路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用

朱建華

（金建集團(tuán)（福建）有限公司）

路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用

朱建華

（金建集團(tuán)（福建）有限公司）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技水平的進(jìn)一步提高，使得我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的步伐不斷加快，尤其是在一些大型工程項(xiàng)目當(dāng)中，使用了更多更加安全高效的施工工藝和新材料等。本文詳細(xì)地介紹了在路橋施工中使用的新型鋼纖維混凝土材料，不僅改善了傳統(tǒng)普通混凝土的各種弊端之外，還在操作工藝上進(jìn)行優(yōu)化，從而起到節(jié)省工程造價(jià)和保證工程質(zhì)量等作用。在本文中就鋼纖維混凝土在項(xiàng)目施工中的應(yīng)用進(jìn)行詳述，以突出了這類新型材料的優(yōu)勢所在。

路橋施工；鋼纖維混凝土；應(yīng)用

引言

由于路橋工程建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，使得人們對于工程的要求跟著不斷提高。鋼纖維混凝土是一種具有優(yōu)良力學(xué)性能的特種混凝土，在水泥混凝土中加入一定數(shù)量的鋼纖維后，由于鋼纖維在混凝土中的均勻分布，在受載過程中限制了混凝土基體的開裂，因而混凝土表現(xiàn)出較高的抗裂和抗沖擊性，同時(shí)其抗拉、抗彎、抗曲性能和耐磨性等性能也得到顯著較高，延長了路橋工程的使用壽命。

1　鋼纖維混凝土使用特點(diǎn)

根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝分，鋼纖維包括切斷型鋼纖維、剪切型鋼纖維、熔抽型鋼纖維和銑削型鋼纖維。這四種鋼纖維不同之處在于材料的抗外力能力不同，但是達(dá)到的承載效果相似。在實(shí)驗(yàn)對比中發(fā)現(xiàn)，使用鋼纖維材料的混凝土抗壓強(qiáng)度比普通的混凝土抗壓強(qiáng)度提高25%左右，使用鋼纖維材料的混凝土抗拉強(qiáng)度比普通的混凝土抗拉強(qiáng)度高25～50%左右，如圖1所示。當(dāng)混凝土材料中摻入的鋼纖維量在0.4～0.6%時(shí)，材料的抗剪能力顯著提高，同時(shí)抗變形能力也有了很大的改觀。較之以往的彈性模量，鋼纖維材料的彈性模量也相應(yīng)得到提高，收縮率呈現(xiàn)下降。在路橋工程施工中，由溫度等因素造成的附加應(yīng)力是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因之一，使用了鋼纖維混凝土材料，可以在抗溫度應(yīng)力方面有很大的提高，很好地解決了因附加應(yīng)力導(dǎo)致該情況發(fā)生的問題。

2　路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

2.1鋼纖維混凝土的配合比設(shè)計(jì)

鋼纖維混凝土在配比設(shè)計(jì)方面和普通混凝土沒有很大的差別，唯一的不同點(diǎn)就是鋼纖維混凝土在配比的過程中要對鋼纖維的體積率進(jìn)行確定，同時(shí)還須對用水量以及砂率對鋼纖維體積率的影響要進(jìn)行分析。對鋼纖維的韌性和耐久性要求不同，配比的標(biāo)準(zhǔn)也存在不同。在配比過程中要嚴(yán)格遵循配比設(shè)計(jì)規(guī)范，不同的情況要求，配合比設(shè)計(jì)也會存在不同，各種設(shè)計(jì)數(shù)值也會不一樣。

2.2拌合機(jī)械型號選擇

混凝土攪拌機(jī)是多種多樣的，不僅型號非常多，而且種類也不少。雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)或者強(qiáng)制式攪拌機(jī)是拌制鋼纖維混凝土的首選機(jī)型。降低攪拌機(jī)的利用率能夠有效避免超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)問題在攪拌機(jī)工作時(shí)出現(xiàn)，一般是在具有很高的纖維摻量但是很小的坍落度時(shí)經(jīng)常會降低利用率。鋼纖維混凝土的一次攪拌量，應(yīng)比試驗(yàn)用量多5L，并應(yīng)控制在攪拌機(jī)規(guī)定容量的50～80%之間。

2.3鋼纖維分散裝置和投料攪拌順序時(shí)間

投入和分散裝置是投入鋼纖維時(shí)經(jīng)常采用的方法，也就是整理即將投入的鋼纖維，使它們比較規(guī)范，之后在投入攪拌機(jī)時(shí)用分散裝置進(jìn)行投入。為了使鋼纖維在投入到攪拌機(jī)后不發(fā)生結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象，就必須選取合適的分散裝置，一般鋼纖維都有與之相對應(yīng)的分散裝置，如果在投入時(shí)沒有采用分散裝置，而是一次性的投入，很容易產(chǎn)生結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象，鋼纖維在投入前必須攪拌均勻，同時(shí)在料斗的入口處進(jìn)行設(shè)置振動篩；采用合理的方式進(jìn)行投料是非常重要的，這也是對結(jié)團(tuán)現(xiàn)象的出現(xiàn)所采取的有效防止措施。為了避免這種現(xiàn)象，就需要按照集料配比順序進(jìn)行分級的投料，例如可以依照骨料、鋼纖維、水泥這三種材料投入的先后順序進(jìn)行投料。先投干的材料再投濕的材料也是非常重要的工藝，所謂的先干就是干拌攪拌機(jī)內(nèi)的混合材料，大約進(jìn)行干拌的時(shí)間為1min，進(jìn)行完干拌之后，就需要把適量的水或者外加劑投入攪拌機(jī)中，進(jìn)行濕拌，一般濕拌的時(shí)間為2min，保證總的拌合時(shí)間不應(yīng)少于3min。

2.4鋼纖維混凝土的運(yùn)輸

在混凝土的運(yùn)輸過程中，鋼纖維混凝土中的鋼纖維可能會因?yàn)檎駝拥扔绊懚霈F(xiàn)下沉現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼纖維分布不均衡，損害坍落度和含氣量，使攪拌的材料稠密度降低。因此，攪拌站位置的合理確定能夠有效地避免這一問題，這也需要在攪拌鋼纖維混凝土之前必須考慮的事情，以盡量減短材料運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和距離。

圖1　鋼纖維混凝土抗彎韌性

2.5鋼纖維混凝土的布料與鋪攤

在施工中，對攤鋪方式要進(jìn)行合理的分析，然后選擇最佳作業(yè)方式。路橋工程建設(shè)過程中要保證鋼纖維混凝土的布料和攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的獨(dú)特點(diǎn)能夠體現(xiàn)。在試鋪?zhàn)鳂I(yè)完成以后，在同樣的情況下，鋼纖維混凝土受到了鋼纖維頂托的作用，在進(jìn)行振實(shí)時(shí)會比混凝土下沉量大很多，會導(dǎo)致鋼纖維混凝土整體的坍落度受到影響，出現(xiàn)較低的情況，因此，在同等坍落度下，要比普通混凝土施工布料及攤鋪高度要略高10mm左右。

2.6鋼纖維混凝土的澆筑和振搗整平

在進(jìn)行整體澆筑鋼纖維混凝土?xí)r，為了能夠保證澆筑的連續(xù)性，必須對每次倒料澆筑進(jìn)行控制，一般保證18cm左右的相壓，并且澆筑的期間不能出現(xiàn)間斷的現(xiàn)象，澆筑接頭現(xiàn)象在澆筑過程中不能出現(xiàn)。在施工過程中，為了對鋼纖維混凝土路面的抗裂性能以及勻質(zhì)性能進(jìn)行保證，要選用合適振搗機(jī)械以及相應(yīng)的振搗方式來對路面的密實(shí)性進(jìn)行提高。插入式振動棒是在振搗鋼纖維混凝土?xí)r經(jīng)常采用的，同時(shí)需要平板振動器輔助振搗整平。在混凝土的澆筑以及振搗完成后，表面應(yīng)當(dāng)進(jìn)行抹平工作，對鋼纖維外露這一現(xiàn)象也要進(jìn)行檢查，如有發(fā)現(xiàn)，必須把外露的鋼纖維重新壓入混凝土中，并使面板頂面一定范圍內(nèi)鋼纖維處于水平狀態(tài)，以避免在使用過程中出現(xiàn)路面磨損裸露或者是裸露出鋼纖維對汽車輪胎進(jìn)行破壞，保證使用過程中路面的可靠性以及安全性。

2.7鋼纖維混凝土的成型

較大的砂率和亂向分布等都是鋼纖維混凝土的特點(diǎn)，它的這些特點(diǎn)使得鋼纖維在完成振搗后經(jīng)常出現(xiàn)外露的現(xiàn)象，真空吸水施工工藝就是避免這種現(xiàn)象出現(xiàn)的有效措施，通過機(jī)械使鋼纖維混凝土的表面變得平整。由于拉毛導(dǎo)致出現(xiàn)的纖維外露現(xiàn)象可以通過壓紋機(jī)對其進(jìn)行處理，對于拆模后出現(xiàn)的這種現(xiàn)象必須及時(shí)的進(jìn)行處理。

3　路橋施工中鋼纖維混凝土施工注意事項(xiàng)

鋼纖維混凝土與普通混凝土相比，不僅能改善抗拉、抗剪、抗彎、抗磨和抗裂性能，而且能大大增強(qiáng)混凝土的斷裂韌性和抗沖擊性能，顯著提高結(jié)構(gòu)的疲勞性能及其耐久性。鋼纖維混凝土與普通混凝土力學(xué)性能比較的試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1　鋼纖維混凝土與普通混凝土力學(xué)性能比較的試驗(yàn)結(jié)果

鋼纖維混凝土的性能以及施工方法直接影響著鋼纖維混凝土路橋工程進(jìn)程和質(zhì)量，其施工方法主要有澆注、灌漿和噴射三種鋼纖維混凝土施工方法。

（1）鋼纖維混凝土的配比設(shè)計(jì)與普通混凝土的步驟類似，唯一的區(qū)別在于鋼纖維配比過程需要對鋼纖維體積率進(jìn)行測量和計(jì)算，以及影響鋼纖維體積率和韌性強(qiáng)度的因素進(jìn)行分析，例如單位用水量和含砂率大小等，不同的用水量和含砂率會影響鋼纖維混凝土的體積率和韌性強(qiáng)度的不同變化，因此進(jìn)行配比設(shè)計(jì)時(shí)，必須要符合設(shè)計(jì)規(guī)范，認(rèn)真研究不同情況下的鋼纖維混凝土體積率，并對各種設(shè)計(jì)值進(jìn)行精確計(jì)算，保證配合比的準(zhǔn)確性。同時(shí)，對鋼釬維影響很大的還有鋼纖維類型、摻量以及長徑比，另外因鋼纖維混凝土面層板很薄，所以，地下排水狀況也會影響到路面的鋼纖維混凝土材料。

（2）為了防止攪拌機(jī)內(nèi)出現(xiàn)鋼釬維結(jié)團(tuán)，需要安裝鋼纖維分散裝置，然后用分散機(jī)分散鋼纖維，使其分散力控制在20～60kg/min，把分散后的鋼釬維分幾次放入強(qiáng)制式攪拌機(jī)內(nèi)，與之前稱量好的細(xì)骨料攪拌均勻，嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間和投料順序，并在投料是先干拌然后加水濕拌2min，最后利用料斗入口的振動篩進(jìn)行篩選，還要防止攪拌機(jī)超負(fù)荷工作，保證攪拌機(jī)的使用率。

（3）鋼纖維混凝土在澆注過程中應(yīng)該隱藏澆注接頭，持續(xù)不斷地進(jìn)行鋼纖維混凝土澆注，每次澆注材料還應(yīng)該相壓15～20mm，在進(jìn)行鋼纖維混凝土振搗時(shí)運(yùn)用插入式振動棒，使鋼纖維由于集束效朝振動棒聚集，同時(shí)緊實(shí)邊角混凝土，然后將露在外面的鋼纖維壓進(jìn)振搗后的混凝土中，并將其表面涂抹平整。

（4）由于成型后的鋼纖維混凝土砂率大，而且其纖維分布散亂，故此需要利用專業(yè)機(jī)械對鋼纖維混凝土路面進(jìn)行及時(shí)抹平，同時(shí)對于拉毛產(chǎn)生纖維外露可以使用壓紋機(jī)進(jìn)行壓紋處理，另外，鋼纖維混凝土有著強(qiáng)大的收縮抗裂性能，因此，還可以用鋼纖維澆筑達(dá)到50%強(qiáng)度后對路段進(jìn)行接縫施工。

4　結(jié)束語

綜上所述，鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋工程施工中的應(yīng)用，對提高工程整體施工質(zhì)量及綜合性能有著重要意義，通過實(shí)踐證明，無論是在路面工程還是橋梁工程中的應(yīng)用都取得良好的效果，所以在施工過程中必須對鋼纖維混凝土的施工技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格管理與控制，以便于該施工技術(shù)在路橋工程中的更好的應(yīng)用，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)更加高速發(fā)展。

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2015-7-22