水泥与水泥混凝土论文

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混凝土是当代建筑领域应用最广泛的建筑材料之一，它具有很多优点：强度高、易成型、能耗低、耐久性好、价格便宜，与钢材结合可制成各种承重结构。但其自身的缺点也限制了其扩大应用，如自重大、脆性大、抗拉强度较低等。因此，人们致力于使混凝土向轻质、高强、改变脆性等方面发展。钢纤维混凝土（简称SFRC）是在混凝土中均匀地掺入适量钢纤维而得到的一种性能优良且应用广泛的新型复合材料。由于钢纤维阻滞基体混凝土的开展，从而使其抗拉、抗弯、抗剪强度等较普通混凝土显著提高，其抗冲击、抗疲劳、开裂后韧性和耐久性也有较大改善。近年来，它广泛应用于公路、桥梁、机场、隧道、水工、建筑、军事工程和各种建筑制品等领域，特别是在公路、桥梁上的应用发展更为迅速，为我国公路、桥梁建设的发展注入了新的活力。钢纤维水泥混凝土路面是将钢纤维均匀地分散在混合料中，并一起进行搅拌铺筑成的一种路面结构。分散在混凝土中的钢纤维减小因荷载在基体混凝土引起的细裂缝端部的集中应力，从而控制混凝土裂缝的扩展，提高整个复合材料的抗裂性。同时，由于混凝土与钢纤维接触界面之间有很大的界面粘结力，因而可将外力传到抗拉强度大、延伸率高的纤维上面，使钢纤维混凝土作为一个均匀的整体抵抗外力的作用，显著提高了混凝土原有的抗拉、抗弯强度和断裂延伸率，特别提高了混凝土的韧性、抗折和抗冲击性。1.钢纤维混凝土（SFRC）概述1.1钢纤维混凝土的发展和现状鉴于钢纤维混凝土(SteelFiberReinforcedConcrete简称SFRC)有效弥补了混凝土的弱点，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，得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。SFRC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钢纤维均匀地分散在混凝土基体中形成的一种新型建筑材料。钢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。在钢纤维混凝土受力初期，纤维与混凝土共同受力，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，由于混凝土与钢纤维接触界面之间有很大的界面粘结力，因而可将外力传到抗拉强度大、延伸率高的纤维上面，使钢纤维混凝土作为一个均匀的整体抵抗外力的作用，显著提高了混凝土原有的抗拉、抗弯强度和断裂延伸率。由此可见，钢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。钢纤维混凝土路面不但具有普通混凝土路面的优良性能，而且具有良好的抗折、抗冲击、抗疲劳以及收缩率小、韧性好、耐磨耗能力强等特性，可使路面厚度减薄30％以上，缩缝间距可增至15m～30m，一般不用设膨胀缝和纵缝。1.2SFRC的组成材料钢纤维混凝土一般由短钢纤维、水泥、砂、石和水泥以及必要的外加剂按一定的比例配制，经凝结、硬化后形成的。1.2.1钢纤维钢纤维的增强效果与钢纤维的长度、直径（或等效直径）、长径以及表面形状有关。试验研究表明，在一定范围内，钢纤维增强作用随长径比增大而提高。钢纤维长度太短起不到增强作用，太长则施工比较困难，影响拌合物的质量)直径过细容易在拌合过程中被弯折，过粗则在同样体积率时，增强效果较差。试验研究和大量的工程实践表明，钢纤维长度为15~60mm，直径或等效直径为0.3~1.2mm，长径比为30~100，其增强效果和施工性能一般可满足要求。此外钢纤维混凝土中钢纤维的体积率小到一定程度时将起不到增强作用。对于不同品种、不同长径比的钢纤维，其最小体积率略有不同。国内外一般以0.5%为最小体积率。同时，钢纤维体积率一般不宜超过2%，否则拌合物的和易性将变差，施工较困难。 1.2.2水泥水泥在钢纤维混凝土中是一种胶结材料，与水拌合形成水泥浆，以其很高的粘结力将砂、石和钢纤维胶结成一整体。目前，在钢纤维混凝土中常用的水泥强度等级为32.5和42.5的普通硅酸盐水泥。钢纤维混凝土中的水泥用量比普通混凝土中的水泥用量要大，一般为360~450kg/m³。1.2.3砂砂又称细骨料，用于填充碎石或砾石等粗骨料的空隙，并共同组成钢纤维混凝土的骨架。砂的粗细程度用砂的细度模数表示，用细度模数大的砂（即粗砂）进行拌制，容易产生离析和泌水现象；用细度模数小的砂（即细砂）进行拌制，则水泥用量较大，需要较多的水泥浆包裹在砂的表面。因此，砂的细度模数应适中，配制钢纤维混凝土宜用中粗砂。砂的级配应符合要求，砂的密度一般为2.5~2.7kg/cm³1.2.4石又称粗骨料，是组成钢纤维混凝土的骨架材料，通常为碎石。钢纤维混凝土所用粗骨料的粒径不宜大于钢纤维长度的2/3，一般为5~20mm，最大粒径不宜超过20mm。若骨料粒径过大，将削弱钢纤维的增强作用，且钢纤维易集中于大骨料周围，不便于钢纤维的分散。粗骨料的级配应符合要求，否则会影响钢纤维混凝土拌合料的流动性和水泥用量。1.2.5水钢纤维混凝土的配制对水的要求不高，凡能饮用的水或洁净的天然水均符合要求。但由于海水会使钢纤维锈蚀，一般不用其拌制钢纤维混凝土。1.2.6外加剂在钢纤维混凝土的拌制过程中，为了改善拌合料的和易性、减少水泥用量或提高强度，可掺入一定量的外加剂，如减水剂、引气剂、防冻剂、膨胀剂、促凝剂等。这些外加剂能提高混凝土各方面的性能，可掺入其中的一种或多种。目前，工程最常用的是减水剂，以提高混凝土的和易性。1.3SFRC的力学性能和特点钢纤维混凝土与普通混凝土相比，力学性能有很大的提高。钢纤维混凝土具有抗拉。抗折强度高、抗疲劳性好、抗裂性能好#弯曲韧性优良、抗冲击性强、 防渗性突出等特点。此外，钢纤维混凝土的物理耐久性和化学耐久性较普通混凝土亦有较大的提高。实验表明，掺有1.5%钢纤维的混凝土经150次冻融循环，其抗压和抗弯强度下降约20%，而其他条件相同的普通混凝土下降60%以上；经300次海水循环（浸12小时，空气中干12小时），钢纤维混凝土氯离子浸入深度较普通混凝土小，尽管氯离子超过0.4%的活化量，但未见钢纤维混凝土腐蚀。1.4SFRC性能及机理分析1.4.1钢纤维砼的主要性能钢纤维的掺入，使砼性能发生明显改善。和普通砼相比，钢纤维砼具有以下特点：(1)抗拉强度、弯拉强度和抗剪强度均有所提高。(2)在配合比设计和拌和工艺上采取相应措施可使钢纤维在基体中分散均匀，拌合物具有良好的施工性能。(3)收缩变形较基体砼有一定程度降低，钢纤维在基体中可明显降低温度收缩裂缝，减少砼微裂缝和阻止微裂缝的进一步扩展。(4)钢纤维砼受压破坏时基体砼裂而不碎，其受拉弹性模量比普通砼高20%，弯曲韧性和压缩韧性均有一定程度的提高。(5)钢纤维砼的耐磨性、耐蚀性、耐冲刷性、抗冻融性和抗渗性等耐久性评价指标均得到不同程度的提高。1.4.2增强机理分析众所周知，砼会因受物理和化学作用而产生体积变小的收缩现象。在钢纤维砼成型过程中，集料颗粒因自重而下沉，但互相交叉的钢纤维增加了下沉阻力，从而减少了砼的沉降收缩。砼终凝后，水泥在水化和硬化过程中使砼产生化学收缩和干燥失水的物理收缩，砼内部不可避免地产生肉眼观察不到的微裂缝，大部分分布在粗骨料表面和水泥浆中。外掺的无数钢纤维被水泥的水化产物所包裹，以针状形式存在于水泥浆中，从而减少了水泥水化硬化产生的微裂缝，提高了基体砼的结构强度。从受力角度分析，钢纤维砼受力初始，由水泥石和粗骨料共同分担外力，微裂缝几乎无变化。当外力继续增加，超过水泥浆体所能承受的拉力时，基体砼应变基本达到极限值，荷载会通过水泥浆与纤维的粘结传递给钢纤维。钢纤维自身较高的强度对砼基体产生约束作用，从而限制已有裂缝的扩展和延缓新裂缝的出现，并使裂缝间距和宽度变小。1.5钢纤维砼性能影响因素 因为钢纤维本身的抗拉强度较高，当钢纤维砼破坏时，多数情况下钢纤维不会被拉断，而只是从砼中拔出。因此，可通过改善纤维与砼间的粘结强度来进一步提高纤维砼的优良性能。1.5.1纤维长径比纤维太长易于成团，会影响混合料的和易性和施工质量，不利于砼强度形成;而纤维太短，则起不到增强作用。故一般纤维长度为20~60mm，长径比为40~120。1.5.2外掺剂加入一些外掺剂能提高纤维与砼的粘结性能，如掺入一定量的硅灰能较大程度地提高基体砼与钢纤维的粘结强度及纤维砼的抗折强度。1.5.3纤维形状基体砼与纤维间的机械咬合力与钢纤维的形状有关，钢纤维为波纹形或端部采用弯钩等能有效增加纤维与砼基体的比表面积和粘结锚固作用。常用端钩型钢纤维、剪切型钢纤维和压痕型钢纤维如图1所示。改善纤维形状可改善基体与纤维间的摩擦力和机械咬合力。图1　常用钢纤维的形状1.5.4纤维掺量钢纤维含量(体积比)较少时起不到增韧的效果，砼仍然呈脆性破坏;钢纤维含量过大则影响拌合料的和易性，不便于施工。一般钢纤维掺量宜为1%~2%。1.5.5纤维分布位置纤维在砼中的分布位置对性能影响也较大。若纤维大多数分布于砼受拉区域，且纤维径向就是受拉方向，则纤维对砼的增韧效果达到最佳。1.6钢纤维砼配合比设计1.6.1原材料所用原材料及其质量控制要求如表1所示。 1.6.2配合比设计钢纤维砼配合比设计是将组成材料(包括钢纤维、水泥、水、骨料及外加剂等)进行合理掺配，使砼具有一定的施工和易性，满足一定抗压强度、抗折强度及耐久性和经济性的要求。在进行钢纤维砼配合比设计时，应使所掺钢纤维分散均匀且其表面被砂浆裹满，保证钢纤维砼的使用性能。钢纤维的加入必然导致砼的和易性有所降低，可适当增加单位用水量和单位水泥用量来进行调整。钢纤维砼配合比设计步骤：(1)根据强度设计值及施工配置强度提高系数，确定试配抗压强度和抗折强度。(2)按试配抗压强度计算水灰比，水灰比不得大于0.5。(3)根据试验抗折强度计算确定钢纤维体积率，一般体积率为1%~2%。(4)通过试验确定单位体积用水量，如掺用外加剂，则应考虑外加剂的影响。(5)根据试验确定砂率，一般为50%左右，使用时需根据所用材料的品种、规格、纤维体积率、水灰比等进行调整。(6)计算各原材料用量，确定试验配合比。(7)按试验配合比进行拌合料强度试验，调整原材料单位体积用量和砂率，确定强度试验用基准配合比。 钢纤维砼坍落度可比相应等级普通砼要求值小20mm，其维勃稠度值与相应等级普通砼要求值相同。表2列出了一般工程和重要工程常用钢纤维砼的配合比。1.7钢纤维砼施工工艺1.7.1工艺流程钢纤维砼的施工工艺流程:原材料准备和混合料配合比设计→测量放样→支立模板→拌和砼→运输砼→泵送砼→摊铺砼→振动棒振捣砼→平板振动器振捣砼→表面平整→接缝施工→养生→拆模→填嵌缝料。1.7.2砼的拌和、运输与泵送(1)钢纤维的分散。钢纤维一般用袋装，排列较密实，若一次性直接投入搅拌机极易出现结团现象。因此，宜先采用分散机将钢纤维分散后再投入搅拌机拌和。(2)投料顺序和方式。钢纤维砼路面施工的关键在于搅拌。为了防止钢纤维结团，采取分级投料的方式，按照砂→钢纤维→碎石→水泥的顺序、采用先干后湿的工艺，混合料先干拌1min，然后加水和外加剂湿拌2min。(3)砼的运输。砼采用自卸运输车运输。砼从搅拌完成到压送不超过1h。(4)砼的泵送。泵送前，选用适量同标号水泥砂浆润滑输送管壁。泵送过程中，受料斗内应有足够的砼，防止吸入空气，发生堵塞。1.7.3砼的浇筑与养护钢纤维高强砼的浇筑是控制施工质量的重要环节，直接影响砼的密实性和整体性。浇筑中应注意:(1)混合料泵送到浇筑点后应及时摊铺。摊铺应按板边、边角和板中的顺序进行，并严格控制摊铺厚度，预留15%~20%板厚的沉降量，以便于整平。振捣通常以平板振捣器为主，振捣时间以15~30 s为宜，以砼停止下沉且不再冒气泡、泛水泥浆为标准，不宜过振。振捣时辅以人工找平，砼整平采用振动梁振捣拖平，再用钢滚筒依次滚压进一步整平，整平的表面不得裸露钢纤维。做面时先找平再抹平，抹面宜采用塑料抹和木抹，亦不得有钢纤维露出表面。拉毛时应避免把钢纤维带出，采用滚式压纹器其处理效果更佳。(2)砼做完面后，应及时进行湿法养护，一般钢纤维砼养护时间不少于14d。砼终凝后应及时覆盖草袋，并每天洒水使其处于潮湿状态。与此同时封闭交通，待砼强度达到规定要求后才可开放交通。1.7.4切缝切缝时间根据施工温度和钢纤维砼的强度而定，一般砼强度形成25%~30%时即可采用切缝机进行缩缝切割。禁止过早切缝，切缝时间参照一般水泥砼路面。2.钢纤维水泥混凝土路面病害原因及处置对策　2.1钢纤维水泥混凝土路面病害产生的成因2.1.1水损害路面的地表水通过裂缝接缝渗入基层，由于渗水无法及时渗出，造成基层软化。在车辆荷载的重复作用下，产生唧泥现象将基层细料冲走导致板端脱空、路面板块松动、错台、断板破碎。2.1.2不均匀沉降因为路基不均匀沉降造成路面的沉陷，在车辆高速冲击作用下造成错台渗水、唧泥导致断裂和破碎板。2.1.3路面基层和面层强度不够在行车荷载作用下，水泥混凝土板底的拉应力增大，水泥混凝土板产生过大的荷载应力，造成强度破坏，在荷载强作用下，水泥混凝土路面容易产生断板和碎破板。2.1.4超重荷载作用高速路上大多数货车都超重，一些车辆已经进行改装，加高车厢，加厚大梁等等，严重超载的荷载远远超过了设计承受车轮的作用压力，造成混凝土板块疲劳，形成断裂和破碎，大大缩短正常使用年限。2.1.5设计和施工方面的缺陷我国水泥路面面层设计厚度偏薄，建成后的路面往往达不到使用寿命， 过早的出现断板、唧泥等病害。施工质量控制不到位，也是水泥混凝土路面病害产生的一个原因。2.2处治对策2.2.1路面接缝灌缝水泥混凝土路面的接缝包括纵向缩缝、横向施工缝、横向缩缝、横向胀缝等。接缝是水泥混凝土路面的薄弱环节，最容易引起破坏，特别是胀缝损坏率极高。同时接缝是路表水进入路面结构的主要途径。水泥混凝土路面接缝料宜2年~3年更换一次。2.2.1.1接缝板的技术要求接缝板可采用杉木板、纤维板、泡沫橡胶板、泡沫树脂板等，其技术要求见表1。2.2.1.2填缝料的技术要求填缝料按施工温度分为加热施工式和常温施工式两种。1)加热施工式填缝料主要有沥青橡胶类、聚氯乙烯胶泥类和玛脂类等。其技术要求见表2。　　聚氯乙烯胶泥是以煤焦油为基料， 加入聚氯乙烯树脂、增塑剂、填充料和稳定剂等配制而成。橡胶沥青填缝料是石油沥青掺加废橡胶粉等配制而成。丁苯沥青具有耐磨、耐油、耐老化及弹性较好等优点，改性后沥青的延度可达150cm以上。2)常温施工式填缝料有聚氨酯焦油类、氯丁橡胶类、乳化沥青类等。其技术要求见表3。　　a.聚氨酯焦油类。这类填缝料为双组分材料。甲组分是聚氨基甲酸酯，乙组分主要由煤焦油及填充料等组成。两个组分均是具有较好的流动状态的粘稠液体，易于搅拌均匀混合，固化后形成橡胶状弹性体，具有耐磨、耐油、耐腐蚀及耐热等优点。b.聚氨酯类。此类材料主要由多异氰酸酯和多羟基化合物组成，不含煤焦油成分。填缝料更换工作一般应由养路工人在春秋季节实施，较理想的填缝时间是当地气温居中的时间段内或遵照生产厂家的建议。平时发现缺损应及时补填。2.2.2路面裂缝路面使用过程中出现的裂缝也是雨水进入路面结构的主要途径之一，因此路面裂缝也应及时灌注，裂缝修补方法见表4。 2.2.3板底压浆水泥混凝土路面使用到中后期,混凝土路面板和基层之间将会产生脱空、空隙等,从而造成路面唧泥等病害。路面压浆是解决路面唧泥和混凝土面板下脱空的有效方法,也是预防性养护的重要措施。在修复水泥混凝土路面时,采用压浆的目的是为了恢复对路面结构的支撑,它是通过向这些空隙灌浆而实现的。压浆作为一种预防性养护措施,在板底支撑丧失的情况下就应尽快进行。支撑丧失的表现是弯沉增大,横向接缝形成错台,行车道或路肩的接缝和裂缝附近积存细屑。在路面板尚未发生严重裂缝时,压浆是一种比较经济的修复方法,如果初始弯沉很小,最好不要压浆,因为压浆造成的扰动可能会使弯沉增大。2.3注意事项水泥钢纤维混凝土路面养护工作应注意预防性养护,减缓路面破损、延长路面使用寿命、减少养护成本;做好路面及路面下排水,应及时修补裂缝,同时加大对超限超载车辆的稽查力度,避免超载,延长路面的使用年限。3.钢纤维混凝土的实际应用实例3.1试验路简介试验路位于芜(湖)屯(溪)公路黄山市境内。该路放为7m宽的柏油路，现改为4车道12m宽、板厚12cm的无筋水泥混凝土路面，混凝土中钢纤维掺量(体积比)分别为1%.8写、O，68丸。共2.Ikm长。设计交通量为2300辆/昼夜，路面横内路拱1.5%，基层为30cm厚夭然砂械，上部15cm为8%石灰稳定沙砾。回弹弯沉设计指标L。=110(l/100毫来)。瓦村段试验路地处直线段，纵坡1.62%，属中很地带类型，箕墩段试验路为“S”形弯道，平坡，属潮湿地带。施工面积3000m.。水泥棍凝土路面与试验路面均术设传力杆、拉杆。3.2原材料与配比钢纤维混凝土强度取决于水灰比，钢纤维掺量、品种及其长径比，粗骨料最大粒径、级配，砂率，成型工艺等因素。我们参考有关资料进行了二阶段的室内试验，然后再进入现场施工。3.2.1材料钢纤维：黑龙江庆安俐铁厂生产的熔抽碳钢纤维，规格为0.2×1×25，0.2× 1×35cm两种，长径比分别为50、57，杭拉强度大于600兆帕(厂方提供的数据)。水泥：徽州地区水泥厂生产的425号普通水泥，旅工时部分使用宁国水泥厂的525号普通水泥。碎石：卵石(花岗岩为主)破碎加工25~40cm时的筛下料，0~30mm连续级配。压碎率7.2%，扁针片状含量少，是较为理想的粗骨料。砂：河砂，筛去粒径大于10mm的砂子，符合二区级配范围。3.2.2配合比砂率0.45~0.5，水泥用量370kgkg/m³，混凝土工作度控制在6~10s，当钢纤维掺量为1%时，28天抗折强度达6.7兆帕。3.3钢纤维混凝土路面施工工艺3.3.1拌合钢纤维水泥棍凝土要充分发挥钢纤维的作用，必须解决好钢纤维在混凝土中的均匀分布间题。混有钢纤维团的混凝土浇筑到公路路面中，将是造成板体断裂破碎的隐患。我们通过小型强制式搅拌机的反复试拌，又经施工实践，证明只要操作得法，不添置钢纤维分散机等附加设备也能解决钢纤维在混凝土集料中的均匀分布问题。工地采用集中机械拌和，用汽车运输到摊铺路段。拌和机为。.5立方米强制式揽拌机。为方便施工每盘以0.选立方米棍合料实体进料。通过实践我们认为，投料顺序是解决混合料均匀性的关键之一。较合理的顺序应该是水泥、碎石、砂、钢纤维，或水泥、砂、碎石、钢纤维。钢纤维很容易与水泥搅拌成钢纤维球。因此进料时必须将水泥与钢纤维分开。全部料投入后先干拌30秒(室内试验为1分钟)再加足水湿拌1分钟。搅拌时间也是关健因素。时间不够钢纤维打不散，时间过长钢纤维易弯曲或折断。3.3.2摊铺与振鸽 摊铺与振捣是钢纤维水泥混凝土路面施工的重要环节，直接影响钢纤维水泥混凝土的密实性、整体性和强度。摊铺、振捣、抹面、拉毛应连续作业。成型后的钢纤维混凝土与下一段新拌混合料的摊铺时间间隔不得超过l小时。超过时间过长宜作工作缝处理。卸料要计算好每车料的铺筑长度，指定汽车在规定范围内卸料，避免人工用铲长距离甩料造成集料离析。试验路的振捣与普通水泥混凝土路面相同，采用振捣棒、平板振动器、振动行夯依次振捣找平(工地上备有二台行夯，一台初平，另一台细找平)。虽然钢纤维混凝土的砂率较高，由于有钢纤维乱向分布阻碍水泥的上升，因此钢纤维混凝土路面施工时必须严格控制虚方系数。当摊铺超厚后，行夯找平时铲去高出的已出浆的混合料，其下部新面层上的混合料往住难以再震出足够的水泥浆来，使路面难以找平、抹平，此时如果操作人员认为混合料太稠而要求增加用水量，那就会造成路面质量下降。路面混凝土虚铺厚度一般为1.3~1.6，以工地实测值为准。3.3.3抹光、拉毛新浇的钢纤维水泥棍凝土路面用人工抹光，表面收浆后即可拉毛。钢纤维水泥馄凝土收浆时间比普通水泥混凝土收浆时间稍早些。试验路的普通混凝土路面是用塑料刷拉毛的，故钢纤维混凝土试验路段也采用塑料刷拉毛。在拉毛过程中如个别钢纤维被刷竖起来，不必人工去拔掉或按倒，由于熔抽碳铆纤维易折断，通车后即自行倒伏或折断，不会发生戳穿自行车轮胎的现象。在抹先时竖起来的钢纤维，在拉毛时即会抹下去或抹出来。刷毛中竖立的大部分钢纤维插在、混凝土的表层，因此很易脱落。3.3.4关于使用振捣棒振捣问题的探讨由于采用振捣棒振捣钢纤维水泥混凝土，会产生集束效应，使周围的钢纤维向振动着的振捣棒聚集，影响钢纤维在棍合料中的均匀分布。为此，有关资料建议不用振捣棒，只用平板振动夯和振动行夯握捣。但因为钢纤维水泥混凝土粗骨料粒径小、砂率大，钢纤维交叉排列便混合料中的空气很难排出，难以振密实，实黔室首期采用振动台成型试件。尽管表面已震出很多浆，但从折断的试件断面着，气泡较多，严重影响了强度，掺1%钢纤维的钢纤维水泥棍凝土抗折强度只比素很凝土的提高14%。而采用振捣棒成型的试件的抗折强度则可提高75%，其断面也较密实，只是钢纤维排列确实不均匀。在施工中我们特地作了对比，我们用平板振动夯拖振二遍，然后再擂入振捣棒，发现仍有较多气泡排出，混合料仍有下沉现象(约1cm)。这证明光用乎板振动夯难以把混合料中的空气排出，混凝土难以密实。再考虑如用摊铺机大面积施土，其振捣方式是机器后部紧凑地排着“L” 形振捣棒、平板振动器、振动行夯一次成型。为此，我们施工时仍决定采用振捣棒，考虑到集束效应，要求操作者将棒以路线纵向方向插入拖动，快插慢抽，迫使钢纤维顺路线方向纵向排列。使钢纤维的排列有利于抵杭板体收缩应力和温度应力。3.3.5胀缝的设置试验路段的两端为20om厚的水泥混凝土路面，瓦村段与试验路连续浇筑，除岩寺岭顶试验路设置了一道胀缝外，其余的均未设置。试验路厚度为12cm，一旦板体膨胀，其应力必将集中子试验路段。为此，鉴于瓦村段125m试验路两端为几年前修筑的水泥混凝士路面，左半幅是20cm厚的新浇水泥混凝土路面，冷胀应力小些，但考虑该路段处于弯道处，为填重起见在250m内设了三条胀缝。所有胀缝都未设传力杆。3.3.6横向缩缝间距水泥混凝土路面横向缩缝间距规范定为4~5m。密集的缩缝严重影响行车的舒适与车速，由于缩缝处的渗水、板底冲刷及抽吸作用，往住造成板块错台、啃边、开裂、破碎，影响路面的使用效果与寿命。钢纤维水泥混凝土具有早期强度高，收缩率小，韧性较大等优点。日本已修筑了横向缩缝间距为80米的试验路段，但他们认为50间距较为理想。我们针对试验路板厚较薄，钢纤维掺量小的特点，在瓦村段设想间距为50~50~25rn，但由于浇筑第一条车道后切缝不及时(发电机故障而耽误)，致使其自然缩裂，只好改为50~42~8~25m。草墩段250m路面的左半幅为普通水泥混凝土路面，右半幅为试验路。普通水泥混凝土路面的缩缝对相邻的新浇钢纤维水泥棍凝土路面的影响有：昼夜温差作用下缩缝发生扩张、缩小，使紧贴着的新浇钢纤维水泥混凝土未达到一定强度前就已被拉伤，形成裂缝的隐惑。防止措施是在已浇筑的水泥混凝土路面板边剧上废油脂，使新浇钢纤维混凝上不与其粘结。另一方面由于渗水及板底冲刷便缩缝处的土基沉陷，造成与此缝接邻的试验路处土基承载力下降，极易发生断板，采取的措施是在左幅缩缝对应处的试验路上设置一条缩缝，并与左半幅缩缝对齐，控制缩缝间距不超过25米。3.4使用情况试验路段从1988年初筑成通车至今，使用情况良好。普通混凝土路面由于土基及基层有不均匀沉降，行车时缩缝处有跳车感。而钢纤维棍凝土路面整体性好，行车舒适。 钢纤维混凝土路面浇筑时，有些人担心钢纤维会戳破自行车，板车的轮胎。根据通车后的情况看，无一根竖立的钢纤维。即使赤脚行走也无戮脚感。3.5存在问题及研究方向由于初次施工，对工艺掌握不熟练，没有制定完善的施工规程。设计规范中原有水泥混凝土路面设计疲劳折减计算公式不再适用，暂时按经验确定路面厚度和基层结构，虽然砂石材料较便宜，路面厚度也比普通水泥混凝土路面减薄了8cm，但造价仍有所提高。我省将在今后二三年内连续进行室内试验和铺筑试验路段，并对已有试验路段进行观察，进一步摸清钢纤维水泥混凝土路面的土作特性。4.结语为了进一步提高水泥砼的强度和耐久性，改善其脆性大、抗拉强度低、韧性差等性能，近年来钢纤维砼作为高速公路面层材料在公路工程中得到较广泛的应用。与普通水泥砼相比，钢纤维砼有着优良的抗弯拉、抗裂、抗疲劳、抗冲击、抗收缩等力学性能优势，而且施工方便，浇筑工艺基本与普通水泥砼路面相同，造价也相对合理。从实际应用效果来看，钢纤维砼的经济效益和社会效益均较好，有待进一步进行大规模、大范围的推广应用。