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根據(jù)各國(guó)鋼纖維混凝土資料分析,鋼纖維對(duì)提高混凝土的抗壓強(qiáng)度不顯著,統(tǒng)計(jì)資料表明,鋼纖維混凝土抗壓強(qiáng)度僅提高了10%左右,但其受壓韌性卻大幅度提高。這是由于鋼纖維的存在,增大了混凝土的壓縮變形,提高了破壞時(shí)的韌性;試驗(yàn)表明,鋼纖維混凝土的劈拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等均比普通混凝土有大幅度的提高。
（二）鋼纖維混凝土的韌性及抗裂性能
韌性是在材料受力破壞前吸收能量的性質(zhì)。抗裂性是指鋼纖維在脆性混凝土基體中減少裂縫和阻止裂縫開(kāi)展的性質(zhì)�；炷林袚饺脘摾w維后,可減少收縮和變型,并且荷載作用時(shí),隨著荷載繼續(xù)增加,超過(guò)混凝土所能承受的壓力時(shí),應(yīng)力通過(guò)混凝土與鋼纖維的粘結(jié)力傳遞給鋼纖維,混凝土受到鋼纖維的約束作用,限制了新裂縫的發(fā)生,推遲了裂縫的擴(kuò)展,因此鋼纖維混凝土具有較好的韌性和抗裂性。
（三）鋼纖維混凝土的抗沖擊性能
在動(dòng)荷載作用下,鋼纖維混凝土在裂縫開(kāi)展時(shí),首先是鋼纖維克服混凝土的粘結(jié)力被拔出,或是鋼纖維達(dá)到屈服強(qiáng)度而被拉斷,這都需要消耗大量的能量,所以鋼纖維混凝土具有較高的抗沖擊性能。
（四）鋼纖維混凝土的耐磨性和耐久性
混凝土中摻入鋼纖維后,其耐磨性能得到了很大提高。國(guó)內(nèi)采用了標(biāo)號(hào)為C35 和CF35的普通混凝土和鋼纖維混凝土5cm×5cm×5cm的試件在國(guó)產(chǎn)耐磨機(jī)上做等條件磨損試驗(yàn)。結(jié)果表明,鋼纖維混凝土比普通混凝土的磨損損失降低了30%；鋼纖維混凝土的耐腐蝕性、抗凍融性等均較普通混凝土好。
二、鋼纖維混凝土的基本理論
（一）混合定律
混合定律是將鋼纖維混凝土簡(jiǎn)化為由鋼纖維、混凝土基體組成的兩相復(fù)合材料，復(fù)合材料的各項(xiàng)性能為基體性能和纖維性能的加權(quán)和。
（二）纖維間距理論
纖維間距理論認(rèn)為，鋼纖維混凝土的增強(qiáng)效果與混凝土基體中纖維的平均間距有關(guān)，該理論得出了混凝土裂縫尖端應(yīng)力集中因子與纖維間距的關(guān)系。
（三）復(fù)合材料剪滯理論
劉永勝根據(jù)復(fù)合材料剪滯理論，從兩相復(fù)合材料的界面性能人手，分析了纖維--混凝土基體界面上的應(yīng)力傳遞，從而從細(xì)觀界面力學(xué)的角度分析了纖維對(duì)混凝土基體的增強(qiáng)機(jī)理，是纖維混凝土的增強(qiáng)機(jī)理復(fù)合材料界面力學(xué)的另一依據(jù)。
三、鋼纖維混凝土的施工技術(shù)
（一）鋼纖維混凝土配合比
鋼纖維混凝土混合料配合比的要求首先應(yīng)使路面厚度減薄,其次是保證鋼纖維混凝土有較高的抗彎強(qiáng)度,以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)強(qiáng)度等級(jí)的要求即抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度,以及施工的和易性。鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)基本按以下順序進(jìn)行。根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值以及施工配制強(qiáng)度提高系數(shù),確定試配抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度,鋼纖維混凝土抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的確定:
fftm = ftm (1 + atm PfLf/df)
其中, fftm為鋼纖維混凝土抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；ftm為與鋼纖維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強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；atm為鋼纖維對(duì)抗折強(qiáng)度的影響系數(shù)(試驗(yàn)確定)；Pf 為鋼纖維體積率；Lf/df為鋼纖維長(zhǎng)徑比。
根據(jù)試配抗壓強(qiáng)度計(jì)算水灰比,根據(jù)試配抗壓強(qiáng)度,確定鋼纖維體積率,一般澆筑成型的結(jié)構(gòu)范圍在0.5%～2%之間；計(jì)算混合材料用量,確定試配配合比；按照試配配合比進(jìn)行拌合物性能試驗(yàn),調(diào)整單位體積用水量和砂率,確定強(qiáng)度試驗(yàn)用基準(zhǔn)配合比；根據(jù)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整水灰比和鋼纖維體積率,確定施工配合比。
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（二）鋼纖維混凝土拌和
為防止鋼纖維混凝土在攪拌時(shí)纖維結(jié)團(tuán),在施工時(shí)每拌一次為攪拌量的80%。采用滾動(dòng)式攪拌機(jī)拌和,在攪拌混凝土過(guò)程中必須保證鋼纖維均勻分布。為保證混凝土混合料的攪拌質(zhì)量,采用先干后濕的拌和工藝。投料順序及攪拌時(shí)間為:粗集料→鋼纖維(干拌1min) →細(xì)集料→水泥(干拌1min) ,其中鋼纖維在拌和
時(shí)分三次加入拌合機(jī)中,邊拌和邊加入鋼纖維,再倒入黃砂、水泥,待全部料投入后重拌2min～3min ,最后加足水濕拌1min�？倲嚢钑r(shí)間不超過(guò)6min ,超攪拌會(huì)引起濕纖維結(jié)團(tuán)。按此程序拌出的混合料均勻。若在拌和中,先加入水泥和粗、細(xì)集料,后加鋼纖維則容易結(jié)團(tuán),而且纖維團(tuán)越滾越緊,難以分開(kāi),一旦發(fā)現(xiàn)有纖維結(jié)團(tuán),就必須剔除掉,以防影響混凝土的質(zhì)量。
（三）鋼纖維混凝土的澆搗
鋼纖維混凝土澆搗與普通混凝土一樣,澆搗是施工中的重要環(huán)節(jié),直接影響鋼纖維混凝土的整體性和致密性。不同之處就是其流動(dòng)性較差,在邊角處容易產(chǎn)生蜂窩。因此,邊角部分可先用搗棒搗實(shí)。邊角采用插入式振動(dòng)器振搗,然后用夯梁板來(lái)回整平。 
三、鋼纖維混凝土在路橋面中的應(yīng)用分析
由于鋼纖維混凝土比普通混凝土有諸多的優(yōu)點(diǎn),在路橋工程中的預(yù)應(yīng)力梁、橋面鋪裝層、路面、橋梁的維修加固中得到應(yīng)用。但由于鋼纖維混凝土施工要求高,單方造價(jià)高,而設(shè)計(jì)、施工人員對(duì)鋼纖維混凝土的特性缺乏了解,在工程中應(yīng)用受到限制。
由于鋼纖維混凝土具有良好的抗裂、抗彎、耐沖擊、耐疲勞等特性,在路面、橋面中應(yīng)用可降低維修費(fèi)用,延長(zhǎng)使用期限,并且可以減少面層厚度,因此可降低綜合造價(jià)。在公路和城市道路中,路面破壞比較嚴(yán)重,經(jīng)常有拆除重做的現(xiàn)象。相比之下,在原有水泥路面上做鋼纖維混凝土"罩面"將更為經(jīng)濟(jì)、合理、有效。
在應(yīng)用領(lǐng)域,鋼纖維混凝土多用于路橋面工程。對(duì)于新修的路面、橋面按有關(guān)《水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》采用,其厚度估計(jì)可按水泥混凝土路面板厚度的50%～60%考慮,并將水泥混凝土的強(qiáng)度和其他有關(guān)參數(shù)用鋼纖維混凝土的代替。
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