試論路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

許清輝

（福建榮凱建設(shè)工程有限公司　福建　漳州　363000）

試論路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

許清輝

（福建榮凱建設(shè)工程有限公司福建漳州363000）

鋼纖維混凝土施工技術(shù)是路橋施工中經(jīng)常使用且重要的施工方式之一。可以在很大程度上提升路橋耐久性和防腐蝕性。鋼纖維混凝土具有價格低、性能好、施工簡便等一系列優(yōu)點，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。本文在介紹鋼纖維混凝土特性的基礎(chǔ)上分析了配合比的設(shè)計要求，并深入分析了路橋施工過程中鋼纖維混凝土的一些施工技術(shù)，可以提高路橋工程施工質(zhì)量和施工效率，降低施工成本。

路橋施工；鋼纖維混凝土；施工技術(shù)

引言

鋼纖維混凝土是一種優(yōu)質(zhì)新型水泥復(fù)合材抖，它可以依據(jù)實際的施工需要來決定材料的配合比，具有價格低、性能好、施工簡便等一系列優(yōu)點，在實際路橋施工中得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮的作用也是非常顯著的[1]。如今，傳統(tǒng)混凝土正在慢慢被鋼纖維混凝土所取代，這種混凝土主要由短鋼纖維和傳統(tǒng)混凝土所組成，也就是說傳統(tǒng)混凝土中分布著不規(guī)則短鋼纖維，這樣就形成了一種新型復(fù)合材料。鋼纖維在混凝土結(jié)構(gòu)中分布不規(guī)律，這一特點可以防止混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的微裂縫的擴(kuò)展，進(jìn)而防止了宏觀裂縫的形成[2]。在傳統(tǒng)混凝土中添加鋼纖維可以顯著提高其各方面力學(xué)性能，如抗沖擊、抗拉、抗彎等，并且鋼纖維混凝土的延性較好，在路橋施工中可以發(fā)揮極其重要的作用。

1　鋼纖維混凝土特性

1.1抗沖擊、抗彎、抗拉、抗壓性能強(qiáng)

鋼纖維混凝土主要由短鋼纖維和傳統(tǒng)混凝土所組成，鋼纖維在混凝土結(jié)構(gòu)中分布不規(guī)律，而這樣的不規(guī)則分布有助于提升鋼纖維混凝土的抗沖擊、抗彎、抗拉、抗壓性能。對路橋施工過程中鋼纖維混凝土的實際應(yīng)用進(jìn)行了實驗研究，研究結(jié)果表明：將適量的鋼纖維加入到混凝土中，其抗彎強(qiáng)度提升了50～150％，單軸抗拉的極限強(qiáng)度提升了40～50％；如果混凝土中鋼纖維的含量為0.8～2.0％，則其抗沖擊性能與普通混凝土相比是其50～100倍極限強(qiáng)度[3]。由于鋼纖維混凝土中鋼纖維的使用量非常小，含量只有0.8～2.0％，所以鋼纖維本身無法在很大程度上提升混凝土抗壓強(qiáng)度，但是將適量鋼纖維添加到混凝土中之后，鋼纖維混凝土整體抗壓破壞形式發(fā)生了顯著改變，受到破壞后雖然也會碎，但是不會散掉，所以鋼纖維混凝土整體抗壓性能顯著加強(qiáng)。

1.2抗剪、抗裂性能強(qiáng)

傳統(tǒng)混凝土的極限荷載和開裂荷載差別不大，但是對于鋼纖維混凝土，即便它發(fā)生了開裂，它的載荷還能繼續(xù)增加。在一定的范圍內(nèi)，鋼纖維混凝土的韌性、極限荷載、開裂荷載均隨其體積的增大而增大。對鋼纖維混凝土進(jìn)行直接剪切試驗以檢驗其剪切性能，實驗研究結(jié)果表明，當(dāng)鋼纖維混凝土的基體發(fā)生了錯動移位以后，承載能力仍然較好，承載強(qiáng)度達(dá)到了400～800MPa。

1.3耐磨、抗凍性能強(qiáng)

鋼纖維的伸縮能力較強(qiáng)，它可以根據(jù)溫度的高低而發(fā)生伸縮。所以，鋼纖維混凝土與傳統(tǒng)混凝土相比，它能夠較好的防止由于溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)力引起的路橋或者橋面裂縫和擴(kuò)張現(xiàn)象，這說明鋼纖維混凝土的耐磨、抗凍性能強(qiáng)。

1.4改善混凝土變形性能

將適量鋼纖維加入到混凝土中，可以顯著提升混凝土長期收縮的變形性能，此外還能在程度上提升混凝土抗拉彈性模量。還可以使得混凝土收縮率降低10～30％。

2　鋼纖維混凝土的材料組成及配合比設(shè)計

鋼纖維混凝土的材料主要由鋼纖維、碎石、水泥、砂、水、外加劑等。路面鋼纖維混凝土的要求是既要有較高的強(qiáng)度，還要有較高的抗?jié)B性和耐磨性。因此，水泥的種類通常選用普通硅酸鹽水泥，但是混凝土中的水泥用量要超過400kg/m3。對碎石的標(biāo)準(zhǔn)級配范圍如表1所示。砂子宜選用河砂，確保其細(xì)度模數(shù)在1.3～3.2范圍內(nèi)。水采用飲用水或者無污染水。

在設(shè)計鋼纖維混凝土配合比過程中，可以借鑒傳統(tǒng)混凝土配合比的經(jīng)驗，通過不斷反復(fù)實驗之后確定合理的配合比。鋼纖維混凝土材料選擇準(zhǔn)則為：①基材強(qiáng)度和鋼纖維品的強(qiáng)度相匹配，并且抗拉強(qiáng)度極限不少于500MPa；②鋼纖維在混凝土中的含量為0.5～2.0％；③鋼纖維長度不應(yīng)該過長，對鋼纖維長徑比要加強(qiáng)控制，最合適的直徑為0.45～0.70mm；④適量的添加外摻劑或者減水劑，改善鋼纖維混凝土的可施工性的同時還可以減小水泥使用量及成本；⑤確保鋼纖維無雜質(zhì)、碎屑、銹漬及油污等。

表1　碎石標(biāo)準(zhǔn)級配范圍

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)

（1）攤鋪、整平

鋼纖維混凝土的攤鋪工藝為：①將鋼纖維均勻、連續(xù)的攤鋪在面板中；②將鋼纖維通過分散機(jī)均勻分散后，再加入攪拌機(jī)中；③對攪拌時間和攪拌投料順序進(jìn)行嚴(yán)格控制，投料攪拌過程中采區(qū)先干后濕額方式，以防止鋼纖維結(jié)團(tuán)；④攤鋪過程中摻和物額塌落度應(yīng)該保持一樣；⑤為了防止鋼纖維不均勻，對同一道路進(jìn)行攤鋪作業(yè)時，盡可能連續(xù)澆筑和攤鋪。等攤鋪工作全部完成之后，需要進(jìn)行初步壓實、整平工作。為了減小對密實度和壓實度的影響，應(yīng)采用平整機(jī)并根據(jù)坡度和路拱進(jìn)行連續(xù)壓路工作。

（2）振搗

將鋼纖維采取縱向條狀集束排列可以提高混凝土邊緣的密度。對鋼纖維混凝土采取機(jī)械振搗，可以顯著增加其密實度和強(qiáng)度，有效保證鋼纖維混凝土橋面路面的抗裂性和強(qiáng)度。在進(jìn)行機(jī)械振搗時，需要按照一定的頻率和順序進(jìn)行振搗，不要發(fā)生漏振、過振等現(xiàn)象，并且鋼纖維嚴(yán)禁出現(xiàn)溝槽、空洞等現(xiàn)象。

（3）整形

纖維分布不規(guī)則、粗骨料稀、含砂率大等都是鋼纖維混凝土的特點，為了防止鋼纖維外露，需要采用機(jī)械進(jìn)行抹平整形。此外，應(yīng)用壓紋機(jī)壓紋技術(shù)對其進(jìn)行處理，可以減少甚至避免拉毛與拆模后發(fā)生鋼纖維外漏、外露現(xiàn)象。

（4）施工注意事項

鋼纖維混凝土施工過程中需要注意的事項有：適當(dāng)增加水分或加快施工進(jìn)度，可以使鋼纖維混凝土的凝結(jié)、硬化過程延遲。澆筑或者攤鋪時，需要進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的計算之后才能添加如水、外加劑等摻和物。攤鋪和運(yùn)輸時間需要控制在合理的范圍之內(nèi)以避免對鋼纖維混凝土強(qiáng)度造成影響。在攤鋪時，需要實時監(jiān)測混凝土溫度。如果溫度太高，則需要采取一定的降溫措施。

3.2橋梁施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

（1）橋面鋪裝

將鋼纖維混凝土鋪設(shè)在橋面上，可以增強(qiáng)橋面舒適性、抗裂性以及耐久性，強(qiáng)化橋梁抗折強(qiáng)度和剛度，降低鋪裝厚度，使得結(jié)構(gòu)輕量化，橋梁受力狀況得到很好的改善。此外，還可以顯著提升橋面抗沖擊力，強(qiáng)化伸縮縫和混凝土結(jié)構(gòu)間的連接強(qiáng)度，避免橋面發(fā)生裂縫、剝落、坑槽等情況，可以延遲橋梁損壞速度。

（2）橋墩結(jié)構(gòu)局部加固

橋梁在長期動載作用條件下，橋面板、橋墩等會發(fā)生表層剝落或者出現(xiàn)裂縫等問題，為了符合整體性和橋梁結(jié)構(gòu)抗震性要求，可以利用轉(zhuǎn)子型噴射機(jī)相發(fā)生裂縫或者表層剝落的位置噴射5～20cm厚的鋼纖維混凝土。橋墩結(jié)構(gòu)局部加固方法為：剪切鋼纖維的摻量為10％，在舊混凝土表面進(jìn)行舊混凝土表面或者噴砂，以提升新舊混凝土整體牢固性和密實性，適當(dāng)時候選用型速凝劑或硫鋁酸鹽快硬水泥以強(qiáng)化其早期抗裂性能。

（3）橋梁上部承載部位

橋梁上部應(yīng)力集中的位置可以使用鋼纖維混凝土進(jìn)行加強(qiáng)，此舉可以很好的改善橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，在降低結(jié)構(gòu)自重的同時還可以控制結(jié)構(gòu)變形。在橋梁上部結(jié)構(gòu)使用鋼纖維混凝土，可以顯著提升其抗變形性能和結(jié)構(gòu)承載力，并且可以減少下部墩臺數(shù)量以及上部結(jié)構(gòu)材料用量，從而降低施工造價，提升經(jīng)濟(jì)效益。

4　結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市建設(shè)也在不斷發(fā)展，而道橋建設(shè)的速度也越來越快，隨著路橋建設(shè)施工技術(shù)的日新月異，對施工材料要求也越來越嚴(yán)苛。當(dāng)前，路橋施工中已經(jīng)廣泛應(yīng)用鋼纖維混凝土，它不僅能延長路橋使用壽命，還能提升路橋承載能力，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益都得到了顯著提高，在某種程度上符合人們對交通基礎(chǔ)設(shè)施的需求。

[1]高小軍.試論路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?013（12）：177.

[2]蘇嘉.試論路橋施工中鋼纖維混凝土施工的關(guān)鍵技術(shù)[J].黑龍江交通科技，2013（10）：88～89.

[3]王曉伏.淺析路橋施工中鋼纖維混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（3）：173.

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