聚丙烯纖維混凝土在橋梁施工中的應(yīng)用

劉麗敏、江瑋

（1.上饒市廣豐公路事業(yè)發(fā)展中心，江西 廣豐 334600；2.上饒市婺源公路事業(yè)發(fā)展中心，江西 婺源 333200）

0 引言

在橋梁工程項(xiàng)目施工階段大體積混凝土技術(shù)是常用方式，通過該技術(shù)的應(yīng)用能夠提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性以及穩(wěn)定性。因此，在橋梁工程施工階段，施工單位必須要按照工程的施工需求，做好聚丙烯纖維混凝土材料的合理利用，并且對技術(shù)的應(yīng)用過程進(jìn)行規(guī)范控制，從而將聚丙烯纖維混凝土的作用發(fā)揮出來，滿足橋梁工程項(xiàng)目的建設(shè)需求。

1 聚丙烯纖維混凝土施工要求

聚丙烯纖維混凝土在施工中需要選用分層連續(xù)澆筑工藝進(jìn)行施工，防止發(fā)生施工縫的問題。振搗環(huán)節(jié)，移動間隔距離為振動設(shè)備直徑的1.5 倍，且與模板保持有至少5～10cm 的間距；間隔30cm 振搗一次施工，且插入深度符合要求，一般需要進(jìn)入聚丙烯纖維混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部15cm 左右即可；振搗工作全部結(jié)束，需要在緩慢振動的條件下提升振動棒，還要防止給模板、預(yù)埋件等發(fā)生損壞，也不能存在平振的情況，禁止硬插入聚丙烯纖維混凝土結(jié)構(gòu)井內(nèi)，確保振搗達(dá)到密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，最終以沒有氣泡、不泛漿、表面平整等為合格標(biāo)準(zhǔn)。在聚丙烯纖維混凝土初凝完成收光、抹面后，不會在表面出現(xiàn)龜裂的問題。在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa 之后，經(jīng)過檢測與分析就可以進(jìn)行拆模施工，且不能使結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞，同時(shí)模板也要達(dá)到完整性要求。拆模工作結(jié)束后，要做好外觀質(zhì)量檢測，并且立即進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)施工，防止陽光暴曬，做好表面覆蓋保護(hù)處理，組織專人進(jìn)行管理，養(yǎng)護(hù)時(shí)間超過7d[1]。

2 聚丙烯纖維混凝土的防水機(jī)理

聚丙烯纖維混凝土的防水特點(diǎn)是混凝土的剛性本體防水，保證其結(jié)構(gòu)的抗?jié)B以及抗裂方面達(dá)到防水的要求。聚丙烯纖維抗裂防水的機(jī)理就是可以實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的固結(jié)、收縮等要求，并和混凝土結(jié)構(gòu)組合形成整體。從微觀的角度出發(fā)分析，任何混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部都會存在一些細(xì)微的裂縫，這些裂縫是因?yàn)槭?、砂、水泥膠體和水泥顆粒之間有細(xì)微裂縫，肉眼是無法看到的。混凝土硬化達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度時(shí)，初期因?yàn)樗退嘟?jīng)過化學(xué)反應(yīng)后成為晶體結(jié)構(gòu)，這種物質(zhì)的體積要小于原材料，所以會導(dǎo)致混凝土發(fā)生收縮的問題；在進(jìn)入后期階段，混凝土結(jié)構(gòu)會因?yàn)槭鴮?dǎo)致表面干縮。由于存在應(yīng)力的作用，如果超出結(jié)構(gòu)的承載性能，會造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫問題。這些裂縫主要是在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的骨料和水泥膠體局部接觸面上，經(jīng)過凝結(jié)以及硬化過程的反應(yīng)，微裂縫就此形成。在這種情況下，宏觀上會認(rèn)為混凝土處于固結(jié)收縮的過程中，通常收縮的率達(dá)到8×10-4左右。在微裂縫的發(fā)展環(huán)節(jié)，從無到有、從小到大逐步向外發(fā)展。如果沒有選擇合適的抗裂整改措施，會導(dǎo)致原有的裂縫受到內(nèi)外應(yīng)力的持續(xù)作用逐步演變?yōu)楦蟮牧芽p，從而形成了貫通的毛細(xì)孔道與裂縫結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致防水性能下降明顯，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，給工程結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至誘發(fā)嚴(yán)重的安全事故，危害人們的生命健康。

3 聚丙烯纖維混凝土施工技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)材料中加入聚丙烯纖維材料，避免裂縫出現(xiàn)明顯的傷害。要使該材料發(fā)揮出應(yīng)有的作用，防止發(fā)生早期裂縫的問題，在應(yīng)用時(shí)必須嚴(yán)格落實(shí)施工工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，這對于提高運(yùn)行效果具有重要價(jià)值。

3.1 施工工藝流程

聚丙烯纖維混凝土材料按照施工工藝流程進(jìn)行，清理鑿毛、立模、綁扎鋼筋網(wǎng)、拌和混凝土。只有按照工藝流程進(jìn)行施工，才能保證施工順利進(jìn)行，提高施工效果和質(zhì)量。

3.2 清除鑿毛

在橋梁工程混凝土結(jié)構(gòu)施工前，施工人員需要做好表面的清理工作，確保沒有任何雜物、碎石等，尤其是關(guān)鍵位置，比如梁體頂面、鉸縫的位置，做好清理工作尤為重要。鑿毛清理工作全部結(jié)束后，確保鋪裝層與梁體結(jié)構(gòu)黏結(jié)性能符合要求，達(dá)到工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 立模

立模是重要的環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的質(zhì)量會對工程總體質(zhì)量產(chǎn)生影響。在立模施工階段，應(yīng)執(zhí)行施工工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.1 模板拼裝。該施工區(qū)域的晝夜溫度過大，溫度常年處于20～30℃，工程施工前，結(jié)合工程項(xiàng)目要求選擇槽鋼作為側(cè)模的施工工藝。模板拼裝環(huán)節(jié)，其長度要按照施工工藝方案進(jìn)行，確保不超過6m。同時(shí)，側(cè)模結(jié)構(gòu)的連接部位設(shè)置有0.5cm 的縫隙，然后使用8mm 直徑的鋼筋焊接連接。此外，模板底部的結(jié)構(gòu)鋪設(shè)施工中，應(yīng)達(dá)到緊密性、穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.2 模板標(biāo)高檢測。后張法預(yù)應(yīng)力開展箱梁結(jié)構(gòu)施工，外部環(huán)境溫度影響是比較大的，在特定時(shí)間范圍內(nèi)，梁體標(biāo)高尺寸也會發(fā)生很大的變化，為了能夠達(dá)到標(biāo)高要求，需要在梁體結(jié)構(gòu)上標(biāo)注高拱度標(biāo)高尺寸，以確保鋪裝施工的質(zhì)量合格[2]。

3.4 綁扎鋼筋網(wǎng)

模板安裝工作結(jié)束后，就可以進(jìn)行鋼筋綁扎施工，在該環(huán)節(jié)鋼筋保護(hù)層結(jié)構(gòu)的厚度是極為重要的技術(shù)參數(shù)，如果保護(hù)層比較大，會造成抗裂效果提升明顯；如果保護(hù)層厚度較小，容易產(chǎn)生嚴(yán)重的裂縫問題。因此，在鋼筋下部需要間隔30～40cm 的距離就要布置一個(gè)支點(diǎn)。同時(shí)在鋼筋綁扎的階段中，為了能夠提高整體的穩(wěn)定性，需要在了解橋梁施工需求的基礎(chǔ)上，對隱蔽位置進(jìn)行加固處理，以保證混凝土澆筑時(shí)不會產(chǎn)生不良影響。

3.5 聚丙烯纖維混凝土施工過程

3.5.1 混凝土的拌和

此次工程項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)，采取強(qiáng)制式攪拌機(jī)設(shè)備進(jìn)行聚丙烯纖維混凝土拌和施工，并且使用自動供料機(jī)給材料內(nèi)投入原材料，加入的比例應(yīng)符合要求，配合比參數(shù)達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在材料加入時(shí)，需要按照砂石、纖維、水泥、水、外加劑的順序來進(jìn)行，不能隨意改變加入順序。聚丙烯纖維材料加入時(shí)，應(yīng)確保其均勻?yàn)⒉嫉阶詣庸┝蠙C(jī)的料筒內(nèi)，并且直接傳輸?shù)綌嚢柰矁?nèi)。在攪拌作業(yè)階段，應(yīng)做好時(shí)間控制，以2～3min為宜。此外，要想使得攤鋪施工有序組織開展，加強(qiáng)塌落度的控制極為重要，在5～7cm 之間即可?；炷两?jīng)過攪拌處理，達(dá)到均勻性的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過檢驗(yàn)合格再運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場。運(yùn)輸時(shí)，在車輛表面覆蓋一層篷布或者塑料薄膜，防止水分蒸發(fā)而影響結(jié)構(gòu)的性能[3]。

3.5.2 混凝土的澆筑

混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，就能夠進(jìn)行澆筑作業(yè)施工。澆筑時(shí)，確保其澆筑的高度應(yīng)該超出模板高度的2～4cm 左右。澆筑工作全部完成后，就要進(jìn)行振搗施工，振搗階段保證密實(shí)度、均勻性達(dá)標(biāo)，不會有任何漏振、過振的問題。應(yīng)用插入式振搗器方式振搗施工，然后應(yīng)用振搗器實(shí)施平整處理，振搗階段由專人進(jìn)行現(xiàn)場檢查，確保振搗工作符合要求，質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過振搗處理全部完成后，需要落實(shí)表面抹平施工，不會有結(jié)構(gòu)性能缺陷和問題?；炷聊媸┕?，做好質(zhì)量管控，按照施工工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，保證鋪裝層結(jié)構(gòu)的平整度合格，達(dá)到設(shè)計(jì)方案的要求。抹面作業(yè)施工結(jié)束后，按照要求收漿施工，做好聚丙烯纖維混凝土收漿質(zhì)量控制，通過設(shè)備進(jìn)行施工，且需要將多余的漿液收集起來，在收集10～20min 之后，再進(jìn)行表面的抹平處理，可以防止發(fā)生裂縫的問題。如果這一階段的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，則會給工程的質(zhì)量造成影響。另外，結(jié)合項(xiàng)目需要，考慮到環(huán)境、風(fēng)力等要素，達(dá)到收漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[4]。

3.6 檢測

檢測工作極為重要，主要是進(jìn)行平整度檢測，以確定聚丙烯纖維混凝土橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的質(zhì)量合格，不會有任何的質(zhì)量問題。在此次橋梁項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)，平整度的檢測是通過長度為6m 的鋁合金尺桿進(jìn)行檢測的，將檢測后的數(shù)據(jù)上報(bào)該施工人員，做出方案的調(diào)節(jié)和控制，為工程質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)。

3.7 刻紋

混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度超過設(shè)計(jì)方案要求的80%之后，使用刻紋機(jī)進(jìn)行刻紋作業(yè)，該環(huán)節(jié)是應(yīng)用機(jī)械設(shè)備在混凝土表面進(jìn)行刻紋，需要做好表面灰塵的清洗處理，達(dá)到整潔度的標(biāo)準(zhǔn)要求，確保結(jié)構(gòu)的性能完全符合要求。

4 聚丙烯纖維混凝土質(zhì)量控制

由于入模溫度對于溫度的影響是比較大的，所以做好入模溫度的控制尤為重要，該溫度是否能夠符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范性的要求，對于混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫的問題控制極為關(guān)鍵?；炷寥肽囟缺容^低的情況下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度也會較低，所以從初凝到終凝的發(fā)展階段會形成裂縫的問題，通常來說自攪拌制作混合料開始，要盡量降低溫度和入模溫度。

澆筑工作全部結(jié)束后，選擇合適測溫方式，做好混凝土裂縫的控制，為了保證相應(yīng)豎向剖面測溫點(diǎn)的溫度變化對比分析，選擇有代表性的兩個(gè)利用中間位置設(shè)置豎向剖面布置測溫點(diǎn)，以了解溫度參數(shù)。豎向測溫剖面的周邊和內(nèi)部結(jié)構(gòu)要布置測溫點(diǎn)，并且保證和周邊表面內(nèi)60mm 的位置上；為了確保相鄰兩處的位置上測溫點(diǎn)溫度可以進(jìn)行有效對比分析，豎向剖面結(jié)構(gòu)上周邊和內(nèi)部測溫點(diǎn)上下、左右必須是對齊的。要想真正了解相鄰兩個(gè)位置的溫度差，測點(diǎn)間距設(shè)定為1.8m。該工程項(xiàng)目中，溫度和混凝土表面以內(nèi)200mm 位置上溫度差對于覆蓋養(yǎng)護(hù)有直接影響，需加強(qiáng)測溫點(diǎn)控制，確保不會損壞結(jié)構(gòu)性能。

一般情況下，混凝土澆筑的2～4d 溫度達(dá)到最高限度，混凝土測溫頻率為每3h 一次。在第7 天開始到測溫完成的階段，每6h 進(jìn)行1 次。按照規(guī)范性要求，混凝土施工與養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，最大溫度控制在50℃以內(nèi)，降溫速度控制在2℃/d 以內(nèi)。如果測量溫度差在25℃以內(nèi)，就可以不進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工，但是要連續(xù)性測溫處理，防止短期內(nèi)天氣發(fā)生變化而造成內(nèi)部溫度應(yīng)力的存在，如果溫差在20℃以內(nèi)就可以停止測溫。每一次測溫工作完成之后，要提供測溫工作的結(jié)果，經(jīng)過全面深入分析之后，包含測溫點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)、代表點(diǎn)位溫度曲線變化報(bào)告、溫度變化趨勢等，并對最終的結(jié)論做出判斷。

混凝土在覆蓋塑料薄膜開始養(yǎng)護(hù)前，為了防止?jié)仓Y(jié)束后表面發(fā)生塑性裂縫的問題，終凝前應(yīng)該進(jìn)行抹面處理，在表面使用兩遍木抹子搓平處理，且要結(jié)合現(xiàn)場的具體情況，壓到表面不會動為止?；炷涟韬土隙烦跄龝r(shí)期開始，因?yàn)榇止橇弦约八嗌皾{發(fā)生下沉的問題，造成水分升高明顯，極易產(chǎn)生表面沁水的情況，導(dǎo)致表面含水量升高，從而造成浮漿出現(xiàn)，所以在該位置上水灰比要大于混凝土結(jié)構(gòu)底部，在經(jīng)過硬化結(jié)束后，面層混凝土強(qiáng)度性能要低于內(nèi)部結(jié)構(gòu)。為了確保結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)符合要求，在混凝土澆筑環(huán)節(jié)可以選擇應(yīng)用分層澆筑的作業(yè)方式，將表面沁水、浮漿全部清理干凈，否則將會導(dǎo)致黏結(jié)性能以及鋼筋和混凝土連接性能比較差，最終造成表面出現(xiàn)裂縫問題。因此，在該工程項(xiàng)目中，組織專人隨時(shí)將積水抽出，從而不會因?yàn)楸砻娓{出現(xiàn)裂縫問題。

經(jīng)過表面抹面處理結(jié)束后，工作人員應(yīng)該及時(shí)開展表面鋪設(shè)塑料薄膜的方式養(yǎng)護(hù)處理。要想不發(fā)生干縮問題，養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)必須保持水分提供比較充足，且在塑料薄膜鋪設(shè)之前進(jìn)行必要的噴霧處理，以達(dá)到保濕的效果?；炷帘仞B(yǎng)護(hù)施工環(huán)節(jié)，一般會檢查確定下一層塑料薄膜的水分情況，只要是存在缺水的情況，就需要及時(shí)進(jìn)行噴霧處理。

如果現(xiàn)場施工溫度和其他條件都無法滿足要求，那么為了避免聚丙烯纖維存在拉毛的問題，混凝土假縫鋸割通常應(yīng)該在混凝土滯后0.5～1.0h。通常在施工環(huán)節(jié)，要做好溫度、條件等分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以達(dá)到使用的要求。

5 聚丙烯纖維混凝土的發(fā)展方向及應(yīng)用前景

應(yīng)用性能混凝土是當(dāng)前社會發(fā)展的趨勢之一，該材料的強(qiáng)度性能高、適應(yīng)性好、耐久性好等。但是從聚丙烯纖維材料的特點(diǎn)進(jìn)行分析，其特性較為明顯，尤其是流動性、可攪拌性方面不足，極大影響施工的正常使用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，通過各種手段進(jìn)行處理，確保經(jīng)濟(jì)效益的條件下，提高聚丙烯纖維混凝土流動性效果，消除可攪拌性不足的問題，從而可以保證建筑物結(jié)構(gòu)的耐久性符合要求，延長使用壽命，同時(shí)還能夠給降低成本并提供必要的支持。此外，在建筑結(jié)構(gòu)組成日益復(fù)雜的情況下，建設(shè)高度不斷增加，對于建筑工程的防火性能要求也在不斷提高，而高性能混凝土內(nèi)加入聚丙烯纖維材料之后，在溫度達(dá)到165℃時(shí)，聚丙烯纖維容易揮發(fā)，其內(nèi)部會形成比較多的空隙，這對于排放高溫氣體有著重要的幫助。從這個(gè)方面出發(fā)，聚丙烯纖維混凝土材料應(yīng)用更加廣泛，安全性也更高。因?yàn)榫郾├w維混凝土抗?jié)B性良好，在渠道防滲、堤壩建設(shè)、港口以及碼頭施工等方面有著明顯的優(yōu)勢，抗凍性良好，完全滿足工程項(xiàng)目運(yùn)行的需要，對于社會發(fā)展具有積極作用。

6 結(jié)語

綜上所述，聚丙烯纖維混凝土施工技術(shù)是目前橋梁工程的重要技術(shù)之一，該材料的應(yīng)用可以大幅提升橋梁的性能，對于提高交通運(yùn)行效果有重要的作用?；诖?，本文展開研究，了解聚丙烯纖維混凝土施工技術(shù)和施工工藝以及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，未來還應(yīng)加強(qiáng)該技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，提高施工技術(shù)水平，滿足橋梁建設(shè)需要。