钢纤维混凝土的应用及优劣势分析

混凝土是当代应用最广的建筑材料，它具有易成型，能耗低，耐久性好，价格便宜以及与钢材结合可制成各种承重结构的优点。但普通混凝土的自重大、脆性大、抗拉强度低等弱点限制了它的扩大应用。因此，人们致力于使混凝土向轻质、高强、改变脆性等方向发展，并致力于开发和改进预应力结构、组合结构和其他新型结构以扩大其应用范围。采用纤维增强混凝土是混凝土改性的一个重要手段，它可使混凝土的抗拉强度、变形能力、耐动荷能力大大提高。在纤维混凝土中，尤以钢纤维混凝土发展最快。与普通混凝土相比，其抗拉、抗弯、抗剪、抗裂、耐冲刷、耐疲劳、高韧性等性能均有显著提高和改善。适当增加钢纤维掺量或减小钢纤维直径，有利于提高钢纤维混凝土的各种力学性能。其中韧性、耐疲劳和抗冲击性的提高最为明显，与普通混凝土相比，前者可提高20倍以上，后者的提高也大于5倍。钢纤维混凝土被广泛用于建筑、公路路面、桥梁、隧洞、机场道面、水工、港口、军事工程和各种建筑制品等领域。

在水利水电工程中主要用于隧洞、地下厂房、水工渡槽、混凝土坝面、溢流面等。如浙江开化县齐溪水电站的有压隧洞，采用喷射钢纤维混凝土衬砌。浙江余姚市姚岭水库大坝采用喷射钢纤维混凝土做防渗面板。湖南省永川市向阻坝渡槽，采用钢纤维混凝土加固渡槽槽身；杭州市德胜坝工程采用钢纤维混凝土制作水工闸门。浙江省玉环县四海闸采用钢纤维混凝土浇筑闸门槽。三峡临时船闸坝段叠梁门槽二期混凝土薄壳闸门施工中采用了掺硅粉的钢纤维混凝土，其强度等级为CF60，水胶比为0.29，硅粉掺量为水泥用量的10%，钢纤维体积率为1.5%，坍落度控制在100～150mm，采用泵送和卧罐入仓方式浇筑。万家寨引黄工程总干线Ⅰ、Ⅱ级泵站，地下泵房边顶拱采用喷射钢纤维混凝土作为永久衬砌，顶拱喷厚200mm，边拱至电机层楼板喷厚100mm。美国的科罗拉多州布雷顿附近的Barr坝，建于1909年，在近期维护修补时，使用了模注钢纤维混凝土对坝面进行修复。二滩和龙滩水电站的地下工程中，都使用了喷射钢纤维混凝土对岩体进行支护。

在交通工程中主要用于铁路公路交通隧道、铁路轨枕、公路路面、桥梁及桥面、机场跑道等。如南昆铁路的路家竹箐隧道和宜良县乐善村二号隧道均采用钢纤维混凝土进行衬砌；重庆市大足珠溪桥，广西静兰大桥，三峡莲沱特大桥的拱圈或拱肋都使用了钢纤维混凝土材料；湖南的月湖桥、哑吧渡桥、黄花立交桥和南华渡大桥以及贵州的乌江大桥等采用钢纤维混凝土制作连续梁或桥身；北京安慧立交桥和马草河桥采用钢纤维混凝土浇筑桥面；杭州钱塘江大桥公路桥桥面大修时使用钢纤维混凝土做铺装层；上海虹桥机场高架桥，大连市区东北路至开发区段全部12座桥都采用钢纤维混凝土浇筑桥面铺装层；青藏公路可可西里多年永冻土地段采用钢纤维混凝土做路面。(www.xing528.com)

在矿山工程中主要用于矿井和地下洞室支撑和维护。梅山铁矿采用喷射钢纤维混凝土加固井下巷道、喷护井壁等，取得了很好的效果。在瑞士北部克利斯丁勃格城的波利敦斯矿，用喷射钢纤维混凝土支护竖井，喷厚达110～500mm，抵抗矿物磨损。

在城市房屋建筑工程中主要用于楼层面板、预制桩、框架梁柱、屋面和地下防水、管道制作等。如沈阳商业城采用钢纤维混凝土制作大悬挑结构；沈阳师范学院报告厅采用钢纤维混凝土制作预应力梁；沈阳市急救中心站综合楼利用钢纤维混凝土制作屋面直升机停机坪；南京五台山体育馆采用钢纤维混凝土制作大悬挑折板结构；福州市华福大厦采用钢纤维混凝土浇筑大梁；福州市中美大厦采用钢纤维混凝土浇筑柱帽；昆明市工人文化宫、浙江杭州中国水稻研究所及上海宝山水泥厂等利用钢纤维混凝土制作预制桩；江苏省丹阳市中医院、丹阳中学、锡镇汽渡站、江阳汽车站利用钢纤维混凝土浇筑框架节点等。