钢纤维混凝土路用性能试验研究

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发布时间：2021-09-13

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钢纤维混凝土路用性能试验研究
顾骥春
(上海市政交通设计研究院有限公司，上海市200030)
摘要：为了提高重载混凝土路面的使用寿命，改善混凝土路面的使用性能，在混凝土中掺加不同含量的钢纤维，对钢纤维混凝
土的路用性能进行试验分析。结果表明：钢纤维对混凝土路面抗弯、抗冲击和耐磨性能影响较大；抗弯强度增加了13．1％～39．6％，
抗冲击性能增加了1．62～3．46倍，耐磨性能提高了6．8％～42．6％。从工程特性和经济性角度考虑，建议钢纤维含量为1％为宜。
关键词：重载；混凝土路面；钢纤维；路用性能
中图分类号：U414 文献标志码：A 文章编号：1009—7716(2015)04—0034—03
0 引言
随着我国经济的迅速发展，公路交通呈现出
大交通量、重荷载的发展趋势，导致混凝土路面的
使用寿命下降，弯拉强度、抗冲击力、抗裂性能等
路用性能减弱 I。混凝土本身为刚性材料，抗拉强
度较低，在重荷载作用下，混凝土板易产生弯拉破
坏，使路面产生开裂，当水分从开裂处渗入到路面
结构及路基中，将严重影响公路的使用质量，使得
养护lT作更加繁重，养护费用增加。钢纤维混凝土
是在普通混凝土中掺加乱向分布的钢纤维所形成
的多相复合材料，可以有效改善混凝土路面的抗
弯拉、抗裂和耐磨性等路用性能。本文通过对某
重载公路的钢纤维混凝土路面进行试验研究，证
明了掺加钢纤维对提高混凝土路面路用性能的有
效性，并提出适用于该重载公路的钢纤维掺量，为
钢纤维混凝土路面设计和施工提供参考 o，。
1 钢纤维混凝土材料及配合比
1．1 钢纤维
所选用钢纤维的密度为7．8~em3,直径为0．5 mm，
长度为30 mm，长径比为60，抗拉强度为640 MPa。
结合工程实际，选择波浪形剪切钢纤维。
1．2 混凝土
水泥采用Po42．5京兰水泥，钢纤维混凝土单
位体积水泥用量较大，一般取为360～450 kg／m ；
粗集料最大粒径为20mm；细集料采用Ⅱ区中砂，
细度模数为2．63，砂率为40％～50％，随着钢纤维
体积率的增加，适当增大砂率，以满足工作和易
性；水灰比最大为0．48，以满足耐久性要求；外加
剂采用HNW一2萘系高效减水剂；采用普通饮用水
收稿日期：2014—12—01
作者简介：顾骥春(1983一)，男，浙江吴兴人，工程师，从事道路
设计工作。
进行拌合。
1．3 配合比
以素混凝土配合比为基准配合比，在此基础
上掺加不同掺量的钢纤维，并调整水灰比和砂率。
根据工程实际和钢纤维混凝土特点，为对比分析
不同含量钢纤维的混凝土路用性能，室内试验配
合比如表1所示。
2 钢纤维混凝土试验结果及路用性能分析
2．1 抗压强度对比分析
对不同钢纤维掺量的混凝土进行抗压强度试
验，制作标准立方体试件，经28 d养护，采用标准
试验方法测得抗压强度值，如表2和图1所示。
由表2和图1可知：
(1)钢纤维的掺加，可以提高混凝土的抗压强
度，随着钢纤维含量的增加，抗压强度随之增加。
同不含钢纤维时的混凝土相比，钢纤维含量为
0．5％、1％、1．5％时的混凝土抗压强度分别增加
1％、3．7％、4．6％。
(2)在混凝土中掺加钢纤维对混凝土的抗压
强度影响较小，这主要是因为混凝土构件主要承
受的是压应力，而钢纤维为长条形，且呈乱向分
布，对抗压强度贡献较小；同时，如果钢纤维的掺
加影响了水泥砂浆同集料的粘结，对钢纤维混凝
土的抗压强度增加影响也较小。
(3)抗压强度随钢纤维含量的增加呈现出先
慢再快最后缓慢增加的趋势，当钢纤维含量大于
1％时，钢纤维混凝土抗压强度增加较少。
2．2 抗弯强度对比分析
对不同含量钢纤维混凝土进行抗弯强度试验，
试件为(1O 16)mmX 120 mm的圆柱体或10 mmX
10 mm X 120 mm的长方柱体，利用万能材料试验
机进行试验，试验结果如表3和图2所示。
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