鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中的開展

摘 要：科技發(fā)展為現(xiàn)代建設(shè)工程提供了更新穎、性能也更強(qiáng)的材料，這其中就包括鋼纖維混凝土。作為一種新型復(fù)合材料，鋼纖維混凝土表現(xiàn)出更強(qiáng)的可操作性與更優(yōu)越的性能，在性價(jià)比上也具有一定的優(yōu)勢。當(dāng)這種材料被應(yīng)用到道路橋梁施工中之后，道路橋梁的耐磨性、抗剪性、抗凍性、抗疲勞性等各方面性能都會(huì)獲得大幅提升?；诖耍疚膶@鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：鋼纖維混凝土;技術(shù);道路橋梁;施工

中圖分類號(hào)：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 前言

鋼纖維混凝土技術(shù)是一種全新的復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)出的鋼纖維混凝土材料可大量用于建筑工程中。由于普通混凝土在長期受力過程中會(huì)出現(xiàn)裂縫，影響混凝土結(jié)構(gòu)的完整性，而鋼纖維混凝土的原理則是將鋼纖維添加進(jìn)混凝土中，經(jīng)過合理的技術(shù)處理后使鋼纖維在混凝土內(nèi)部呈現(xiàn)出亂向分布的特征，這樣一來鋼纖維就能代替混凝土承受較多受力，進(jìn)而限制混凝土基體裂縫的出現(xiàn)與發(fā)展，因此能夠顯著提升混凝土的韌性、強(qiáng)度及各方面性能，并最終體現(xiàn)在工程質(zhì)量及耐用性上。

1 道路橋梁施工要點(diǎn)

對道路橋梁施工要點(diǎn)的分析是明確鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵前提。結(jié)合道路橋梁的施工特征及鋼纖維混凝土的特性而言，其施工技術(shù)要點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面。

根據(jù)工程具體狀況選擇原材料。此處僅僅指出鋼纖維混凝土所需的原材料，即所選鋼纖維、混凝土的類型與強(qiáng)度等級應(yīng)與工程狀況相匹配，此外也包括其他輔助性施工原材料。而為了保證鋼纖維混凝土的均勻度與密度達(dá)到最理想的水準(zhǔn)，還需要按照工程具體狀況選擇攪拌機(jī)的類型，并合理調(diào)整攪拌機(jī)的使用率，盡量避免攪拌機(jī)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。在向攪拌機(jī)中投放原材料時(shí)需要明確材料投放順序及攪拌時(shí)間，一般采用分級投料的方法[1]。為避免鋼纖維在攪拌過程中出現(xiàn)固結(jié)的情況，在投入鋼纖維之前需要先對鋼纖維進(jìn)行整理并分散投入。攪拌方式上通常采用先干攪拌后濕攪拌的策略，即先將原材料投入并進(jìn)行1 min干攪拌后，再加入其它材料進(jìn)行濕攪拌。

運(yùn)輸。鋼纖維混凝土的運(yùn)輸會(huì)受到路況、設(shè)備及環(huán)境的影響，因此如果是直接針對攪拌后的成品進(jìn)行運(yùn)輸，應(yīng)盡可能避免在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)振動(dòng)，盡量選擇平坦、路況良好的道路，避免運(yùn)輸過程影響未成形鋼纖維混凝土的均勻性和坍落度，杜絕鋼纖維下沉的情況出現(xiàn)。同時(shí)也可采取盡量縮短施工現(xiàn)場與攪拌機(jī)距離的策略，以減少鋼纖維混凝土運(yùn)輸所消耗的時(shí)間，最大限度保證其性能[2]。最理想的做法是在施工現(xiàn)場進(jìn)行鋼纖維混凝土的攪拌工作，但需要安排專人做好管理工作，避免工程其他工序影響到攪拌作業(yè)的質(zhì)量。

澆筑、振搗與成型。鋼纖維混凝土的澆筑過程應(yīng)避免澆筑接頭出現(xiàn)，即保證鋼纖維混凝土澆筑的連續(xù)性，控制好澆筑的量與范圍，在這點(diǎn)上與常規(guī)混凝土澆筑需求相近。如果采用振搗棒作為振搗工具，則要保證材料內(nèi)部鋼纖維呈現(xiàn)出縱向條狀集束排列的排列方式，以提升混凝土整體的密實(shí)性，在攪拌過程中盡量避免將振搗棒插入鋼纖維混凝土中，盡可能選用平板振搗器振動(dòng)使之成型，保證材料內(nèi)部鋼纖維能夠均勻分布。對于完成振搗的混凝土則需要抹平其表面，以防鋼纖維露出表面產(chǎn)生銹蝕，因此需要將外露的鋼纖維壓入混凝土內(nèi)部，之后再進(jìn)行抹平處理。由于鋼纖維混凝土內(nèi)部纖維具有亂向分布的特征，且含砂率較高，因此多采用機(jī)械抹平、真空吸水的成型工藝，以避免鋼纖維外露。對于拆模后外露的鋼纖維則需要用壓紋機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理，提升鋼纖維混凝土整體施工質(zhì)量。

2 鋼纖維混凝土技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 提升物理性能

鋼纖維混凝土之所以擁有出眾的性能，很關(guān)鍵的一點(diǎn)在于其骨料上的變化，主要是在普通混凝土材料中摻入鋼纖維之后，能夠有效提升混凝土材料本身的凝聚力，同時(shí)以鋼纖維承受大部分受力，使得混凝土材料本身的抗壓強(qiáng)度獲得大幅提升，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)當(dāng)混凝土中摻雜進(jìn)1.0%～2.0%比例的鋼纖維之后，鋼纖維混凝土能夠承受的壓力會(huì)獲得大幅提升。由于鋼纖維本身具有遠(yuǎn)超混凝土的抗拉性能，而在混凝土中加入鋼纖維之后，混凝土基體的抗拉能力會(huì)得到顯著強(qiáng)化，能在一定程度上提升其極限抗拉能力，也會(huì)使鋼纖維混凝土在抗彎曲能力與收縮變形能力有更好表現(xiàn)，也使其擁有更強(qiáng)的彈性。因此鋼纖維混凝土的物理性能比普通混凝土更高，在長期承受外力影響及環(huán)境侵蝕的情況下也不容易產(chǎn)生裂縫，并為材料帶來了優(yōu)秀的抗疲勞性，使材料的抗拉能力與抗彎能力獲得全面提升[3]。

2.2 加強(qiáng)荷載能力

在混凝土與鋼纖維實(shí)現(xiàn)有效配合之后，鋼纖維混凝土材料的荷載能力獲得大幅提升，在原本單純由混凝土承受的外力荷載中，有一部分會(huì)轉(zhuǎn)移到鋼纖維上，但更重要的是鋼纖維會(huì)在材料出現(xiàn)裂縫時(shí)承受大部分的應(yīng)力，但這需要在嚴(yán)格控制鋼纖維與混凝土配比的前提下才能實(shí)現(xiàn)。鋼纖維混凝土的開裂荷載與極限荷載之間并不是一種對等的關(guān)系，通常混凝土在出現(xiàn)開裂之后，其極限荷載也會(huì)有所提升。最初混凝土本體出現(xiàn)的裂縫所造成的荷載會(huì)同步提升混凝土整體的韌性與極限荷載，即使是在基體出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)的情況下，鋼纖維混凝土依然具有比普通混凝土強(qiáng)大的荷載能力。

3 鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中的開展

3.1 在道路施工中的應(yīng)用

鋼纖維混凝土在道路施工中首先可以應(yīng)用在路面修復(fù)上，應(yīng)用鋼纖維混凝土能夠顯著提升路面破損位置的物理強(qiáng)度，進(jìn)而避免二次開裂或其他問題的產(chǎn)生。通常情況下鋼纖維混凝土路面修復(fù)施工會(huì)采取兩種應(yīng)用方式，最常見的是將鋼纖維混凝土材料直接覆蓋在路面破損處，由于這種方法并不會(huì)顯著提升路面的牢固程度，因此常用于路面中非關(guān)鍵位置破損的修補(bǔ)工作;另一種則是將鋼纖維混凝土材料與路面本身的施工材料進(jìn)行混合，將混合后得到的材料覆蓋在路面的破損處，這種做法相比前一種，能夠在一定程度上使路面性能得到強(qiáng)化。

復(fù)合式混凝土路面的建造施工也可以應(yīng)用鋼纖維混凝土材料，而且在應(yīng)用之后能使路面的關(guān)鍵位置性能得到大幅強(qiáng)化。對于復(fù)合式混凝土路面而言，應(yīng)用鋼纖維混凝土的策略通常分為兩種，其一是在道路上下兩層應(yīng)用鋼纖維混凝土材料，而中間層則應(yīng)用普通混凝土材料，這種應(yīng)用方法能夠全面提升道路性能，但相對而言成本會(huì)比單純利用混凝土更高，因此在關(guān)鍵道路上采用的較多[4];其二是僅在路面表層應(yīng)用鋼纖維混凝土材料，在這種情況下，路面表層敷設(shè)的鋼纖維混凝土材料僅占整個(gè)路面厚度的35%左右，路面基底層依然應(yīng)用普通的混凝土材料。相比前一種應(yīng)用方法，這種應(yīng)用方法在成本上更低，技術(shù)難度要求也更低，所以在常規(guī)道路建造中更常見。

3.2 在橋梁施工中的應(yīng)用

鋼纖維混凝土技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用也很常見，多被用于強(qiáng)化橋梁不同結(jié)構(gòu)的性能。以橋梁的橋墩和樁基為例，這兩處結(jié)構(gòu)在建造過程中可通過分析明確受力位置，之后在受力位置應(yīng)用鋼纖維混凝土材料，進(jìn)而提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、質(zhì)量及耐用性，即使是在遭遇惡劣災(zāi)害的情況下，鋼纖維混凝土也比普通混凝土更能耐受侵蝕。對于整座橋梁而言，橋墩是其關(guān)鍵受力部位，也更容易遭受侵蝕與損害，因此橋梁施工與運(yùn)行維護(hù)會(huì)需要定期對橋墩進(jìn)行修護(hù)加固，這時(shí)就可以用到鋼纖維混凝土材料，通常情況下鋼纖維混凝土材料的敷設(shè)厚度只要達(dá)到工程實(shí)際需求，就能有效提升橋墩整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

鋼纖維混凝土在橋面中的應(yīng)用也能增強(qiáng)后者抗折強(qiáng)度與抗裂能力。較為常見的應(yīng)用方法包括與普通混凝土材料混合使用，以及與普通混凝土材料分層使用兩種，兩種策略都能大幅提升橋面的耐用性，并延長橋面的使用年限。除此之外，鋼纖維混凝土還能應(yīng)用在橋梁邊坡防護(hù)中，對于一些周邊地理環(huán)境條件較惡劣的路段，可應(yīng)用鋼纖維混凝土對邊坡進(jìn)行加固及防護(hù)，避免巖體風(fēng)化墜落損傷橋梁。只要保證噴涂的鋼纖維混凝土厚度完全滿足工程設(shè)計(jì)的需求，就能有效提升邊坡的防護(hù)質(zhì)量，同時(shí)也能作用于橋梁整體穩(wěn)定性的提升。

4 總結(jié)

結(jié)合上述內(nèi)容來看，鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用能夠大幅推動(dòng)道路橋梁工程的發(fā)展。但相比普通混凝土而言，鋼纖維混凝土具有更高、更嚴(yán)格的施工技術(shù)要求，對施工工藝控制能力的需求也更高。這需要施工人員在深入分析工程狀況的前提下，結(jié)合施工要點(diǎn)嚴(yán)格規(guī)劃鋼纖維混凝土的生產(chǎn)施工策略，以切實(shí)實(shí)現(xiàn)道路橋梁工程整體質(zhì)量的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]張秀軍.淺談鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中應(yīng)用[J].環(huán)球市場，2017（6）：107.

[2]葉翼，丁婉秋.鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用新探[J].百科論壇電子雜志，2020（4）：891.

[3]韓景科.鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用新探[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（5）：188-190.

[4]史長存.鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用[J].智能城市，2019（20）：196-197.

作者簡介：蘇夕恩（1984—），女，江蘇鹽城人，本科，工程師，研究方向：交通工程（公路、水運(yùn)和建設(shè)工程試驗(yàn)檢測）。