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在我國路橋工程建設中應用的混凝土一般屬于人工材料,就是通過用水、水泥和砸碎砂石等建筑原料按照一定的比例攪拌硬化形成的,在這一過程中,砂石有效發揮形成結構的作用,控制水泥的縮小、變形,形成實用性強的工程建筑材料。但是因為砂石是硬性材料,脆性較大,如果受到了一定的外界推力或拉力就會發生裂痕現象。因此,缺乏抗拉力是混凝土結構的路橋出現質量問題的重要原因。
通常投入使用的混凝土材料本身就具有良好的抗壓性這一優勢,抗壓強度在7.5—60Mpa這一合格標準之內。在路橋施工過程中如果加入了高效的減水性與摻合料就會大大提高混凝土的抗壓性,這時的混凝土抗壓強度能達到100Mpa以上,這是混凝土材料的一大優勢。但是混凝土材料缺乏良好的彈性就成了影響工程質量的一個重要因素了,混凝土材料缺乏良好的彈性,屈伸性能減弱,在承受荷載量大的物體或者是受力不均時會導致承受的部位因巨大的壓力出現裂縫。
在混凝土材料中同樣具有熱脹冷縮的特性,在外部條件或結構內部受到溫差變化時,混凝土的熱脹冷縮性質也會使混凝土發生變化,收縮變形是必然的。如果是采用一定的技術手段約束混凝土的變形,那么混凝土內部結構中就會出現一系列的變化,產生應力,當應力超過混凝土本身的抗拉強度時,混凝土就會出現裂縫。在路橋施工過程中,混凝土中含有的水分子會逐漸地蒸發,混凝土的濕度不斷下降,體積逐漸變小,混凝土也會發生變形。在混凝土水分流失的過程中,由于混凝土表面水分流失速度快,內部水分流失速度慢,這樣有差異性的水分流失速度也會造成混凝土結構出現裂縫。
隨著技術的發展,再加上混凝土結構的路橋不斷發生安全事故問題,相關工作人員加大了對混凝土的研究,但發現混凝土的耐久性沒有想象中的強。經研究表明混凝土的抗滲透能力較強,能夠長時間的抵抗水的入侵,但是抗凍能力不是很強,在0℃以下,混凝土的膨脹力加大,這會降低混凝土的強度,出現裂縫問題。另外混凝土在酸、堿、鹽等環境下的抗侵蝕性也比較弱,再加上環境的惡化與保護厚度不足,會降低混凝土的堿度,降低了混凝土的耐久性。
2.1.1 鋼纖維混凝土在道路施工中的應用
鋼纖維混凝土是一種新型混凝土,具有耐磨性好、容易控制路面鋪設厚度和延長道路壽命等優點,被應用推廣到道路工程中。這種新型混凝土與傳統的混凝土相比,厚度大約被削減40%—50%,其中鋼纖維有0.8—1.2%。復合式路面要鋪設為兩或三層,三層路面要把靠外邊的兩層使用鋼纖維混凝土,兩層中間的部分可以使用普通的混凝土,這種操作方法雖然比較復雜,但是科學性高,也更安全。在施工中,三層復式路面要求有更高的機械化水平,所以這種技術要使用在發達地區。在實際的施工中,針對氣溫比較低的凍土地區要提高混凝土施工技術,可以使用鋼絲網混凝土復合試樣,提高路面的韌性以及牢固度,而且還可以有效控制熱量被吸入,提高凍土的熱平衡,增強抗凍性。
2.1.2 鋼纖維混凝土在橋梁施工中的應用
由于鋼纖維混凝土的優勢,使得鋼纖維混凝土充分的被應用并推廣到橋梁施工中,有效的提高了橋身的剛度和抗折性,充分的減輕了結構的重量,對橋面的厚度進行了有效控制。在工程中,可以將這種新型材料應用到橋體主梁和應力集中的地區,來改變結構受力位置,減少橋體變形的現象,會優化橋體結構,使橋體更輕盈、更寬闊、更美觀。另外這種新型混凝土的應用也降低了工程成本,增加了效益,能夠充分發揮橋體的功能。
2.1.3 新型混凝土被應用到補砌隧道和邊坡防固工作中
這種新型的混凝土技術能夠全面完善橋體的結構,在地面不平整和地質發育不完全的地區應用這一技術可以有效的改善滲漏問題,在具體施工技術上可以利用一般混凝土做橋體的支撐部分,用鋼纖維混凝土做橋身,這樣既可以節約成本也可以是工程達到理想的效果。
2.1.4 新型混凝土施工技術的提高
混凝土施工技術直接決定了工程的質量,工程的質量和技術水平直接影響了鋼纖維混凝土的優勢發揮,為了保證這種新型混凝土能夠為我國的路橋建設作出更大的貢獻,就要提高混凝土技術,保證施工質量,解決在施工過程中出現的問題,保證在路橋建設中混凝土鋼纖維含量保持平均。要想鋼纖維含量保持均勻,就要分層次、分批量的將鋼纖維摻入攪拌機中,嚴禁一次性將材料全部導入攪拌機中;同時還要按照攪拌機械的工作效率有計劃的攪拌,將鋼纖維進行科學的處理,合理的進行攪拌,那些顆粒大、質量高的鋼纖材料要特別注意,需要在料斗口處安置震動設施,將不符合標準的材料過濾除去。在具體的施工中還要正確掌握混凝土攪拌的順序和時間,合理安排投放材料的順序,先放置干燥材料,再放置濕材料,一般操作程序是從砂到鋼纖維,再到碎石,最后到水泥,先單獨攪拌這些混合材料,隨后再將水和其他添加劑放入攪拌。
在對混凝土裂縫進行處理時可以采用表面處理法,在裂縫表層涂上樹脂保護膜,對于一些裂縫較大的位置可以使用填補法,用修補材料填充混凝土裂縫,工作成本較低。如果是混凝土工程因超荷載原因發生斷裂就可以采用結構補強法等處理裂縫問題,如果裂縫長時間不處理就會影響混凝土的耐久性,影響工程質量。
在路橋施工中,應用混凝土技術要注意科學的控制混凝土的溫度,在攪拌混凝土時要先用水冷卻碎石,降低澆筑溫度,在夏天還要注意澆筑層面散熱,還可以在混凝土中埋設水管,對結構內部降溫,要想保證路橋質量,就一定要控制好混凝土的溫度。
在我國現代交通中,路橋占有重要地位,為了要加強對路橋施工建設質量的控制,充分發揮路橋在交通中的作用,就要積極采用新型的混凝土技術,掌握并提高新型混凝土在路橋施工中的應用技術,深入研究混凝土技術在路橋建設中存在的問題,減少裂縫問題的發生,提高路橋工程質量,延長路橋工程使用壽命,加快現代橋梁建設步伐,促進我國經濟的發展。
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