纖維輕集料用于舊橋面加固施工工藝

陽金雷

（廣東晶通公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510635）

混凝土橋梁在混凝土的徐變及長期汽車荷載的雙重作用下，出現(xiàn)了跨中位置不斷下?lián)系内厔荩瑯蛎驿佈b發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞，因此需要進(jìn)行重新鋪裝。若采用常規(guī)混凝土，將大大增加橋梁的自重。采用輕集料混凝土施工，就成功地解決了線形與自重的矛盾，確保橋梁線形的同時又減輕了橋面鋪裝的重量，從而減少了橋梁跨中下?lián)系内厔?，對橋梁的安全與健康有很大的好處。

輕集料具有多孔性和吸水性，密度比普通集料輕等特點，決定配制出的輕集料混凝土與普通混凝土相比，能夠保持較高強度的基礎(chǔ)上，使混凝土的自重降低20%以上，這對于材料要求較高要求的高層建筑、大跨徑橋梁、海洋工程等現(xiàn)代大型工程而言，輕集料混凝土具有很強的市場競爭力。并具有輕質(zhì)高強、多功能性、耐久性優(yōu)越等優(yōu)點，但是在實際過程中也發(fā)現(xiàn)，其脆性較普通混凝土差，輕骨料混凝土最大的缺點是抗拉強度和極限拉伸應(yīng)力較低。在某種意義上，這種缺陷限制了它的使用，或者說增加了輕骨料混凝土性能的不穩(wěn)定性。加入的纖維可以通過大量吸收能量，大幅度提高混凝土抗裂能力及改善抗沖擊性能，同時能大幅度提高混凝土的抗折強度和降低其脆度系數(shù)[1]。

1 某實例工程橋面病害檢測情況

某大橋全長2352m,于1998年12月建成通車。主橋為(65+100+65）m預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，與主橋南北兩端相連接的引橋采用30m跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。經(jīng)檢測，發(fā)現(xiàn)主橋下?lián)蠂?yán)重，實際鋪裝厚度大于原設(shè)計厚度（8mm），另外由于行車荷載的日益增大，原橋面瀝青鋪裝層受到了不同程度的損壞，嚴(yán)重的影響了路面美觀和行車舒適度。為減少橋面自重，維持現(xiàn)有橋梁主梁的線形，提高使用年限，大橋舊橋面改造工程采用施工輕集料混凝土。

2 纖維輕集料砼配合比設(shè)計

混雜纖維輕集料混凝土由于自身的特性，其施工配合比較常規(guī)混凝土有所不同。本工程結(jié)合實際情況在滿足施工性能和力學(xué)性能的前提條件下，提出了舊橋修補工程混雜輕集料混凝土配合比（見表1推薦的配合比），實際工程中根據(jù)原材料情況微調(diào)，不過要反復(fù)對比容重、強度、施工可操作性、經(jīng)濟(jì)性等選擇最佳配合比。

3 輕集料砼施工工藝

3.1 原材料選擇及預(yù)處理

同普通混凝土相比，輕集料混凝土原材料的選用、生產(chǎn)、施工等都有其特殊的要求。輕質(zhì)集料相對普通集料的質(zhì)量變異性相對較大，且在壓力作用下易產(chǎn)生“吸-放水”過程，從而導(dǎo)致混凝土泌水、離析等不利現(xiàn)象，在使用前需要進(jìn)行預(yù)濕處理。預(yù)濕處理分為浸泡和噴淋兩種，根據(jù)具體工程選擇。本工程所處位置偏離市區(qū)，用水不很方便，預(yù)先沒有較大的浸泡池，因此選擇了噴淋預(yù)濕。

表1 推薦的輕集料混凝土配合比(單位體積1m3)

混雜纖維輕集料混凝土的生產(chǎn)中必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)：輕集料的預(yù)濕過程，需要嚴(yán)格控制預(yù)濕時間，并將預(yù)濕后的輕集料處理為飽和面干狀態(tài)；砂的含水率要精確、現(xiàn)場測定，因為輕集料混凝土對水特別敏感。

3.2 施工準(zhǔn)備

舊橋面攤鋪前準(zhǔn)備：鑿掉舊橋面的鋪裝層，進(jìn)行鑿毛處理。清掃橋面殘余的碎石、混凝土廢渣，保證施工作業(yè)面兩邊10m以外的清潔。攤鋪前將舊橋面灑水處理，保持舊橋的界面濕潤但沒有積水。確保能夠與新澆筑的混凝土粘結(jié)好。

3.3 混凝土澆筑

試驗過程中發(fā)現(xiàn)輕集料混凝土的拌合時間、振搗方式、收漿工序、養(yǎng)護(hù)工藝等均對混凝土的性能和表觀質(zhì)量有較大的影響，為此，制定混雜纖維輕集料混凝土的橋面鋪裝工藝:

3.3.1 拌合

混雜纖維輕集料混凝土的的攪拌嚴(yán)格按《輕集料混凝土橋梁技術(shù)規(guī)程》CECS202-2006的要求進(jìn)行，嚴(yán)格控制各種材料的用量，防止水灰比出現(xiàn)大的波動?？刂圃牧系募恿享樞颍祀s纖維輕集料混凝土的加料順序如圖1。纖維素纖維作為一種新型的纖維增韌材料，對混凝土的粘聚性又一定影響，因為是獨特工藝壓制成的小方塊，需要融入水中后分散均勻。直接投入砂石集料中不能分散均勻，起不到抗裂的作用；鋼纖維也應(yīng)和粗集料一起投入，并盡量人工分散好，避免在拌合過程中的接團(tuán)，提高鋼纖維分散率。

3.3.2 運輸

根據(jù)施工現(xiàn)場和拌合樓的運輸距離，調(diào)整外加劑的保塑、保水成分，防止在運輸過程中出現(xiàn)分層離析和混凝土坍落度損失過快問題；拌合物從攪拌卸料起到澆入模內(nèi)止的延續(xù)時間不宜超過45min；當(dāng)用攪拌運輸車運送輕集料混凝土拌合物，因運距過遠(yuǎn)或交通問題造成坍落度損失較大時，可采取二次添加外加劑的方法進(jìn)行混凝土再次攪拌，以滿足混凝土施工和易性要求。

3.3.3 攤鋪及振搗

圖1 纖維輕集料混凝土拌合工藝

由于輕集料混凝土容重較小，相對普通混凝土澆筑起來較為輕松，但在規(guī)定的連續(xù)施工區(qū)段內(nèi)的必須連續(xù)澆筑，不能中斷攤鋪，但是在摻入鋼纖維和纖維素纖維，因此混凝土攤鋪采用人工進(jìn)行，將混凝土用拉板和鋼鏟初步鋪平。不得拋擲，由于混雜纖維輕集料混凝土中輕集料容重較小，要尤其注意振搗時間，避免過振而使輕集料上浮。同時采用平板振動器和專用的振動梁對混凝土振搗后有一定的沉降量，故攤鋪時要留一定虛鋪高度，以使搗實后的面層標(biāo)高同設(shè)計標(biāo)高相符。并用鋼尺刮平，并達(dá)到設(shè)計要求的平整度。

3.3.4 抹面

第一次抹面工序是在混凝土振搗、整平后，首先采用木摸板進(jìn)行拍打、壓平、搓毛，接著用鋼抹刀收光；第二次抹面工序是在混凝土初凝之前，對混凝土進(jìn)行收光處理，即常說的混凝土“精面”處理。精面時為保證橋面平整度，用3m直尺進(jìn)行檢測，不合格處則根據(jù)實際情況進(jìn)行補漿處理。

3.3.5 養(yǎng)護(hù)

混雜纖維輕集料混凝土澆筑完畢后應(yīng)做好養(yǎng)護(hù)工作，以防止其早期收縮裂縫。澆筑完畢后應(yīng)立即覆蓋一層薄膜，待初凝后在混凝土表面覆蓋濕潤土工布。同時由于輕集料混凝土早期強度較高，故應(yīng)加強早期濕潤養(yǎng)護(hù)，每天均灑水?dāng)?shù)次，使其保持潮濕狀態(tài)。

4 輕集料混凝土施工控制要點

4.1 鋼纖維與纖維素纖維的摻入量控制

二元纖維的摻入使混凝土的工作性發(fā)生很大變化，鋼纖維的增加，使混凝土的粘聚性提高，且提高輕集料混凝土的容重，因此適當(dāng)?shù)膿饺耄饶鼙ＷC抗裂性能最佳，又可以混凝土的容重不會增加太多，經(jīng)過試驗室試驗發(fā)現(xiàn)，鋼纖維摻量在50kg/m3時，抗裂效果好，纖維素纖維的摻量適宜，一般控制在混凝土體積摻量的0.3-1.5%：摻量過大，易產(chǎn)生混凝土的粘聚性變大，且纖維素纖維的加入，會提高混凝土的含氣量，對混凝土的強度以及收光工作造成一定的影響；摻量過小，混凝土粘聚性差，難以在振搗過程中起到阻止輕集料上浮的作用。

4.2 澆筑工序質(zhì)量控制

施工過程的澆筑、振搗、整平、收光等工序分別安排不同的人員進(jìn)行，每人負(fù)責(zé)一道工序，避免操作紊亂。二次抹面的時間要掌握準(zhǔn)確，如果抹面時間過了初凝后，對表面界面有一定破壞；如果沒有到初凝時間抹面，表面不能收平，不能達(dá)到平整度。

4.3 養(yǎng)護(hù)控制

輕集料混凝土與普通混凝土有所不同，其充分的養(yǎng)護(hù)以防止混凝土早期收縮裂縫。澆筑完畢后應(yīng)立即覆蓋一層薄膜，混凝土初凝后在混凝土表面覆蓋濕麻袋或濕草墊。同時由于混雜纖維混凝土早期強度較高，故應(yīng)加強早期濕潤養(yǎng)護(hù)，每天均灑水?dāng)?shù)次，使其保持潮濕狀態(tài)。待測試強度達(dá)到混凝土設(shè)計強度的85%以上，不少于14d時施工車輛方可在橋面上行駛。

5 結(jié)束語

由上述闡述可知,纖維輕集料混凝土在強度方面完全可以與常規(guī)纖維混凝土媲美，且仍可保持其密度在1900-1950kg/m3之間；混雜纖維輕集料混凝土的應(yīng)用很好的驗證混雜纖維能夠有效的提高抗裂性，且施工工藝簡單，容易操作，獲得了工程各方的一致肯定和認(rèn)識，對日后該項工藝的推廣和應(yīng)用奠定了明顯的優(yōu)勢。

[1]JGJ51-2002輕集料混凝土技術(shù)規(guī)程.

[2]龔洛書.輕集料混凝土[J].中國鐵道出版社，1996，11.