗弯试验。

二、施工技术

(1)混合

搅拌是保证钢纤维混凝土在混凝土基体中均匀分布的重要环节。因此，机械搅拌在钢纤维混凝土路面施工中是必要的，一般采用强制式或倒锥式搅拌机。为了保证钢纤维混凝土搅拌均匀，防止钢纤维结块，采用先干燥后润湿的工艺。投料顺序为:砂-钢纤维-石子-水泥。先用搅拌机干混1-2分钟，再用水湿混2分钟左右。总搅拌时间控制在6分钟以内。搅拌时间过长会形成纤维团，一次搅拌量应控制在搅拌机容量的1/3以下。

(2)运输材料

钢纤维混凝土由自卸汽车运输。由于钢纤维混凝土在运输过程中的振动，会损失钢纤维下沉、坍落度和含气量，影响钢纤维混凝土的均匀性。因此，应尽可能缩短运输时间和距离，并防止钢纤维混凝土在运输过程中受到污染。最长运输时间限于试验提供的水泥初凝时间和足够的施工操作时间。(3)浇注

混合料运到指定地点后，一般直接倒入安装模板的路槽内，人工找平。下料时应避免同桩，必须在规定的连续施工段内连续进行，不得中断，否则钢纤维会沿接缝表面排列，不能产生钢筋，容易产生裂缝。

(4)振动

钢纤维混凝土的振捣机应采用平板振动器。若板厚小于0.2m，可一次铺筑，振捣时间一般以表面砂浆振捣至混合料不再下沉为准。严禁漏振。然后将两端放在外模上的振动梁沿摊铺方向振动压平。在振动过程中，多余的混合料将被刮出，凹陷处应随时填补。最后用放置在模板两侧的无缝钢管压路机沿纵向碾压提升水泥浆，以保证路面的平整度。

(5)表面处理

为防止钢纤维外露或垂直伸出表面，以保证车辆和行人的安全，可在找平前将竖起或外露的钢纤维压入并用其他方法找平，抹灰、压花时不应将钢纤维取出。抹平后的表面应在初凝前进行压花和涂刷，并使用滚刷工具，不得使用竹扫帚。用开槽机切出所需深度的槽口，开槽时间不能太早也不能太晚。钢纤维抹灰后的开槽时间约为12-48小时，抗压强度达到5-10Mpa。

(6)医疗保健

钢纤维混凝土和普通混凝土一样，要及时养护。当混凝土抹灰2小时，当其表面有一定硬度，用手指轻压无痕迹时，即可开始养护。混凝土表面可用草袋、麻袋或湿沙(约20-30mm)覆盖，每天均匀洒水数次，保持湿润，养护不少于7天。还可以在表面粘贴防水膜，防止混凝土中的水分蒸发，保证钢纤维混凝土的正常水化。

三、钢纤维混凝土的质量控制

为保证钢纤维混凝土的施工质量，应注意以下事项:

1.每一批进场的原材料都要严格检验，必须使用合格的原材料；

2.土基的密实度、基层的强度、刚度和均匀性应事先检测；

3.现场测定砂石含水量，根据试验配合比调整施工配合比；

4.摊铺前检查基层平整度、路拱横坡、模板标高等。

5.标本制作。每铺设400立方米钢纤维混凝土，应制作两组弯曲试件(用于7天和28天强度试验)。钢纤维混凝土每增加铺设1000-2000m3，应额外制作一组试件用于验收或后期强度检验。试样应在与路面相同的条件下现场湿养护。施工过程中，应及时测定7天龄期试件的强度，检查其是否达到28天龄期强度的70%。

四、钢纤维混凝土路面接缝设置

由于钢纤维具有良好的抗拉性能、抗裂性能和抗收缩性能，在施工条件允许的情况下，宽度为7-9m的路面一般不需要设置纵向缝，整体施工即可，横向缩缝以15-20m的间距设置。

钢纤维混凝土由于其优异的性能得到了广泛的应用，但是钢纤维混凝土路面的施工比普通混凝土路面更为复杂。如果在施工过程中控制不好，容易出现钢纤维结块、混合料和易性差等问题，降低路面质量。因此，在使用钢纤维混凝土时，必须严格控制原材料质量、搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等施工环节。只有这样，才能有效发挥钢纤维混凝土的优越性能，提高其社会效益和经济效益，为国家发展服务。

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