淺析路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)

【摘要】在路橋施工中，鋼纖維混凝土施工技術(shù)是重要的施工方式之一，可以有效提高路橋防腐蝕性與耐久性。鋼纖維混凝土是一種新型的優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料，具有施工簡便、性能好、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于路橋工程施工中。本文主要分析了鋼纖維混凝土的主要特性與配合比設(shè)計(jì)，探討了路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)，以提高路橋工程施工效率和施工質(zhì)量，有效降低施工成本。

【關(guān)鍵詞】路橋施工；鋼纖維混凝土；特性；施工技術(shù)

前言

鋼纖維混凝土是一種新型優(yōu)質(zhì)的水泥復(fù)合材抖，可以根據(jù)實(shí)際施工需求設(shè)計(jì)材料配合比，具有施工簡便、性能好、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于實(shí)際路橋施工過程中，并發(fā)揮著重要作用[1]。目前，鋼纖維混凝土已逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)混凝土，該類混凝土主要由傳統(tǒng)混凝土、短鋼纖維等構(gòu)成，即將分布不規(guī)則短鋼纖維加入傳統(tǒng)混凝土中，從而形成新型復(fù)合材料。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的微裂縫，分布不規(guī)律的鋼纖維不僅可以防止其擴(kuò)展，還能避免形成宏觀裂縫，鋼纖維的采用可以明顯提高混凝土各方面性能，如抗彎、抗拉、抗沖擊等，而且延性良好，可在路橋施工中發(fā)揮重要作用。

1.鋼纖維混凝土的主要特性

1.1抗壓、抗拉、抗彎、抗沖擊性能強(qiáng)

鋼纖維混凝土主要由鋼纖維和傳統(tǒng)混凝土構(gòu)成，在混凝土中，鋼纖維不規(guī)則分布，這樣的分布有利于加強(qiáng)鋼纖維混凝土抗壓、抗拉、抗彎、抗沖擊性能[2]。實(shí)驗(yàn)研究鋼纖維混凝土在路橋施工中的應(yīng)用，結(jié)果表明：在混凝土中適當(dāng)加入鋼纖維，可以有效提高50%～150%抗彎與40%～50%單軸抗拉的極限強(qiáng)度，若鋼纖維在混凝土中的含量為0.8%～2.O%，抗沖擊可達(dá)普通混凝土的50～100倍極限強(qiáng)度。在鋼纖維混凝土中，鋼纖維消耗量很小，比例約為0.8%～2.0%，鋼纖維本身并不能有效提高混凝土抗壓強(qiáng)度，但在混凝土中適當(dāng)加入鋼纖維后，混凝土整體抗壓破壞形式出現(xiàn)明顯變化，雖然受到破壞后會(huì)碎，但不會(huì)散，因此混凝土結(jié)構(gòu)抗壓性能顯著加強(qiáng)。

1.2抗裂、抗剪性能強(qiáng)

傳統(tǒng)混凝土開裂荷載與極限荷載無明顯差異，但鋼纖維混凝土即使出現(xiàn)開裂荷載，其荷載還是能夠保持增大趨勢(shì)。在一定程度上來說，如果鋼纖維混凝土體積增大，那么其開裂荷載、極限荷載與韌性均能增大。對(duì)鋼纖維混凝土的剪切性能進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表明：鋼纖維混凝土基體錯(cuò)動(dòng)移位后，仍然具有良好的承載能力，承載強(qiáng)度為400～800mpa。

1.3抗凍、耐磨性能強(qiáng)

鋼纖維具有較強(qiáng)的伸縮能力，可以隨著溫度的變化伸縮，因此，對(duì)比傳統(tǒng)混凝土，鋼纖維混凝土能夠很好的抑制由于溫度應(yīng)力導(dǎo)致的路橋橋面裂縫和擴(kuò)張情況，這表明鋼纖維混凝土抗凍、耐磨性能強(qiáng)。

1.4改善混凝土變形性能

在混凝土中適當(dāng)加入鋼纖維，可以有效改善混凝土長期收縮變形性能，且能顯著提高混凝土抗拉彈性模量，此外，還能使混凝土收縮率降低10%～30%。

2.鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)

鋼纖維混凝土施工配料主要有水泥、卵石、砂、鋼纖維、外加劑、摻合料等，水泥選用型號(hào)規(guī)格為P.O.42.5的普通硅酸鹽水泥；卵石型號(hào)規(guī)格為5～25mm，含泥量低于1%；砂型號(hào)規(guī)格為中砂，含泥量低于3%；鋼纖維型號(hào)規(guī)格為長度60mm、直徑0.9mm，最低抗壓強(qiáng)度為1000N/m2型號(hào)規(guī)格為泵送劑；摻合料型號(hào)規(guī)格為I級(jí)粉煤灰。設(shè)計(jì)鋼纖維混凝土配合比時(shí)，可以傳統(tǒng)混凝土配合比為依據(jù)，經(jīng)過不斷試驗(yàn)后確定配合比設(shè)計(jì)。鋼纖維混凝土的配料選用標(biāo)準(zhǔn)為：（1）鋼纖維品種與基材強(qiáng)度相適應(yīng)，且抗拉極限強(qiáng)度不低于500MPa。（2）鋼纖維混凝土中鋼纖維最佳含量為0.5%～2.O%。（3）加強(qiáng)控制鋼纖維長徑比，鋼纖維長度不宜過長，最佳直徑為0.45mm～0.70mm，以保證鋼纖維混凝土力學(xué)性能盡可能符合施工和易性要求。（4）適當(dāng)采用減水劑或外摻劑，使混凝土施工和易性得到改善，同時(shí)降低水泥用量及成本。（5）必須確保鋼纖維無油污、銹漬、碎屑與雜質(zhì)等。（6）采用攪拌機(jī)拌和鋼纖維混凝土?xí)r，其砂率應(yīng)比相同標(biāo)號(hào)同類傳統(tǒng)混凝土高，而且控制鋼纖維長徑比為50～80。（7）采用10mm～20mm粒徑的主骨料，確保鋼纖維與基體結(jié)合的牢固度。

3.路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

3.1道路施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

3.1.1攤鋪、整平

鋼纖維混凝土攤鋪攤鋪工序?yàn)椋海?）將鋼纖維連續(xù)、均勻在面板中攤鋪。（2）通過分散機(jī)均勻分散鋼纖維后，再加入攪拌機(jī)中。（3）嚴(yán)格控制攪拌投料順序與攪拌時(shí)間，投料攪拌時(shí)采用先干后濕方式，可有效避免鋼纖維結(jié)團(tuán)。（4）攤鋪時(shí)摻和物塌落度應(yīng)保持一致。（5）為免鋼纖維不均勻，攤鋪同一道路作業(yè)時(shí)，應(yīng)盡可能持續(xù)攤鋪與澆筑。攤鋪工作完成后，必須進(jìn)行整平、初步壓實(shí)工作。為免影響壓實(shí)度與密實(shí)度，應(yīng)根據(jù)路拱和坡度采用整平機(jī)持續(xù)進(jìn)行壓路工作。

3.1.2振搗

縱向條狀集束排列鋼纖維，可以加強(qiáng)混凝土邊緣的密度。采用機(jī)械振搗鋼纖維混凝土，可以增加其強(qiáng)度與密實(shí)度，有效保障鋼纖維混凝土路面的強(qiáng)度與抗裂性。在機(jī)械振搗過程中，應(yīng)按照一定順序和頻率進(jìn)行振搗，不能出現(xiàn)過振、漏振等問題，而且鋼纖維嚴(yán)禁出現(xiàn)空洞、溝槽等現(xiàn)象。

3.1.3整形

鋼纖維混凝土的特點(diǎn)主要有纖維分布不規(guī)則、含砂率大、粗骨料稀等，為免鋼纖維外露，應(yīng)采用機(jī)械進(jìn)行抹平整形[3]。與此同時(shí)，采用壓紋機(jī)壓紋技術(shù)，可以避免或減少拉毛與拆模后出現(xiàn)的鋼纖維外漏、外露現(xiàn)象。

3.1.4施工注意事項(xiàng)

鋼纖維混凝土施工注意事項(xiàng)主要有：（1）加快施工進(jìn)度或適當(dāng)增加水分，可使鋼纖維混凝土延遲凝結(jié)、硬化。（2）攤鋪或澆筑過程中，必須經(jīng)過科學(xué)計(jì)算，才能增加摻和物，如水、外加劑等。（3）為免影響鋼纖維混凝土強(qiáng)度，運(yùn)輸和攤鋪時(shí)間必須在規(guī)范要求范圍內(nèi)。（4）攤鋪過程中，對(duì)混凝土溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，若溫度過高，應(yīng)及時(shí)采取有效的降溫措施。

3.2橋梁施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

3.2.1橋面鋪裝

在橋面鋪裝鋼纖維混凝土，可提高橋面耐久性、抗裂性與舒適性，增強(qiáng)橋梁剛度與抗折強(qiáng)度，并減少鋪裝厚度，使結(jié)構(gòu)自重降低，很好的改善橋梁受力狀況。此外，還能有效提高橋面抗沖擊力，加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)和伸縮縫間的連接強(qiáng)度，減少橋面出現(xiàn)坑槽、剝落、裂縫等情況，有效延遲橋梁損壞速度。

3.2.2橋墩結(jié)構(gòu)局部加固

在長期動(dòng)載作用下，若橋墩、橋面板出現(xiàn)裂縫、表層剝落等問題，為滿足橋梁結(jié)構(gòu)抗震性與整體性要求，可采用轉(zhuǎn)子型噴射機(jī)向出現(xiàn)問題的部位噴射5cm～20cm鋼纖維混凝土。橋墩結(jié)構(gòu)局部加固方式為：（1）采用10%摻量的剪切鋼纖維；（2）噴砂或鑿毛舊混凝土表面，加強(qiáng)新舊混凝土整體密實(shí)性、牢固性；（3）為提高早期抗裂性能，適當(dāng)采用硫鋁酸鹽快硬水泥、TS型速凝劑。

3.2.3橋梁上部承載部位

采用鋼纖維混凝土加強(qiáng)橋梁上部應(yīng)力集中的部位，可有效改善橋梁結(jié)構(gòu)受力性能，控制結(jié)構(gòu)變形的同時(shí)降低結(jié)構(gòu)自重，使橋梁結(jié)構(gòu)逐漸呈現(xiàn)輕型化、大跨度發(fā)展趨勢(shì)[4]。在橋梁上部結(jié)構(gòu)采用鋼纖維混凝土，可以提高結(jié)構(gòu)承載力與抗變形性能，而且能減少上部結(jié)構(gòu)材料用量與下部墩臺(tái)數(shù)量，進(jìn)而有效降低施工造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4.小結(jié)

總之，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，交通路橋建設(shè)步伐也隨之日益加快，而隨著路橋建設(shè)施工技術(shù)的的不斷改進(jìn)，建設(shè)施工材料要求也越來越高。目前，鋼纖維混凝土廣泛應(yīng)用于路橋施工中，不僅能加強(qiáng)路橋承載能力，還能延長路橋使用壽命，有效提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。鋼纖維混凝土抗拉、抗裂、抗沖擊等性能，在路橋面鋪裝，可充分發(fā)揮其優(yōu)越性能，確保道路路面、橋梁結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)良好，在一定程度上滿足人們對(duì)交通設(shè)施的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]梁旭東.鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（14）：94-95.

[2]舒暢.路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用分析[J].科技資訊，2010（28）：101.

[3]溫昌鑫.分析鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用[J].廣東科技，2012，21（07）：99-100.

[4]陳天山.基于路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)的分析[J].建材與裝飾，2013（26）：250-251.