現(xiàn)代路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術研究

殷鵬昊

（山東省棗莊市公路管理局應急搶險中心，山東 棗莊 277100）

1 鋼纖維混凝土技術在路橋施工中的應用優(yōu)勢

鋼纖維混凝土是在原有的傳統(tǒng)混凝土中加入一定比例的鋼纖維，與普通的混凝土相比，有效地提升了其極限抗壓強度，相較一般的混凝土，它具有多種優(yōu)良的性質，一般而言，其單軸抗拉極強度能夠提升45%左右，抗彎極限強度也能增強1．4 倍，抗剪強度提高50%～100%，抗壓韌性大幅度提高，能夠普遍提升工程的安全性并延長其使用壽命。當混合比例在1%～2%時，鋼纖維混凝土中鋼纖維加強了混凝土的黏性，使其沖擊韌性的指標能夠提升100 倍左右，這極大地提高了工程物中的抗沖擊力，即便遇到強度稍強的沖擊和震蕩，都能夠在一定程度上減小其破壞。除了優(yōu)良的抗沖擊性之外，鋼纖維混凝土還具有良好的抗裂性表現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)的混凝土，其對力量的承受非常強，當遇到因外力產生的形變之時，其壓縮程度比普通的混凝土要低很多，這就極好地維持了路橋的固有形態(tài)，從而可以避免出現(xiàn)裂縫，同時，該抗裂性也能一定程度上抵抗溫度應力的作用，減少溫度變化而引起的自然裂縫，并且在抗凍性和耐磨性的綜合作用力下，能將混凝土的長期收縮率減少30%左右，在最大程度上維持路橋工程的最佳狀態(tài)，使得路橋工程的使用壽命加長。

2 鋼纖維混凝土技術在路橋施工中的應用范圍

由于鋼纖維混凝土自身的一系列抗壓、抗裂、耐磨性和抗剪應力等優(yōu)勢，使得其在筑橋的應用十分豐富，除了一般的橋面鋪設，還在路橋結構加固，樁基礎加強，邊坡加固和襯砌隧道防護中得到廣泛的應用。在一般的路面施工也多使用鋼纖維混凝土材料，用鋼纖維混凝土鋪設路面不僅節(jié)省材料，施工過程也相對簡單，加之材料所具備的低溫、耐磨特性性，使得路面壽命能延長到普通路面的1．5 倍左右。當然，不同的施工項目需要不同的施工方式和工藝，只有根據(jù)施工的具體需求，制定科學、適宜的施工方案，才能讓鋼釬混凝土施工技術在各個應用領域得到最大的應用價值，才能夠保障各項施工的質量，提升工程的安全性與使用壽命。

3 鋼纖維混凝土技術在路橋施工中的應用實操

3.1 鋼纖維與混凝土的配比設計

鋼纖維混凝土的配比設計工藝與普通水泥的配比設計并無明顯差異，最大的差異在于在配比設計中需對鋼纖維體積率進行科學準確的計算和測量，除此之外，鋼纖維的韌性強度以及體積率同樣也需要精確地進行計算。在具體的施工過程中，路橋抗彎強度、路面厚度及鋼纖維混凝土材料抗折強度都需要達到符合工程的要求，這就需要施工人員能夠對鋼纖維和混凝土材料配比進行科學的設置，也就成了保障項目工程的質量的基礎。例如，當鋼纖維摻入量介于0．6% ～1．2% 時，材質的抗拉力強度會隨著摻入量的不同呈現(xiàn)出類正太分布的規(guī)律性變化，隨著摻入量由0．6% 逐步增加至0．8%，鋼纖維混凝土的抗拉力強度會逐漸提升，并且在達到0．8% 時出現(xiàn)最大抗拉力強度，待摻入量進一步增加，這種變化則開始呈現(xiàn)負相關的趨勢，所表現(xiàn)的抗拉力強度也就開始下降。根據(jù)過去的實操數(shù)據(jù)也發(fā)現(xiàn)，0．8% 的配比相對來說最為合理，由此僅針對抗拉力的表現(xiàn)來看，也建議將鋼纖維與混凝土材料的配合比設計為0．8%。除了鋼纖維這一重要原料的比例需求之外，為了能達到最好的效果，在水泥的應用過程中，建議優(yōu)先使用32．5 級的普通硅酸鹽水泥，42．5級亦可采用；為了能使材料中的各原料分布均勻，在使用石頭的時候，最好使用立方顆粒的碎石，并且具有一定的強度和硬度，如果碎石內部帶有風化顆粒，鋼纖維混凝土的最終成品質量會大打折扣；由于鋼纖維混凝土材料需要有較高的抗凍性，因此，在使用外加劑時應使用優(yōu)質化減水，如果是路橋施工建議使用引氣型減水劑，這樣能最大地提升材料抗凍性；在細集料在選擇時，優(yōu)先選擇天然中粗砂，天然砂含量百分比不能超過0．075mm；由于用水量和含沙量對于鋼纖維混凝土的體積率以及韌性強度也有著不小的影響，所以，在用水上需要采用純凈的自來水，不應為了節(jié)約成本或是方便行事而用帶有泥沙之類的河水。只有根據(jù)準確科學規(guī)范的操作，將各原料進行精準的計量，才能達到科學規(guī)范的鋼纖維混凝土配比，提升鋼纖維混凝土的質量，為后續(xù)的工程質量奠定基礎。

3.2 攪拌工藝

鋼纖維混凝土的攪拌工藝與普通水泥的攪拌也并無明顯差異，不過，為了能使鋼纖維能均勻地分布在混凝土中，建議采用先干后濕的鋼纖維投放方式，根據(jù)預先設定好的配置比例，首先，投入基質材料，保證材料攪拌均勻；隨后，用震動篩的篩分作用將鋼纖維投入攪拌機中，并且投入材料時要分層投入，按照流程進行材料的添加，確保上一材料攪拌均勻后再投入后續(xù)材料，這樣能就夠有效保證各級材料均分布，從而可以避免混凝土攪拌時鋼纖維結團，并且攪拌時間也需要嚴格把控。一般的操作案例是先將粗細骨料、鋼纖維、水泥分層混合，并干拌1．5 分鐘，添加清水后繼續(xù)攪拌3 分鐘，才能達到良好的質量。針對不同的施工工程，需要對攪拌時間和鋼纖維的投入量進行不同的調整，如果是路面建設，鋼纖維摻入量至少需要達到30kg 每立方米，最多不能超過80kg，否則，會造成攪拌結塊；針對橋梁建設，鋼纖維的投放應當介于50 ～100kg，過多或者過少，橋路的性能都不能得到最優(yōu)。由過往的數(shù)據(jù)顯示，在鋼纖維混凝土攪拌試驗中，最好延長20s 左右攪拌時間，先干拌，再加水，干拌時間不能低于1min。如果體積率較高且拌合物較干，建議拌和量不超過額定攪拌量的80%，當攪拌機容量相對較小時，需要將拌和時間應適當延長1min 左右。除了現(xiàn)場攪拌之外，在鋼纖維混凝土運到施工現(xiàn)場的途中，為了減少材料結塊，需要選擇最佳的運輸路線，以節(jié)約運輸時間，運輸車也需要特別注意，需選擇卸料方便的運輸車，特別是針對長時間的運輸。如果一旦出現(xiàn)了離析現(xiàn)象，就需要及時進行二次攪拌，避免材料結塊和浪費。

3.3 鋼絞線安裝和混凝土澆筑

在具體的路橋結構施工中，首先，要做好鋼絞線安裝，因為安裝的良好與否直接決定了路橋結構的牢固性和承重能力，由于預應力鋼絞線自身帶有特殊性，在使用時需要分段使用。為了防止預應力鋼筋表面出現(xiàn)破損和不牢固，首先，應該確認預應力鋼筋材料的長度，然后，使用鋼絞線兩端作為路橋受力支點，待支點確定之后，順勢將不同的預應力錨點相連接，在切口兩端用鋼線綁扎，這樣就形成了路橋基本框架。在框架成型后，還需做好鋼絞線的梳理工作，避免鋼絞線交叉。后續(xù)實行鋼纖維混凝土澆筑中，施工人員需對混凝土的澆筑進行分層施工，在每層施工的時候，當混凝土表面的泥漿不再下沉時，就需停止?jié)仓挥羞@樣，才能得到均勻的混凝土結構層。在高溫天氣下進行澆筑的時候，還需特別注意控操作速度，理論上建議，混凝土拌合料從攪拌機卸出，到混凝澆筑完成，所需時間應控制在半小時內，也不能由于時間控制不好就盲目加水。另外，溫度較高也會引起溫差變高，所以為了避免鋼纖維混凝土出現(xiàn)裂縫和大面積結塊，在施工的時候，通過常用手段來控制溫度也是必不可少的，關注混凝土溫度的變化規(guī)律，以此避免外部溫度對鋼纖維混凝土澆筑的不良影響。

3.4 噴射鋼纖維混凝土施工

在隧道的砌襯施工中，往往需要用到噴射鋼纖維混凝土工藝，噴射不僅能很好地保證砌襯的完整性和強度，還能起到簡化隧道的防水防滲的作用，是一個一舉兩得的有效方法。它與素噴混凝土（不加鋼纖維的簡稱“素噴”）相比，具有的特點是：強度高（抗拉、抗彎、抗剪）；抵抗沖擊、爆炸和震動的性能高；韌性（變形性能）好；抗凍、耐熱與耐應勞性能好。鋼噴集料回彈率也比素噴低?？沽研阅軓?，在鋼噴的工藝下，即使構件已產生微小裂縫，也會因鋼纖維繼續(xù)抗拔而使韌性大大提高。由于是噴射施工，施工速度相較普通的澆筑會更快更方便，使用范圍也特別廣，特別是在小面積施工中應用廣泛；噴射后的鋼纖維方向接近二維分布，材料性能能得到明顯的保證。

4 結語

總的來說，鋼纖維混凝土本身具有的性質可有效地加強路橋工程的的剛度、抗壓、抗震等機械、力學、熱學、腐蝕學等在內的各個方面的性能。而現(xiàn)階段也是我國路橋施工乃至其他建筑領域施工中不可缺少的技術，該技術也在我國的實際操作中越發(fā)成熟，無論是現(xiàn)階段的應用范圍和施工技術，都被越發(fā)地肯定。當然，科學精確的施工技術是保證工程質量的前提，做好最基本的配比和攪拌，并嚴格地施行澆筑等技術，才能為工程的可靠性和安全性提供保障。隨著未來工程的高復雜和高標準性的變化趨勢，我們還需要繼續(xù)學習，研發(fā)更優(yōu)質的工藝技術，相關單位也應從變化中不斷學習并結合市場需求加大對路橋施工技術的研究和開發(fā)力度，并確保這些技術都能有效地應用到實際施工過程中去，最終提升道路橋梁建設的施工質量。