纤维混凝土篇(1)

关键词：纤维混凝土 新材料 增强

1、引言

混凝土是土木建筑工程最主要的材料,它伴随着工程建设的需要和科学技术的发展而进步。由于外加剂技术的进步,混凝土拌合物向塑性和流动性发展, 混凝土的强度和流动性得以兼顾,工程质量和速度同时得以提高,近10年来,人们又把耐久性作为混凝土追求的主要目标,并引入超细活性掺合料,从而发展了具有高耐久性、高流动性和体积稳定性,并且有一定强度的混凝土。但混凝土的固有弱点是因脆性而容易产生裂缝。随着裂缝扩展会造成性能的降低,以致使寿命缩短; 在结构设计时因裂缝宽度的限制,高强建筑材料的优越性得不到充分应用。因此现代混凝土除了要达到高抗压、高抗拉等要求外, 还要容易施工, 并能长期保持高强、高韧性、高抗渗等性能,这就导致了高性能混凝土的出现, 纤维混凝土是在混凝性过程中应运而生的。

2、纤维混凝土的现状

纤维混凝土通常是以水泥净浆、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，纤维混凝土具有较高的抗拉、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。根据掺入混凝土中的材料种类不同分布，主要有三类：钢纤维混凝土、混杂纤维混凝土、碳纤维混凝土。

3、工作原理

使用纤维可以使混凝土在强度的某些方面有所改进, 但类似的强度也可以适当改变水泥用量和水灰比等简单方法获得。单纯的强度比较, 不能体现纤维混凝土的价值。对于适当压实的试件, 加入纤维对纤维增强混凝土抗压强度几乎没有影响。纤维对增强混凝土的弹性模量也没有多少影响。纤维增强混凝土的直接抗拉强度, 可由加入高弹性模量的纤维而有大幅度提高。但其增加决定于纤维的长径比。纤维的加入对抗扭强度的影响很小。( 只是钢纤维能改善混凝土的抗剪强度)。

采用纤维最大的好处在于可以增加了构件的韧性( 破坏时构件吸收能量) 。就是说纤维的加入使混凝土的延性大增。增加纤维含量对最大强度没有多少影响, 纤维混凝土的抗冲击性与延性有关。许多研究揭示混凝土耐冲击性可以因掺入纤维, 大幅度增加。如尼龙、聚丙烯一类低模量纤维在这方面特别有效。纤维耐冲击的效率同样与粘结特性有关。纤维不仅改善纤维混凝土冲击强度而且会在振动荷载下防止碎裂成碎片。此外, 纤维增强还可以提高混凝土抵抗磨损和气穴的破坏。

耐疲劳性同时与裂缝传播能力有关。混凝土弯曲疲劳强度随纤维含量的增加而增加, 但纤维的增加对压缩疲劳没有多少影响, 对压缩徐变也无影响,但在一定程度上可以减少拉伸徐变。已知很硬的碳纤维可非常明显的减少弯曲徐变。钢纤维可减少混凝土收缩约10% 。玻璃纤维将减少水泥浆体的收缩约20%。因此, 纤维在基体中起着刚性包裹物的作用, 由于其体积小不产生很大影响。更重要的是: 纤维对减少收缩开裂非常有效, 故对混凝土耐久性产生非常有利的作用。

4、结论及展望

混凝土作为建筑材料，其发展经过了一个较漫长的历史，其间也发生了几次根本的革命。每一次混凝土技术的革命都使整个建筑业的面貌为之一新，进而促进了整个社会文明的进步。纤维混凝土是一种新型建筑材料，它将合成化学纤维和传统的混凝土相结合，可有效防止混凝土因早期干缩，塌沉所引起的内蕴裂缝。纤维混凝土的应用范围很广，在高层、大跨建筑工程， 高速公路路面，荷载较大的仓库地面、机场、贮水池等结构中已得到广泛应用。随着国家经济建设的不断发展和人们对工程质量要求的日益提高，我们有理由相信， 纤维混凝土将展示出它超群的优势。

参考文献：

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[3]惠士博. 纤维混凝土概述[ R] .清华大学水利系.

纤维混凝土篇(2)

1.1原材料与混凝土配合比

试验采用天瑞集团郑州水泥有限公司PO42.5普通硅酸盐水泥；细骨料为焦作产中砂，细度模数2.9；粗骨料为新密产碎石，连续级配5~25mm；外加剂为郑州同辉建材有限公司TH-2A型高效减水剂，减水率18%；纤维采用泰安同伴纤维有限公司生产的纤维素纤维（性能指标见表1）；混凝土拌和与养护用水为试验采用郑州市自来水，符合国家标准要求.混凝土配合比设计依照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2011）［9］，综合考虑原材料状况、强度、耐久性等要求，通过配合比计算、试配和调整，确定混凝土的实际配合比如表2所示.

1.2试验方法及设备

混凝土试块在标准养护室养护28d，取出后自然晾干.将混凝土试块放入高温炉内，目标温度分别为200，400，600，800℃，升温速率为10℃/min，达到目标温度后恒温180min，自动关机停止加热，试块随炉冷却至室温.试验采用洛阳高温仪器设备厂生产的GWL型高温电阻炉（见图1）.试验依据《公路工程混凝土结构防腐技术规范》（JTG/TB07—01—2006）［10］，采用快速氯离子迁移系数法（RCM法）测试混凝土试件的氯离子扩散系数.试件尺寸为Ф100mm×50mm，试验设备采用RCM-NTB型氯离子扩散系数测定仪（见图2）.

2试验结果及分析

2.1混凝土外观变化

对混凝土外观的观察分析可以作为混凝土结构火灾后损伤程度的评判方法之一，对火灾后建筑物的鉴定评判和后期修缮能起到一定的指导作用.不同温度作用后纤维素纤维混凝土试块的表观损伤特征如表3所示.由表3可见，纤维素纤维混凝土试件遭受200℃高温后，颜色呈青灰色，试件表面完整，无裂缝、掉皮、缺角现象；400℃后颜色变为略白，有少量、细微裂缝出现，试件表面无掉皮、缺角、疏松等现象；600℃后，试件颜色变为暗红色，裂缝变多，有少量的掉皮、个别缺角、轻度疏松；800℃后，试件颜色变为灰白色、裂缝变得宽得多、少数几个面出现贯通裂缝、轻微掉皮、四角出现缺角、试件明显变得疏松.混凝土试件在高温过程中没有出现爆裂现象.与素混凝土相比，纤维素纤维混凝土高温后的外观相对较好，纤维素纤维掺量不同的情况下，混凝土外观损伤并无明显差异.

2.2混凝土渗透性

高温后纤维混凝土的氯离子扩散系数按下式计算［11］：根据表4的计算结果绘制出高温后纤维素纤维混凝土试件的氯离子扩散系数与温度的关系，如图3所示.由图3可见，4条曲线的变化趋势大致相同.高温作用后，纤维素纤维混凝土的氯离子扩散系数随着温度的升高逐渐增大，且上升趋势随着温度的升高而减缓.当温度在200℃左右时，混凝土的氯离子扩散系数提高比较明显，大约是常温下的3倍左右，原因是一方面试件内纤维素纤维融化，原来纤维素纤维占据的位置融化后形成通道，另一方面粗细骨料和水泥浆体的温度膨胀系数值不等，应变差的增大使骨料的界面形成裂纹，有利于氯离子扩散［11］.当温度达到400℃时，混凝土氯离子扩散系数的提高开始减缓，大约是常温下的4倍左右，主要原因是达到400℃时，骨料与浆体界面区由于水化物的脱水，浆体收缩产生许多孔洞，导致骨料与浆体界面黏结处开始松散，另外，由于骨料的膨胀和浆体的收缩，在界面区引起内应力，使骨料与浆体界面区产生裂纹［12］.当温度继续升高到600℃时，混凝土的氯离子扩散系数继续提高，大约是常温下的5倍左右，主要原因是结晶水脱水加剧，水化产物大量分解，混凝土内部结构孔隙增多，水化产物由连续相变为分散相，水化产物间与骨料边界处裂纹逐渐扩大、贯通，由于高温的作用，骨料与水泥浆体间的裂缝迅速扩展且宽度加大，甚至骨料也会发生破坏的现象.纤维素纤维的掺入降低了混凝土常温及高温后的氯离子渗透性，纤维掺量为0.6~0.9kg/m3时，效果最为显著，可视为最优掺量.随着纤维掺量增加纤维素纤维混凝土的氯离子渗透性有所增大.

3结论

纤维混凝土篇(3)

【关键词】钢纤维；钢纤维混凝土

1、前言

混凝土，作为当代的一种新型建筑材料，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。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（Fiber Reinforced Concrete，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。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（Steel Fiber Reinforced Concrete 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。

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。

我国对SFRC与普通混凝土力学性能做了比较试验，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（Hybrid Fiber Reinforced Concrete 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（Layer Steel Fiber Reinforced Concrete 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。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。

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（Layer Hybrid Fiber Reinforced Concrete 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。

3、总结

各种结构形式的钢纤维混凝土都具有普通混凝土不具有的优点，也是工程界和学术界所期望的，但是不管是哪种结构形式的纤维混凝土还是哪种理论都有应用局限性，还有待更进一步的研究和探讨。

参考文献：

纤维混凝土篇(4)

[关键词]混凝土；纤维；纳米；抗火

引言

从国内外混凝土技术发展历程可知[1-4]，首先无论研究者或是工程技术都要求混凝土具有更高的强度。各种大型结构的兴建要求混凝土强度设计等级不断提高，虽然混凝土技术在不断发展，但飞速增长的混凝土强度似乎仍然不能满足结构的要求。其次，由于机械施工水平和生产效率的不断提高，混凝土的生产已经走上了商品化的道路，而且混凝土的品种也在不断增多，如泵送混凝土、水下不分散混凝土、免振捣自密实混凝土、智能混凝土等等，这都要求混凝土要有良好的流动性、可泵性、保塑性、保水性等施工性能。再次，混凝土材料的耐久性能也越来越成为国内外混凝土研究人员关注的热点，良好的耐久性能不仅意味着混凝土材料的寿命延长，而且更重要的是其能适应各种不同的恶劣环境，抵御不同侵蚀介质的破坏，如在大型水利大坝、海洋石油钻井平台等特殊工程中混凝土的耐久性能往往比强度更为重要。另外，为了适应新材料的发展趋势，人们还对混凝土的某些特殊功能提出了要求，如超早强、自呼吸、高耐磨、吸声、抗高温和自清洁等性能。总之，如何提高混凝土强度、韧性、抗高温性和耐久性，这些都是急需解决的课题。

1、混凝土性能改善方法及国内外研究现状

1.1钢纤维混凝土

纤维混凝土（Fiber Reinforced Concrete，简称FRC）又称纤维增强混凝土，它以混凝土为基体，以纤维为增强材料，通过一定数量的纤维均匀分散于混凝土基体中来改善混凝土的性能[5，6]。

纤维混凝土力学特性的研究开始于本世纪60年代。J.P.Romualdi等[7]通过系列研究讨论了钢纤维混凝土裂缝开展的机理，提出了基于断裂分析的纤维间距理论，为钢纤维混凝土的实用化开辟了道路，RN.Swamy和A.E.Naamaii等则对钢纤维混凝土的增强机理提出了复合材料强化法则。随着钢纤维混凝土的推广应用，美国混凝土学会根据需要增设了专门的纤维混凝土委员会（ACI 544），国际标准化协会也增设了纤维水泥制品技术标准委员会（ISO TC77）。许多专家学者[5-10]对钢纤维混凝土的基本强度特性和基本变形特性进行了大量试验研究，对钢纤维混凝土的断裂性能和疲劳特性也开展了部分试验研究。

我国对钢纤维混凝土基本理论的研究开始于70年代，进入80年代后，这一领域的试验研究有了迅速的开展。大连理工大学赵国藩教授[6]首先从断裂力学理论出发，导出了与复合材料理论相一致的乱向分布钢纤维混凝土抗拉强度公式，并分析了钢纤维混凝土的增强机理和破坏形态。

钢纤维可提高混凝土的抗拉强度、抗弯韧性、抗剪强度、抗冲击性以及提高混凝土的抗裂性、耐磨性等。钢纤维混凝土以其优良性能而广泛应用于隧道、地铁、矿井等地下工程；公路、机场路面和工业地坪；建筑工程、桥梁工程；水利水电工程；筒仓、管道、烟囱等薄壁结构；各类建筑物及构筑物的维修补强和抗震加固工程等[5，6]。

1.2合成纤维混凝土

合成纤维用于增强水泥混凝土最早由Goldfein.S.于1965年提出，并建议用聚丙烯纤维作为混凝土的掺合料建造美军工兵部队的防爆结构，此后逐渐引起工程界的广泛关注。目前美国和欧洲等地出现了一些生产和销售混凝土用纤维的专业公司，通过对合成纤维的改性研究，使纤维在混凝土中的分散和粘结得到改善，并研制出高强度高弹模的改性纤维[11-13]。目前，合成纤维混凝土得到了广泛的研究和应用，应用较多的纤维品种有聚丙烯纤维、尼龙纤维、聚乙烯醇纤维和高弹模聚乙烯纤维。

我国对合成纤维研究和应用比较晚。上世纪80年代末中国建筑材料科学研究所和北京建筑材料研究所等开始研究聚丙烯纤维和维纶纤维用于混凝土。目前国内合成纤维应用领域几乎遍布土木、水利各个领域，其中以路面、桥面、房屋外墙抹面、防渗结构应用较多[14]。

以聚丙烯纤维为代表的合成纤维可提高混凝土的早期抗收缩裂缝性能，还能提高混凝土的抗渗、抗冻性能。合成纤维混凝土的主要应用领域为：地下防水工程；路面、桥面和工业地坪；输水管道、水滤等工程[9]。

1.3混杂纤维混凝土

混杂纤维混凝土是将两种或两种以上不同的纤维混杂掺加到混凝土中，以获得单掺一种纤维所达不到的性能。例如钢纤维和聚丙烯纤维的混杂既可减少混凝土的干缩裂缝又可增加混凝土的韧性；不同长径比的钢纤维混杂后可优化其增韧增强效果。混杂纤维不但可以发挥纤维各自的增强效果，而且可以发挥各种纤维间的协同工作能力，形成优势互补的混杂效应，从而更为有效地改善混凝土的性能。将钢纤维和合成纤维混杂使用给降低钢纤维混凝土的成本带来可能性，对于扩大钢纤维混凝土的工程应用具有现实意义。另外，将不同纤维混杂使用不仅可发挥每种纤维各自的性能，由于不同纤维在不同层次上对混凝土基体产生约束和增强，因此还能形成不同纤维间的混杂效应，这一混杂效应不是每种纤维增强效应的简单叠加，而是具有l+1≥2的特点，可以更为有效地改善混凝土的性能[4]。

东南大学孙伟院士对聚丙烯纤维和钢纤维混杂增强高强混凝土的弯曲性能进行的试验研究结果表明：钢纤维与聚丙烯纤维组成三维乱向支撑网，在一定程度上弥补了混凝土的初始缺陷，增强了基体的抗拉能力；钢纤维与聚丙烯纤维缠绕在一起，在承受弯曲拉伸荷载时产生“纤维连锁”效应，更大程度地提高了试件的抗弯强度；在裂缝扩展过程中，钢纤维与聚丙烯纤维先后起阻裂的主导作用，对裂缝的扩展进行全过程抑制，明显地增大了基体的韧性；从经济上考虑混杂纤维混凝土也有一定的优势，钢纤维增强、增韧效果好，但会导致工程造价高；聚丙烯纤维增韧效果好，价格较低，但仅聚丙烯纤维难以提高混凝土的强度，只能延缓其后期破坏过程。在钢纤维掺量较低的基础上加入低掺量的聚丙烯纤维，工程造价提高少，但却使混凝土的强度、韧性、阻裂能力等性能得到很大提高，大大改善了混凝土的脆性，特别适合抗震等级要求较高的工程。

2、纳米技术在混凝土中应用

混凝土纳米科学是将混凝土这种复杂非均质材料体系分解到材料固有特性的尺度（纳米尺度），在此尺度上一种材料的性质不同于另一种材料。研究者期望从纳米尺度到宏观尺度“纳米工程化”这些材料固有特性，以供大规模的工程应用。这项研究类似于人类基因组项目，是将混凝土切分到基本单元或分子尺度，以描述水泥基材料的矿物学组成和其在时间、空间中的转换。混凝土纳米科学研究将为我们呈现水泥基材料的力学蓝图，这不仅增进对水泥基材料的宏观特性上的强度和缺陷的认识，也为下一代可持续水泥基材料的开发提供基础。当前正在开发水泥基材料力学蓝图测定方法，即高非均匀水泥基材料的纳米压痕技术及其应用。采用新的格栅压痕技术，已鉴别出水泥基材料的基本单元-水化硅酸钙的刚度、强度和徐变。

普通水泥的颗粒粒径通常在7μm～200μm，但其约为70%的水化产物水化硅酸钙（C-S-H）凝胶尺寸在纳米级范围，经测试，该凝胶的比表面积为200～300m2g-1，可推算得到凝胶的平均粒径为10nm，即混凝土中的水泥硬化基体实际上是由水化硅酸钙凝胶为主凝聚而成的初级纳米材料，但是这些纳米结构在细观上是相当粗糙的。

材料的各种性质是由其内部结构而决定的，换句话说，材料性质可以因适当地改变材料的结构而予以改性。水泥硬化浆体在微细观上具有高度不均匀性及复杂的结构，且随时间、环境湿度和温度的变化而变化。因此可以通过控制水泥硬化浆体内各相的结构，从而改善材料性能。

纳米材料在水泥混凝土中的应用研究始于上世纪90年代。研究表明，在混凝土中掺入纳米颗粒后可以使混凝土更加密实，早期强度提高，韧性增强，并可以显著提高混凝土的耐久性。因为混凝土的耐久性除了受其本身的化学组成的影响外，主要是由孔隙率、孔隙特征和微裂缝等因素决定。吴中伟[4]院士依据孔径大小可将水泥基材料的孔结构分为四类：孔径小于20nm的为无害孔，孔径在20～50nm的为少害孔，孔径在50～200nm的为有害孔，200nm以上的为多害孔。国外也有学者将孔径大于100nm的毛细孔称为有害孔。由于纳米材料的颗粒粒径小于100nm，可以对水泥硬化浆体中20～150nm的微孔起到填充效应，有效改善孔隙率和孔隙结构。并且均匀分散纳米颗粒，在水泥水化中起到类似“晶核效应”的作用，提高凝胶体形成数量并使水化产物在整个界面过渡层内分布趋于均匀。

目前用于混凝土中的纳米材料主要有硅灰、稻壳灰、纳米SiO2，纳米CaCO3和纳米纤维、碳纳米管等。

3、混凝土高温性能研究概况

国内外对混凝土的高温性能及其抗火能力、火灾后钢筋混凝土结构损伤评估以及灾后的加固修复，都做了较多的试验研究和理论分析。

尽管已有的研究报道有限，但钢纤维（SF）特别是不锈钢纤维用于高温条件下（达到1500℃）的耐火混凝土中已经被证实是有效的。国内外的研究表明钢纤维混凝土在高温下抗火性能较普通混凝土有明显的改善。钢纤维对混凝土高温性能的影响主要包括以下几个方面：混凝土在40℃～1000℃导热系数不变，限制了裂纹扩展；提高了600℃前混凝土的比热，因而在温度较低时钢纤维控制了混凝土的裂纹扩展；低于800℃时，对试件的热膨胀没有显著影响。但是目前对于钢纤维掺入对混凝土高温性能是有利还是有弊，颇有争议。钢纤维确实提高了混凝土的抗拉强度和韧性，但不能明显地降低混凝土发生爆裂的可能性。

试验研究已发现，在混凝土中掺入聚合物纤维（如聚丙烯纤维）能有效减小爆裂的机会。聚丙烯纤维（PPF）细度高（当量直径0.02～0.1mm）、数量多（0.9kg/m3的掺量充分分散可获得700～3000万根纤维单丝）、在混凝土中的纤维间距小，上述特点使聚丙爆纤维能有效限制早期（塑性期和硬化初期）混凝土由于离析、泌水、收缩等因素形成的原生裂隙的发生和发展，减小原生裂隙的数量和尺度，而原生裂隙通常是混凝土破坏或性能劣化的起源。从此角度理解，可认为聚丙烯纤维上述阻裂效应的意义不仅在于有效地阻止了早期混凝土塑性裂缝的发生和发展，更在于提高了材料介质的连续性，使硬化后的混凝土性能得到显著改善。

在混凝土中掺入聚丙烯纤维和钢纤维的混杂纤维后，不仅能够有效地阻止混凝土在高温下发生爆裂，并且能够较好地保持混凝土的完整性，高温后仍能承受较高荷载。温度达到180℃时，混凝土还处于自蒸阶段时，内部压力还不大，由于聚丙烯纤维的熔点低，在该温度下己经熔化，但因其液态体积远小于固态所占空间，于是形成众多小孔隙，并由于聚丙烯纤维分散的均匀性及纤维细小而量又多，使得混凝土内部孔结构发生了变化，孔隙的连通性加强，为混凝土内部水分的分解蒸发提供了通道，也就缓解了由于水分膨胀所形成的分压，使内部压力大大降低，防止了爆裂的产生。温度达到450℃时，钢纤维与混凝土间的粘结力下降约80%左右，但对混凝土内部裂缝的产生和发展仍能起到一定的约束作用，从而基本保证混凝土的完整性，并使得混凝土强度的降低幅度不大，高温后仍有较高的强度。这表明混杂纤维混凝土具有优异的高温性能。

4、结论

在混凝土中掺入适量的纤维和纳米材料，改善了混凝土的微观结构，增加了混凝土的密实性，提高了混凝土的物理力学性能。随着钢纤维掺量的增大，纤维混凝土抗压、劈拉和抗折性能均显著增加，受荷后的变形性能显著改善；混凝土中掺入聚丙烯纤维，有效改善了混凝土的早期性能，减少塑性干缩，高温后由于聚丙烯纤维高温熔化，在混凝土中形成均匀分布的细小孔隙，减少了混凝土受到高温时的内部蒸气压，明显降低甚至消除了混凝土的高温爆裂；掺入纳米材料，增加了混凝土的密实度，细化了水泥水化产物，改善了混凝土的微观结构，提高了混凝土的界面性能。综上，纤维纳米混凝土是满足工程实际对混凝土高性能的需求新型混凝土材料。

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[14]袁勇，邵晓芸.合成纤维增强混凝土的发展前景[J].混凝土，2000（12）.

纤维混凝土篇(5)

关键词：钢纤维混凝土；施工技术；路桥；优势

ˎ ̥ abstract: along with the rapid development of economy, road Bridges business has achieved great progress, new materials, new technology has been applied, greatly promote the construction of road and bridge to a higher level forward. And steel fiber reinforced concrete is a new type of conform to the material, its superior performance, high maneuverability, economic and practical characteristics decide the highway bridge construction, the important position of steel fiber reinforced concrete construction technology has been widely applied. This paper first Outlines of steel fiber reinforced concrete, this paper analyzes its performance advantages, then respectively introduces the road construction and the wide application of bridge construction, and finally elaborated on the construction techniques.

Keywords: steel fiber concrete; Construction technology; Luqiao; advantage

中图分类号： TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、钢纤维混凝土概述

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。纤维的增强效果主要取决于基本强度、纤维含量(体积率)、纤维的长径比以及纤维和基体混凝土间的粘结强度等因素。钢纤维混凝土的应用是在19 世纪末，目前该技术已逐步趋于成熟与完善，与传统的沙石水泥浆混凝土相比，钢纤维混凝土在力学方面具有相当大的优势：

（一）钢纤维混凝土的强度与重量比值明显提高

采用钢纤维混凝土技术建造路桥，路桥的路面厚度与普通混凝土路面厚度相比约为1：2，并且路面只设横缝不设纵缝，横缝的间距一般为20m～30m，可以最大程度上提高路面的拉伸力和抗冲击力，提高路桥设施的工程质量。

（二）抗拉、抗弯、抗压性、抗冲击能力显著提高

相比传统的混凝土材料，钢纤维混凝土具有抗弯、抗压、抗拉等特点。据实验数据显示，钢纤维混凝土相比传统的混凝土而言，抗拉强度增强四到六成，抗弯强度更是增强一至两倍。这与材料成分中所加入一定比例的钢纤维是分不开的。

（三）优越的形变能力及优越的抗疲劳能力

钢纤维对提高混凝土的抗拉弹性模量效果极其显著，使得混凝土的长期收缩形变能力更为优越，一般最高可以改善混凝土收缩率的三成。另外抗疲劳能力的增强使得桥梁施工质量能得到长期可持续的保证。

二、钢纤维混凝土在路桥施工中的应用

（一）道路施工中钢纤维混凝土的应用

由于钢纤维混凝土路面具有减薄铺装厚度、纵缝不设或少设、横向缩缝少、良好的耐磨性及冻融性等优点，延长路面使用寿命，从而在路面工程中获得广泛应用。

1、新建复合式钢纤维混凝土路面

复合式路面可以做成双层式或三层式。双层式路面的构造是在全路面板厚的上层约全厚40% ～ 60% 铺设钢纤维混凝土。三层式复合路面是上下两层分别做成钢纤维混凝土层，中间夹普通混凝土层。结构上比较合理，但施工复杂。根据经验，三层式复合路面宜在机械化铺设条件较高的地区使用。此外，还可以采用钢纤维－钢丝网混凝土复合式路面。

2、钢纤维混凝土罩面

旧混凝土路面损坏采用钢纤维混凝土铺筑罩面层。钢纤维混凝土罩面分结合式、直接式、分离式3种结合。结合式罩面面层与旧混凝土相互粘结为一整体，共同发挥结构的整体强度作用。分离式罩面层与旧混凝土不粘结，而是中间设置一个隔离层，各层独立发挥作用。直接式是直接在旧水泥混凝土面层上加铺钢纤维混凝土罩面层。一般用于损坏较轻微的旧水泥混凝土路面。

3、在多年冻土地区用于抗冻

在多年冻土地区选用钢纤维混凝土路面以减少吸热，并维持冻土热平衡和提高抗冻性。

（二）桥梁施工中钢纤维混凝土的应用

1、桥面铺装

采用钢纤维混凝土桥面铺装层不仅可以增强桥面的抗裂性、耐久性和提高舒适性能,还可以增强桥梁抗折强度,增加桥梁本身刚度,减少铺装厚度,降低结构自重,改善桥梁受力状况。此外,采用钢纤维混凝土和橡胶沥青混凝土复合的双层桥面也是一种有效措施。

2、桥梁上部

采用钢纤维混凝土作为主拱圈（主梁）或在应力集中区局部加强,改善结构受力性能,有效控制结构变形,减轻自重,推动桥梁结构向大跨度、轻型化方向发展。结构性能良好,造型美观,而且可减少上部材料用量,使下部墩台数量也相应减少,从而降低造价,提高经济效益。通过修建钢纤维混凝土桥梁降低梁高,满足使用上的特殊要求。

3、桥梁墩台

对动载长期作用下造成的桥梁墩台及桥面板裂缝或表层剥落病害，采用转子Ⅱ型喷射机喷射5～20cm 钢纤维混凝土以满足结构的整体性和抗震性要求。一般钢纤维类型采用剪切钢纤维，掺量为1.0%；采用硫铝酸盐快硬水泥和TS 型速凝剂提高早期抗裂性能；对旧混凝土表面喷砂或凿毛，增加新旧混凝土的整体性。

4、土桩

采用钢纤维混凝土对桩顶或桩尖局部增强，桩的穿透力有较大提高，锤击次数减少，大大提高打击速度。一般在桩顶和桩尖部位采用钢纤维混凝土，增强桩顶的抗冲击韧性，避免桩顶在打入设计深度以前出现破裂，并增加桩尖入土能力，提高打击速度。桩身部分仍用预应力或非预应力钢筋混凝土。当然也可以全断面整体浇筑钢纤维混凝土，但其经济效益会有所下降。所以，应经过技术经济比较决定。

三、钢纤维混凝土的施工技术要点

钢纤维混凝土的施工，按其施工方法来分有浇注钢纤维混凝土、喷射钢纤维混凝土和灌浆钢纤维混凝土。钢纤维混凝土道桥工程质量的优劣，在很大程度上取决于施工质量。因此，在钢纤维混凝土施工时，除了满足普通混凝土的施工要求外，还应特别重视钢纤维给施工带来的技术问题，确保钢纤维均匀分布在基体中。

（一）钢纤维混凝土配合比

钢纤维混凝土混合料配合比的要求首先应使路面厚度减薄，其次是保证钢纤维混凝土有较高的抗弯强度。根据强度设计值以及施工配制强度提高系数，确定试配抗压强度与抗折强度，钢纤维混凝土抗折强度设计值的确定：fftm = ftm (1 +atm PfLf/df)。

其中，fftm 为钢纤维混凝土抗折强度设计值；ftm 为与钢纤维混凝土具有相同的配合材料、水灰比和相近稠度的素混凝土的抗折强度设计值；atm 为钢纤维对抗折强度的影响系数(试验确定)；Pf 为钢纤维体积率；Lf/df 为钢纤维长径比。

根据试配抗压强度计算水灰比，根据试配抗压强度,确定钢纤维体积率，一般浇筑成型的结构范围在0.5%～2%之间；计算混合材料用量,确定试配配合比；按照试配配合比进行拌合物性能试验,调整单位体积用水量和砂率，确定强度试验用基准配合比；根据强度试验结果调整水灰比和钢纤维体积率，确定施工配合比。

（二）钢纤维的投放与钢纤维混凝土的搅拌

钢纤维的投放应采用先干后湿的分散式投放以防在搅拌中出现结团现象，在投放前，钢纤维应先与细骨料定量搅拌均匀后再通过振动筛分散式投入素混凝土中。钢筋混凝土搅拌时一般按照先投放砂石料再放钢纤维，搅拌均匀后投放碎石和水泥，这样的投放工艺是一种分级投料，也就是每一级投料时都应做到搅拌均匀，以防出现钢纤维结团的现象。此外，对搅拌机的选择也有一定的要求，为了达到最佳的搅拌效果在进行钢纤维搅拌时要选择双锥反转出料式强制型搅拌机，以确保钢纤维掺量较高货坍落度较小时搅拌机的利用率达到最大化。

（三）钢纤维混凝土的浇捣

钢纤维混凝土浇捣与普通混凝土一样，浇捣是施工中的重要环节，直接影响钢纤维混凝土的整体性和致密性。不同之处就是其流动性较差，在边角处容易产生蜂窝。因此，边角部分可先用捣棒捣实，然后用夯梁板来回整平。

（四）成型

钢纤维混凝土具有粗骨料细、砂率大、纤维乱向分布的特点，因此钢纤维混凝土路面宜采用真空吸水工艺，机械抹平以防止钢纤维外露。采用压纹机压纹工艺以避免拉毛产生纤维外露现象。拆模后对纤维外露或漏振时，应及时处理。

（五）接缝施工

钢纤维混凝土的收缩性小、抗裂性能好。有条件封闭交通的施工路段，采用混凝土摊铺机可做成整幅式，不设纵缝。钢纤维浇筑养生达设计强度50%后切锯缩缝。

（六）养护

一切完成之后就会进入养护与质量控制阶段，钢纤维混凝土的养护和普通混凝土养护一样，覆膜保湿养护，控制主要针对于原材料、配合比等材料的质量以及数量，同时还应对抗压、抗折及抗拉等强度进行实验。

结语

综上，钢纤维混凝土作为一种新型的复合混凝土材料，改变了传统混凝土的物理、力学性能，不但能够提高路桥工程的施工水平，也能大大节约工程造价，相信在未来的路桥建设中，钢纤维混凝土技术可以得到更为广泛的应用，并且在应用中不断创新，发展成为更具现代化、科学化的建筑技术。

参考文献

纤维混凝土篇(6)

关键词：钢纤维 聚丙烯纤维混杂纤维混凝土 力学性能 物理性能

中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：

[Abstrct]:Fiber reinforcement is commonly used to provide toughness and ductility to brittle cementitious matrices.two or more types of fibers are rationally combined to produce a composite that derives benefits from each of the individual fibers and exhibits a synergetic response.The enhancement mechanism of hybrid fibers reinforced and their research methods are analyzed in this paper. The status quo of the research and application about hybrid fiber reinforced concrete is summed up, and a pilot study about the application prospect of hybrid fiber reinforced concrete is discussed.

[Key words]: Fiber reinforced concrete；Hybrid fibers

0引 言

钢-聚丙烯纤维增强混凝土（steel-polypropylene hybrid fiber-reinforced concrete）是以水泥浆、砂浆或混凝土为基体，以非连续的短钢纤维和聚丙烯纤维作为增强材料所组成的水泥基复合材料的总称。试验研究表明，纤维掺入混凝土能够改善基体的特性，由于纤维性能不同，在基体中，单一纤维只是在一定程度上体现它的某些特性。其中高弹性模量钢纤维混凝土的优越的物理和力学性质主要表现为：(1)较高的抗拉、抗压、抗弯极限强度和抗剪性；(2) 卓越的抗裂和抗疲劳性能； (3) 抗冲击性能良好；(4)能明显改善变形性能； (5)强度和重量比较大，比较经济。而具有低弹性模量的聚丙烯纤维的优势主要表现在：(l)能够控制混凝土裂缝，提高结构物抗裂性、减少混凝土早期塑性裂缝；(2)耐腐蚀；(3)增加混凝土的延性、抗冲击性、抗渗性及耐磨性；(4)有助于防火；(5)用量少，价格低。如果在混凝土这种多相、多层次的复合材料中，掺杂多种不同性能的纤维，从不同层次上对基体进行优化，就可以发挥材料的最佳性能。

因此，随着材料科学和结构工程的发展，钢-聚丙烯纤维混凝土（以下缩写HFRC）特性正逐步成为国内外学者研究的焦点。本文将概述国内外的钢-聚丙烯混杂纤维的研究与发展，并在此基础上探讨目前混杂纤维研究所存在的问题及研究方向。

1 混杂纤维混凝土的混杂效应

混杂纤维在混凝土中的作用主要体现在阻裂、增强和增韧三个方面，目前对HFRC的增强机理主要有以下两种理论解释：一、复合材料力学理论；二、纤维间距理论。大量学者研究发现，在纤维材料差异及纤维体积率匹配的不同情况下，混杂纤维增强混凝土会出现正、负两种混杂效应。

孙伟[2]等选用不同尺寸不同弹性模量的纤维混杂，发现混杂纤维能提高混凝土的限缩能力和阻裂能力，并在改善其抗渗性能方面表现为正混杂效应。

王成启[3]对不同尺寸纤维混凝土的混杂效应机理做了分析，认为混凝土的破坏实质为裂缝产生、亚临界扩展和失稳扩展的过程，并在此基础上提出混杂增强效应系数的概念。

2004年，Banthia[4]等人通过试验，解释了钢纤维与聚丙烯纤维混杂时的增强效应原理。同时提出三种混杂效应:基于纤维本构关系的混杂、基于纤维尺寸的混杂、基于纤维功能混杂，对混杂纤维的混杂效应研究具有重要意义。

2 混杂纤维混凝土的力学性能

上世纪70年代中期，Walton和Majumdar[5]最先进行了HFRC的研究，研究表明钢纤维和聚丙烯纤维共同作用提高了基体的抗拉性能和抗冲击性能。

同时P.Sukontaukkul[6]研究发现，HFRC综合了钢纤维混凝土较高的初裂荷载、最大荷载的优点和聚丙烯纤维混凝土优越的延性韧性。

Parviz，Sorouhian[7]等人对HFRC的断裂性能进行了研究，并探讨了HFRC的增强机理和破坏机理。

姚志雄[8]等实验研究发现加入钢纤维后RPC断裂能、延性指数和特征长度大幅提高。并且RPC的断裂能随钢纤维掺量的增加而增大,但其延性指数和特征长度则随钢纤维掺量呈现出不同的变化规律。

Johnston[9]与Swanmy的实验证实，混凝土中掺入纤维对其提高抗压强度意义并不大，但由于纤维的加入，增大了混凝土压缩破坏时的延性。但Glavind 和 Aarre 等人的研究表明，将钢－聚丙烯混杂纤维掺入混凝土中，可以提高混凝土的极限压应变。

贺大荣[10]也证实混杂纤维混凝土的抗压强度变化幅度不大。研究发现当纤维掺量较低时,可以增强砼抗压强度。反之，纤维混凝土的抗压强度会降低,甚至低于素混凝土的强度。

1982年 KobayashiKll[11]等人研究了HFRC的弯曲性能并首次提出“Hybrid”一词，研究表明混杂纤维对混凝土有更好的增韧效果。

梁济丰等人[12]对S-P混杂纤维混凝土抗冲击试验发现混杂纤维混凝土对抗冲击性能的提高非常明显，王凯[13]等人通过试验研究表明，钢纤维和聚丙烯纤维在较低掺量下，混凝土的抗压、抗拉强度、断裂强度和抗弯韧性有显著提高。,张平中等人在对S―P混杂纤维混凝土进行抗冲击强度试验分析后也得出类似结论。

3 混杂纤维混凝土的物理性能

钱红萍等在研究各龄期内纤维混杂对混凝土收缩性能影响规律时发现混杂纤维能明显降低混凝土的收缩率，且限缩效应的大小与纤维混杂种类纤维体积掺量大小等因素密切相关。

M.sarigaphutil[14]等对纤维增强混凝土的收缩开裂与耐久性进行了试验研究，发现掺入纤维可以有效地减少混凝土的收缩开裂，且与未加纤维的混凝土相比可以有效地减少裂缝宽度。

Zhang J．[15]等人基于纤维间距理论和纤维、混凝土间剪应力传递的概念，建立了纤维混凝土收缩公式，并认为纤维的减缩作用类似粗骨料工作原理。

鞠丽艳等人在混杂纤维混凝土抗爆裂性能研究时发现,800℃时,混杂纤维明显提高了混凝土的抗爆裂性能,同时分析了混杂纤维改善高性能混凝土高温性能的作用机理.

潘慧敏采用液化石油气燃烧模拟火灾,对HFRC高温力学性能及抗爆裂性能进行了研究。结果表明混杂纤维的掺入提高了混凝土火损试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度。高温下,混杂纤维能有效地阻止混凝土产生爆裂,并能较好地保持混凝土的完整性。

何晓达试验发现在400oC高温下恒温2小时后，混杂纤维混凝土仍能承受较高荷载，此时强度绝对值在35MPa左右；强度剩余率在65％左右；在800 oC高温下恒温2小时后，混杂纤维混凝土强度剩余率在30％左右。

陈猛[16]等人对素混凝土和钢-聚丙烯混杂纤维混凝土两种材料进行了弯曲疲劳试验，发现混杂纤维混凝土在循环荷载作用下的疲劳破坏表现为良好的塑性性质。

孙家瑛[17]试验发现纤维混杂比例会对混凝土的抗渗性产生正负效应。陈德玉和谭克锋[18]研究了长度不同的聚合物微纤维的抗渗性能，认为均匀分布在混凝土中的大量纤维起到了“分流和筛滤”的作用，降低了混凝土表面的析水，阻碍了集料的离析，可以极大地提高抗渗能力。朱缨[19]也有类似的结论，而且随着微纤维掺量增加，抗渗性能增加。易成等人的带裂纹试件渗透试验表明，渗透流量与裂缝宽度之间不服从立方定律，掺入纤维后混凝土的裂缝扩展方式更有利于混凝土抗渗。

黄承连[20]认为低掺量的合成纤维也能明显提高混凝土抗冻性能，可使冻融循环次数提高50%甚至是1倍以上，若纤维掺量太少则对混凝土的抗冻性能改善作用明显降低。

杨成蛟[21]通过混杂纤维混凝土力学性能及抗渗性能的试验研究发现,混杂纤维对混凝土抗渗性能影响不大.引气剂有助于提高混杂纤维混凝土的抗渗性.另外简单分析了纤维混杂方式对混凝土力学性能和抗渗性能影响的机理.

4总结展望

本文主要介绍了混杂纤维混凝土的增强机理和国内外混杂纤维混凝土的物理性状、力学性状的研究状况，虽然混杂纤维混凝土的很多理论还亟待完善,但是，随着人们对混杂纤维混凝土研究工作的深入开展，研究领域的不断扩展，混杂纤维混凝土在铁路工程、工业建筑地面、机场跑道、公路、大坝等有着广泛的应用潜能。相信随着研究的深入，混杂纤维混凝土的优越性能将日益显露，其应用前景也必将是十分广阔的。

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纤维混凝土篇(7)

【关键词】桥梁施工；钢纤维混凝土技术；问题；质量

1引言

钢纤维混凝土作为一种新型混凝土材料，由于在其中加入了钢纤维，钢纤维混凝土的各种性能，如抗拉能力和抗弯能力等都更加优良，不仅能够最大程度上降低桥梁裂缝，解决跳车现象的发生，还能提高行车安全，增强桥梁质量[1]。因此，值得深入研究和探讨。

2普通钢筋混凝土的特点

实践表明，普通钢筋混凝土很难保证桥梁施工质量与行车安全，因而施工人员需要运用新型钢纤维混凝土进行施工，以达到提高桥梁施工质量的目的。经研究发现，普通钢筋混凝土在施工中存在的问题主要体现在以下几个方面：（1）普通混凝土会诱发裂缝，降低桥梁施工质量，还可能会引起桥梁坍塌和道路凹陷等问题，并会造成交通事故，影响城市居民安全；（2）普通混凝土的材料是水泥、砂石及石子等拌和硬化后形成的，脆性较好但抗拉性能较弱，易产生裂缝；（3）普通混凝土热胀冷缩明显，不论受冷或受热都会产生变形，一旦变形受到束缚，就会产生温度裂缝，影响桥梁工程质量；（4）普通混凝土受到侵蚀后，尤其在雨水侵蚀严重的情况下极易受到破坏，并会损害其性能，为桥梁工程埋下质量隐患[2]。

3钢纤维混凝土在桥梁施工中的重要作用

钢纤维混凝土作为一种新型混凝土材料，在桥梁施工中具有重要的作用，主要体现在以下几个方面：（1）应用钢纤维混凝土施工技术不仅能够预防桥梁结构变形，还能够提高桥梁的承载力，保证桥梁质量；（2）钢纤维混凝土技术可以降低桥梁工程施工材料的用量，降低桥梁工程的成本，提高工程企业的利益；（3）钢纤维施工技术的显著优势就是能够提高桥梁桥面的力学性能，解决普通混凝土导致的桥梁工程裂缝问题，提高工程的抗裂性、抗冻性以及桥面的舒适性，从而增强工程的实用性与服务性，为提高桥梁工程施工质量发挥出重要的作用；（4）桥墩是桥梁的主要结构之一，关系到桥梁的稳定性，加固桥墩不仅能够保证工程质量，还能增强桥梁工程的承载力，而运用钢纤维混凝土材料能够在一定程度上实现桥墩的加固功能，增强桥墩的稳定性[3]。但钢纤维混凝土在施工工程中需要注意的是：（1）在钢纤维混凝土施工过程中，施工人员需要合理控制钢纤维的掺入量，使钢纤维的掺入量科学、合理，以便保证桥梁墩台结构具有合适的强度，以达到加固桥梁墩台结构的目的；（2）在施工过程中，需要注意钢纤维混凝土的用量与其他材料的比例，保证比例恰当，以此才能较好地对墩台结构进行加固，增强其结构的稳定性，从而实现对钢纤维混凝土施工技术的合理控制[4]。

4钢纤维混凝土施工技术在桥梁工程中的运用

实现钢纤维混凝土技术在桥梁施工中的有效应用，是保证桥梁施工质量的关键，只有注意钢纤维混凝土施工技术的施工要点，保证相关施工人员按照指定工序进行施工，才能够达到较好的施工效果，提高桥梁工程质量。

4.1设置钢纤维分散装置

设置钢纤维分散装置是钢纤维混凝土施工技术在桥梁施工中应用的主要措施之一，是保证钢纤维混凝土施工技术有效应用的关键，也是保证桥梁施工质量的基础。因此，做好设置钢纤维分散装置工作，保证钢纤维分散装置的有效性与钢纤维分散的合理性至关重要。具体施工内容为以下几点：（1）在桥梁工程施工过程中，材料搅拌是否均匀是影响工程质量的关键因素之一，因此，施工人员需要通过分散装置对其进行搅拌，并保证搅拌的均匀性，从而为桥梁工程施工质量打下坚实的基础；（2）在搅拌过程中，注重运用机械分散装置搅拌细料与骨料，同时保证细料与骨料搅拌的科学性与合理性，以增强搅拌效果；（3）在入口位置安装振动装置，保证分散装置有效工作，并需使分散装置制作的钢纤维材料符合制作要求，且能够投入使用，同时还要保证其具有较好的性能与强度，以制造出较好的钢纤维混凝土材料。

4.2注重搅拌时间与投料顺序

注重搅拌时间与投料顺序是钢纤维混凝土施工技术应用的关键，也是保证钢纤维混凝土施工质量的关键。因此，在施工过程中，施工人员需要注重搅拌时间与投料顺序，以便保证钢纤维混凝土的施工质量。同时在其施工过程中还需要注意的是：（1）钢纤维混凝土的投料顺序是先干后湿，先放入干料再放入湿料，且放料时需要注重分级放料，以便达到防止钢纤维固结的目的。投料的步骤如下：按照砂、碎石、水泥及钢纤维的顺序进行投料，投料完成后，需在搅拌机内对干料进行搅拌，搅拌时间为2min，同时添入水与外加剂，搅拌湿料，时间为1min；（2）选择恰当的钢纤维搅拌机，一般的搅拌机很难满足钢纤维的搅拌要求，且搅拌不均匀，搅拌效果不佳，因此，在施工中，施工人员就必须要利用特殊的双锥反转出料搅拌机进行搅拌，在没有的情况下，可以使用强制式搅拌机替代。同时在机器使用时需要注意，施工人员应根据搅拌料情况制定不同的利用率，做到具体问题具体分析，在钢纤维含量大与坍落度小的情况下，应降低其利用率，以免搅拌机超负荷工作，损害搅拌机的使用寿命。

4.3注重浇筑、振捣钢纤维混凝土的方法

浇筑、振捣钢纤维混凝土是提高施工质量的重要手段。在振捣、浇筑钢纤维混凝土时，施工人员需要注意以下几点问题：（1）浇筑接头不能太过明显，以免影响钢纤维混凝土的质量，倒料时，需要控制好厚度，并将范围控制在18cm，以保证钢纤维混凝土的整体性与连续性；（2）在振捣混凝土时，需要注意不能采用插入式振捣方法，以免出现集束效应，并需使钢纤维聚集在振动棒处，以免影响搅拌的均匀性，同时还需要采用平板振动器进行振捣，使钢纤维混凝土更加密实，以使其形成二维分布模式；（3）由于钢纤维混凝土纤维分布不规则，因此，只能通过使用真空吸水工艺将使用机械磨平，以保证钢纤维混凝土的质量。

5结语

总之，探究钢纤维混凝土施工技术，实现钢纤维混凝土的合理有效应用至关重要，不仅有助于提高桥梁施工质量，增强桥梁的使用寿命，还能为居民出行提供更加优质的服务，因此，本文内容值得借鉴，但需注意的是利用钢纤维混凝土进行桥梁工程的施工仍处于起步阶段，仍需要进一步的探索和完善。

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