道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)

楊素青

摘要：鋼纖維混凝土作為一種新型復(fù)合建筑材料，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展，與一般的混凝土相比，它不僅能明顯地改善結(jié)構(gòu)的抗拉、抗剪、抗彎、抗磨和抗裂的性能，而且可以大大增強(qiáng)斷裂韌性和抗沖擊性，顯著提高結(jié)構(gòu)的疲勞性能以及耐久性能。本文通過(guò)對(duì)道路工程施工與橋梁工程施工兩個(gè)方面的解說(shuō)，進(jìn)一步論證了道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的優(yōu)越性與實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;施工;鋼纖維;混凝土技術(shù)

前 ?言

鋼纖維混凝土不僅能明顯地改善結(jié)構(gòu)的抗拉、抗剪、抗彎、抗磨和抗裂的性能，而且可以大大增強(qiáng)斷裂韌性和抗沖擊性，顯著提高結(jié)構(gòu)的疲勞性能以及耐久性能。加之施工簡(jiǎn)便在道路路面、橋梁結(jié)構(gòu)、房屋建筑等工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，目前，鋼纖維混凝土已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用到了在我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中。

一、鋼纖維混凝土

所謂鋼纖維混凝土把就是把少量亂向分布的鋼纖維加入到普通的混凝土當(dāng)中混合形成的一種新的復(fù)合材料。加入的鋼纖維呈亂向分布，可以有效抑制混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫，或者抑制裂縫的擴(kuò)展，在一定程度上提升了混凝土的各項(xiàng)性能，具有比較好的延展性。

二、鋼纖維混凝土的性能

鋼纖維混凝土與普通混凝土相比，具有一系列優(yōu)越的物理力學(xué)性質(zhì)：強(qiáng)度與重量比值增大;較高的抗拉、抗壓和抗彎的極限強(qiáng)度。在混凝土中摻人適量鋼纖維，其極限抗壓強(qiáng)度可以提高，單軸抗拉極強(qiáng)度可提高40%～50%，抗彎極限強(qiáng)度町提高50%～150%;良好的抗沖擊性能。鋼纖維混凝土在纖維摻量為O.8%～2.0%時(shí)，其沖擊韌性指標(biāo)可提高50～100 倍，甚至更高;變形性能明顯改善。鋼纖維對(duì)混凝土抗壓彈性模量影響不顯著，但對(duì)抗拉彈性模量提高較多，鋼纖維對(duì)混凝土長(zhǎng)期收縮變形的影響也較明顯， 鋼纖維可使混凝土的收縮率降低10%～30%;抗裂和抗疲勞性能顯著提高;優(yōu)越的抗剪性能;

三、道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用

1.道路工程施工應(yīng)用

鋼纖維混凝土的路面能夠減薄道路鋪裝的厚度、不設(shè)或者少設(shè)縱縫，還能夠減少橫向縮縫、具備良好的凍融性、耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，有效延長(zhǎng)道路路面的壽命，被廣泛應(yīng)用在路面工程施工中。

混凝土的截面如果使用鋼纖維摻量為0.8% ～1.2%，其鋼纖維混凝土路面厚度為普通厚度的40%～50%。在施工過(guò)程中可以將復(fù)合式路面設(shè)置為二層式或三層式，對(duì)于雙車道路面則不需要設(shè)置縱逢，其設(shè)定的橫縫間距為25m～40m，最長(zhǎng)可達(dá)到60m。雙層式路面的構(gòu)造是在全路面板厚的上層約全厚40%～60%鋪設(shè)鋼纖維混凝土。對(duì)于復(fù)合路面可以在上下兩層設(shè)置對(duì)應(yīng)的鋼纖維混凝土層，在中間設(shè)置普通混凝土層，在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)較為合理，但是在施工技術(shù)上有一定難度。

2.橋梁工程施工應(yīng)用

在橋梁施工過(guò)程中，使用鋼纖維混凝土來(lái)進(jìn)行橋面鋪裝，不僅可以提高橋面的耐久性、抗裂性、舒適性，還能夠提高橋梁抗折強(qiáng)度，降低鋪裝厚度，提高橋身剛度，減輕橋梁結(jié)構(gòu)的自重。在市政橋梁工程中，采用鋼纖維混凝土能夠部分改善、提高結(jié)構(gòu)性能，能夠有效對(duì)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行控制，能夠極大推動(dòng)橋梁結(jié)構(gòu)施工朝輕型化、大跨度方向發(fā)展，還可以運(yùn)用鋼纖維混凝土施工技術(shù)來(lái)降低梁高，以滿足特殊要求的使用。

四、道路橋梁施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

1.將鋼纖維進(jìn)行均勻而又隨機(jī)的設(shè)置

如果一次性將鋼纖維直接投入到攪拌機(jī)中與混凝土拌和料進(jìn)行攪拌時(shí)，就容易導(dǎo)致鋼纖維結(jié)團(tuán)現(xiàn)象的產(chǎn)生，因此為了使得鋼纖維能夠充分地進(jìn)行均勻而又隨機(jī)的設(shè)置，從而增強(qiáng)鋼纖維混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)通過(guò)專門的分散機(jī)來(lái)將鋼纖維逐漸投入到攪拌機(jī)里的混凝土拌和料中。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于分散機(jī)應(yīng)當(dāng)選用功率為0.75 ～ 1.0 kW 的，而分散機(jī)的分散力應(yīng)當(dāng)為20 ～ 60 kg /min。另外應(yīng)當(dāng)事先將鋼纖維和混凝土的細(xì)骨料進(jìn)行定量且均勻地?cái)嚢?，?dāng)然也可以選擇材質(zhì)較好、直徑較粗的鋼纖維，并在攪拌機(jī)的料斗入口處通過(guò)振動(dòng)篩來(lái)將其逐漸的投入到混凝土拌和料當(dāng)中。

2.鋼纖維混凝土的投料順序及其攪拌時(shí)間

要保證鋼纖維能夠均勻而又隨機(jī)地分布在混凝土當(dāng)中，并在隨后的施工當(dāng)中不結(jié)團(tuán)，就必須對(duì)鋼纖維混凝土的投料順序和攪拌時(shí)間、攪拌工藝進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這也是鋼纖維混凝土有別于一般的混凝土的關(guān)鍵所在，當(dāng)然這同時(shí)也是保證鋼纖維混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)先將混凝土的水泥、鋼纖維和粗細(xì)骨料進(jìn)行1.5 min 的干拌，然后再加外加劑和水，并進(jìn)行兩分鐘的濕拌，從而確保鋼纖維混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量。

3.強(qiáng)制式攪拌機(jī)的應(yīng)用

對(duì)于鋼纖維混凝土而言，其所選用的攪拌機(jī)通常最好是強(qiáng)制式攪拌機(jī)或者是雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)。而且在攪拌過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意，如果是鋼纖維的摻量比較高或者是混凝土的坍落度比較小時(shí)，就應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)貙?duì)攪拌機(jī)利用率進(jìn)行相應(yīng)的降低，以免發(fā)生攪拌機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況發(fā)生。

4.鋼纖維混凝土的澆注

在鋼纖維混凝土的澆注過(guò)程中，不能有顯著的混凝土澆注接頭，并且其每次倒料都必須相互搭接15 ～ 20 cm，以此來(lái)保證鋼纖維混凝土的整體連續(xù)性。另外，還應(yīng)確保鋼纖維混凝土進(jìn)行連續(xù)不間斷的澆注。同時(shí)，由于插入式振動(dòng)器的振搗模式會(huì)使鋼纖維混凝土當(dāng)中的鋼纖維朝著插入式振動(dòng)器的所在位置聚集，從而產(chǎn)生結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象，因此為了保證鋼纖維得到均勻而又隨機(jī)的分布，應(yīng)采用平板振動(dòng)器來(lái)進(jìn)行混凝土振搗工作。

5.鋼纖維混凝土的成型

由于鋼纖維混凝土具有粗骨料細(xì)、砂率大、纖維亂向分布的特點(diǎn)，因此鋼纖維混凝土路面宜采用真空吸水工藝，機(jī)械抹平以防止鋼纖維外露。采用壓紋機(jī)壓紋工藝以避免拉毛產(chǎn)生纖維外露現(xiàn)象。拆模后對(duì)纖維外露或漏振時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理。

6.鋼纖維混凝土的接縫

由于鋼纖維混凝土的收縮性小、抗裂性能好。有條件封閉交通的施工路段，采用混凝土攤鋪機(jī)可做成整幅式，不設(shè)縱縫。鋼纖維澆筑養(yǎng)生達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的五成之后切鋸縮縫。

7.鋼纖維混凝土的運(yùn)輸

在鋼纖維混凝土的運(yùn)輸過(guò)程當(dāng)中，坍落度和含氣量都會(huì)有損失，拌和物稠度下降。由于在運(yùn)輸時(shí)受到振動(dòng)使鋼纖維下沉，影響了鋼纖維混凝土的均勻性。因此鋼纖維混凝土的運(yùn)輸距離應(yīng)盡量縮短，料斗出口尺寸要大一些。有條件時(shí)也可以采用泵送。

五、結(jié)束語(yǔ)

總之，由于鋼纖維混凝土具有較大的抗拉強(qiáng)度，較高的抗裂性能和抗沖擊性能， 其用于路橋面鋪裝層可使其優(yōu)越性能得以充分發(fā)揮，從而使道路路面、橋梁結(jié)構(gòu)處于良好的工作狀態(tài)。隨著鋼纖維生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步和基礎(chǔ)理論的不斷完善，鋼纖維混凝土在路橋工程的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。

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