广东修高速公路用的钢纤维

修高速公路使用的钢纤维，本质上是一种根据特殊技术将普通碳钢不锈钢丝生产加工成型的短且细纤维增强纤维。它并非随便提取的不锈钢丝段，其生产工艺流程、几何结构和工艺性能都有严格的行业标准。

从制作工艺来说，现阶段高速公路建设过程中使用较多的是切削型钢纤维。这类纤维是由切削加工工艺从铸钢件中直接钻削出来，因而表面不光滑且清洁，还带有不规则锐角和歪曲-1。这种特殊的表面形状，则是能和混凝土基材紧紧咬合在一起的关键所在。根据最新的行业标准和标准，符合要求的用以路面钢纤维务必满足以下重要性能参数：

• 抗压强度：这也是考量纤维自身承担拉申实力的关键指标。用以高速公路那样承担轻载交通出行的构造，纤维的抗拉强度通常要求不少于600 MPa，甚至更多特性的纤维可以达到800 MPa之上-1。

• 高径：指纤维长度与孔径（或等效直径）的比值。这是一个非常结构参数，会直接关系到纤维在混凝土里的渗透性和提高效果。比较常见的用以路面铺装或公路桥梁接缝处的高径在30 到 50中间，比如34.3就是一个典型的切削型纤维主要参数-1。高径太小，提高效果不佳；太大，就容易在搅拌环节中结块。

• 表面特点：标准，纤维表面应清洁、无油渍，并且具备不光滑表面或异形结构（如端钩、波型、切削歪曲等），以确保与混凝土的粘接强度-5。

• 耐热性：纤维长度误差、当量直径误差需保持在要求范围之内，保证在配合比中，纤维掺量准确性。

钢纤维在高速公路基本建设中的具体应用及作用机制

修高速公路使用的钢纤维并不是随便加上，反而是精确运用于最必须抵御冲击性、抗裂纤维和耐磨的位置。其主要作用机制取决于，当混凝土基材承担承载力并开始产生微裂缝时，乱向分布钢纤维好似成千上万的“建筑钢筋”，在微观尺度上跨接线在缝隙两边，阻拦裂缝的进一步扩展-4。

这类原理决定其运用主要体现在以下几种重点部位：

• 高速公路高速收费站广场及高速服务区地面
  这个区域车子经常制动系统、运行，对路面剪切应力和撞击力巨大。掺加钢纤维后，混凝土路面耐磨性可以跟抗断裂韧性大幅提升，能有效避免地面在漫长的剪应力影响下造成路面裂缝和界限破裂。

• 公路与桥梁结构变形缝锚固区及接缝处
  这是整个道路结构中最薄弱的环节之一。车辆经过变形缝的时候会带来巨大的瞬间冲击荷载。钢纤维混凝土用以浇制变形缝锚固区，能够极大地提高这个区域混凝土的耐疲劳性可以跟抗裂纤维水平，避免锚固区混凝土在影响下粉碎、掉下来，增加变形缝设备的使用期-2-9。研究发现，钢纤维可以使混凝土冲击能源消耗提升2.4 倍左右-9。

• 隧道衬砌及桥头搭板层
  在隧道施工和桥头搭板中，钢纤维可替代或者部分替代传统的钢筋网片，具有提高、改性和抗渗等级的功效。尤其是在桥头搭板层内，钢纤维能够有效减少铺设厚度，同时提升其抗弯拉强度和抗疲劳性能，抵御车子不断承载力造成的开裂-3。

配合比中怎么确定钢纤维的掺量及关键材料指标值？

在现场施工中，修高速公路使用的钢纤维掺量并不是固定不变，应该根据设计图标准的混凝土弯拉强度级别来决定。配合比需要遵循现行标准国家标准，如JGJ/T 221《纤维混凝土运用技术规范》-7或T/CECS 1866《铸钢件切削型钢纤维细石混凝土运用技术规范》-2。

以下属于配合比时需要考虑几个核心技术点：

• 纤维容积率
  这是很控制标准。针对承担轻载的高速公路地面或路面，钢纤维体积率一般推荐在0.8% 到 1.5%中间。折算成每立方混凝土的掺量，大概在60 KG到 120 KG。研究发现，兼具技术性可操控性及工程边际效益，对有抗裂纤维、防爆市场需求的混凝土构造，2% 至 3%的纤维容积掺量是改性的正常范围限制-4。

• 骨料级配与水灰比
  因为钢纤维的出现，混凝土混凝土拌合物的内摩擦力扩大。为保证良好的工作中性，防止纤维露出或结块，配合比时需要适当提升水灰比，一般比一般混凝土提升5% 到 10%。与此同时，对粗骨料的主要粒度有严格控制，一般不宜大于20mm，以保证纤维能均匀分散在石料框架中间，具有“棚子”推动作用-9。

• 塌落度操纵
  钢纤维也会降低混凝土的塌落度，但并不代表他们的工作能力差。在地泵施工过程中，需要考虑塌落度经时损失较大问题，可通过调节减水剂掺量来改变。针对地泵钢纤维混凝土，其原始塌落度允许值往往要高于普通混凝土-8。

在施工过程中如何保障钢纤维混凝土最后的品质？

拥有达标的原料和砂浆配合比，施工环节的规范操作流程是保证修高速公路使用的钢纤维充分发挥的关键一步。施工质量管理需围绕下列核心技术点：

• 拌和加工工艺

  • 加料次序：为避免钢纤维结块，严禁将纤维独立直接加入已放水湿润石料中。

  • 拌和方式：应使用先冷拌后湿拌工艺。先把砂、石、钢纤维、混凝土资金投入搅拌器开展冷拌，运用石料间的相互撞击将纤维打撒，使之均匀分布在沥青混合料中，然后放水和减水剂开展湿拌-8。

  • 搅拌时间：搅拌时间应比一般混凝土适当增加，以保证纤维彻底分散化匀称。

• 运输与地泵
  因为钢纤维相对密度比较大，混凝土在运输地泵环节中很容易发生假凝或地泵压损扩大。在挑选地泵产品时，泵机输出功率应该比运输同级一般混凝土大 20% 上下，以摆脱纤维与壁厚之间的摩擦摩擦阻力-8。

• 浇注与振捣力度

  • 避免假凝：混凝土倾落高度超过1.5米时，务必搭建串筒或流槽，避免因自由落体运动造成灰浆与纤维、石料分离出来-8。

  • 振捣力度方法：振捣力度是重点工艺流程，操作失误非常容易危害纤维的定项遍布。应用插式振捣棒时，禁止竖直插进，这时候促进纤维沿垂直方向排序，减少垂直方向的提高效果。最好的办法是斜向插进振捣力度，与平面交角不宜大于30°-8。振捣力度时间不宜过长，见到混凝土表面泛浆、不会再下移就可以，过振也会导致纤维下移，导致下边聚集、上端缺浆的“分层次”状况。