道橋工程中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用

王志勇

（中國(guó)華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司沈陽(yáng)分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

道橋工程作為城市建設(shè)的關(guān)鍵組成部分，其質(zhì)量不僅聯(lián)系到人們的日常出行，而且聯(lián)系到城市的面貌和政府的形象。良好質(zhì)量的道橋工程可符合人們的日常出行的要求。

1 鋼纖維混凝土概念及發(fā)展

鋼纖維混凝土是通常是以水泥砂漿或者混凝土為基體，以金屬纖維增強(qiáng)材料組成的一種水泥基復(fù)合材料。它是一種新型復(fù)合材料，它克服了混凝土抗拉強(qiáng)度低、極限延伸率小、性脆等缺點(diǎn)，具有優(yōu)良的抗拉、抗彎、抗剪、阻裂、耐疲勞、高韌性等性能。

2 鋼纖維混凝土增強(qiáng)機(jī)理及技術(shù)要求

鋼纖維混凝土增強(qiáng)機(jī)理的研究在理論上有兩種定義：一是復(fù)合力學(xué)理論，二是纖維間距理論。1） 鋼纖維的復(fù)合力學(xué)理論：鋼纖維混凝土被看成是一種纖維強(qiáng)化作用體系。鋼纖維混凝土的應(yīng)力、彈性模量和強(qiáng)度是根據(jù)混合原理推算而出的。根據(jù)纖維在鋼纖維基體中的分布與取向引入纖維方向系數(shù)。2） 鋼纖維的纖維間距理論：是根據(jù)線(xiàn)彈性斷裂力學(xué)原理來(lái)解釋鋼纖維對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生或抑制的作用。由于混凝土是一種脆性材料，要增強(qiáng)其抗拉強(qiáng)度，而多方向加入鋼纖維后，鋼纖維與混凝土裂縫兩邊之間的粘應(yīng)力對(duì)裂縫的擴(kuò)展有抑制作用。

3 在道橋工程中鋼纖維混凝土的應(yīng)用

在近年來(lái)國(guó)內(nèi)道橋工程中，鋼纖維混凝土可應(yīng)用于高等級(jí)橋梁的橋面鋪裝，可取代防裂鋼筋網(wǎng)，不僅可以降低成本，還可以加快工程進(jìn)度。鋼纖維混凝土還可以應(yīng)用于高等級(jí)橋梁伸縮縫，顯著提高橋梁收縮縫的抗裂性、抗彎折性能；鋼纖維混凝土還可以應(yīng)用在橋梁的日常維護(hù)中，對(duì)橋梁局部結(jié)構(gòu)加固，主要是對(duì)橋梁表面剝落，橋梁墩臺(tái)的破損等進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)增強(qiáng)。鋼纖維混凝土在橋梁工程之中的應(yīng)用改善了橋梁的受力狀況，在提高橋梁對(duì)各種受力情況的抵抗的基礎(chǔ)上提升了路面的舒適性。而通常在橋梁鋼纖維混凝土設(shè)計(jì)之中，路面通常使用兩層結(jié)構(gòu)或三層結(jié)構(gòu)：兩層結(jié)構(gòu)使用鋼纖維混凝土?xí)r，上層使用橡膠、瀝青或是混凝土等一般的材料；而三層結(jié)構(gòu)之中，上下層使用鋼纖維混凝土，底層使用一般混凝土。相比之下，三層鋼纖維混凝土橋面施工難度大，通常用作機(jī)械水平成熟的地區(qū)。

4 鋼纖維混凝土技術(shù)要求

鋼纖維混凝土技術(shù)在道橋工程中應(yīng)用時(shí)必須確保鋼纖維的強(qiáng)度能達(dá)基材的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，要掌控?cái)嚢钑r(shí)間，在鋼纖維混凝土之中加入充分的混合劑，以提升其中骨料的綜合性能。另一方面，在鋼纖維混凝土彎壓參數(shù)的計(jì)算過(guò)程之中，需精確測(cè)量公路橋梁結(jié)構(gòu)層的厚度，以確保公路橋梁工程的安全性質(zhì)量和具體使用性能能夠達(dá)到施工的要求。應(yīng)用于公路混凝土路面及橋梁的鋼纖維應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足單絲鋼纖維抗拉強(qiáng)度不宜小600MPa。鋼纖維長(zhǎng)度應(yīng)與混凝土粗集料最大公稱(chēng)粒徑相匹配，最短長(zhǎng)度宜大于粗集料最大公稱(chēng)粒1/3；最大長(zhǎng)度宜大于粗集料最大公稱(chēng)粒2 倍；宜使用防銹蝕處理的鋼纖維；宜使用有錨固端的鋼纖維。不得使用表面磨損前后裸露尖端導(dǎo)致行車(chē)不安全的鋼纖維；不宜使用攪拌易成團(tuán)的鋼纖維。一般鋼纖維的摻入量按體積一般為l～2%，而按重量計(jì)每立方米混凝土中摻70～100Kg 左右鋼纖維，鋼纖維的長(zhǎng)度宜為25～60mm，直徑為0.25～1.25mm，長(zhǎng)度與直徑的最佳比值為50～700。此外，在鋼纖維混凝土材料的攪拌過(guò)程之中，施工人員需留意兩個(gè)問(wèn)題：一是根據(jù)投入量來(lái)改變鋼纖維、一般混凝土、骨料、水泥、混合料的比例。二是在添加鋼纖維的過(guò)程之中，應(yīng)批量地加入，以確保每批材料的性能都均衡，使鋼纖維材料均勻地分布在骨料之中。

5 鋼纖維混凝土施工技術(shù)的要求

為了保證鋼纖維混凝土在橋梁工程應(yīng)用中的質(zhì)量和安全，在橋梁施工過(guò)程中需要采用鋼纖維混凝土的集中攪拌裝置，以確保鋼纖維材料與混凝土材料的混合均勻。鋼纖維混凝土的成分對(duì)其質(zhì)量有著不可忽視的影響，因此在攪拌混凝土過(guò)程中應(yīng)該充分混合，否則就會(huì)造成材料的不均勻，從而使道橋工程存在不平衡的點(diǎn)，就容易導(dǎo)致道橋的坍塌及損壞，最終使道橋產(chǎn)生各種失效，造成各種損失。此外，混凝土攪拌機(jī)的還需科學(xué)合理地將混凝土中的細(xì)料和粗料混合，在入口處加裝振動(dòng)裝置，以確保鋼纖維材料的完全混合，以此來(lái)確保鋼纖維混凝土的質(zhì)量達(dá)到工程的要求。其次就是攪拌順序及攪拌時(shí)間的控制，為避免鋼纖維材料在攪拌過(guò)程之中凝結(jié)成塊，應(yīng)先將潮濕的材料放入攪拌機(jī)，再將干燥的材料放入，合理的確定投料順序和攪拌時(shí)間，可提升鋼纖維混凝土的成品質(zhì)量。同時(shí)在鋼纖維混凝土的攪拌的過(guò)程中，施工人員應(yīng)根據(jù)施工配合比嚴(yán)格掌控混凝土材料的用量，并多次對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌，保證鋼纖維混凝土完全混合。同時(shí)施工人員應(yīng)盡量使用振搗器使鋼纖維混凝土充分密實(shí)，消除混凝土的蜂窩麻面等現(xiàn)象，以提高其強(qiáng)度，保證混凝土構(gòu)件的質(zhì)量，以確保其可以承受道橋工程在施工及使用過(guò)程中的各種荷載。

6 結(jié)語(yǔ)

鋼纖維混凝土技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用，可提升工程質(zhì)量。而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制鋼纖維混凝土的施工配合比，科學(xué)、詳盡的認(rèn)識(shí)鋼纖維混凝土的技術(shù)特點(diǎn)，盡可能地展現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)，提升道橋工程質(zhì)量。鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用不僅可以?xún)?yōu)化傳統(tǒng)的施工工藝，提高道橋結(jié)構(gòu)的承載能力，還能增大道橋工程企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。