淺談路橋工程鋼纖維混凝土技術(shù)

封彥強(qiáng) 田彥曉

摘 要： 鋼纖維混凝土技術(shù)作為路橋工程中一項(xiàng)新技術(shù)，具有較強(qiáng)的抗凍性、抗裂性、抗剪性和耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效提高結(jié)構(gòu)物的承載能力，是提高路橋工程建設(shè)質(zhì)量的重要手段。因此，本文主要對(duì)路橋工程鋼纖維混凝土的概況、材料準(zhǔn)備及施工工藝進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 路橋工程；鋼纖維混凝土；概況

路橋建設(shè)作為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，直接影響著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展。目前，鋼纖維混凝土技術(shù)是我國(guó)路橋工程建設(shè)的重要技術(shù)，不僅對(duì)整個(gè)公路工程的質(zhì)量具有直接的影響，而且對(duì)我國(guó)路橋事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的影響。因此，在路橋工程施工中，施工人員應(yīng)根據(jù)路橋工程的實(shí)際情況，采取科學(xué)合理的措施，大大提高鋼纖維混凝土技術(shù)水平，這樣才能夠提高路橋施工的質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展。

一、鋼纖維混凝土的概況

近年來，鋼纖維混凝土在國(guó)內(nèi)外得到了快速的發(fā)展，它簡(jiǎn)稱為SFRC，是將適量的鋼纖維摻入到普通的混凝土中，是一種新型的水泥復(fù)合材料。鋼纖維混凝土不僅有效地降低了混凝土內(nèi)部的裂縫，而且大大提高了混凝土的抗彎、抗拉、抗剪、抗疲勞、抗沖擊和耐久性等性能，在我國(guó)路橋工程中的應(yīng)用越來越廣泛。鋼纖維混凝土的特點(diǎn)如下：

1、抗彎、抗拉及抗壓能力較強(qiáng)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究表明：在混凝土中摻入適量的鋼纖維，可以將抗彎的極限強(qiáng)度提升到50%～150%，可以將單軸抗拉的極限強(qiáng)度提升到40%～50%。在混凝土中摻入適量的鋼纖維，可以對(duì)混凝土抗壓破壞的形式進(jìn)行有效地改變，這樣以來不會(huì)因混凝土的損壞破碎導(dǎo)致散落現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而有效地提升了混凝土的抗壓能力。

2、抗沖擊能力較好

與普通混凝土相比，在混凝土中摻入0.8%～2.0%的鋼纖維，其抗沖擊能力可以提升50～100倍，從而抗沖擊性能得到了大大地提高。

3、抗裂、抗疲勞和抗剪性較好

與普通的混凝土相比，鋼纖維混凝土的抗裂、抗疲勞和抗剪性有了很大的改善。當(dāng)鋼纖維混凝土產(chǎn)生開裂荷載后，混凝土的荷載會(huì)增加；當(dāng)增大鋼纖維的體積率后，混凝土的初裂荷載、極限荷載和韌性也會(huì)隨之增加，從而有效地提高了路橋的承載能力。

4、耐久性較高

與普通混凝土相比，鋼纖維混凝土因具有良好的整體性、抗裂性，所以其抗腐蝕性、耐熱性、耐凍性和耐磨性等性能得到了大大地提高。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)顯示：在空氣、污水和海水中，鋼纖維混凝土呈現(xiàn)出了良好的抗腐蝕性，將其放入污水和海水中幾年后，鋼纖維只有表層會(huì)產(chǎn)生銹斑，鋼纖維內(nèi)部沒有銹斑，但普通的混凝土中的鋼筋銹蝕后，其體積會(huì)膨脹，從而會(huì)導(dǎo)致混凝土脹裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。

二、路橋工程鋼纖維混凝土材料準(zhǔn)備

1、鋼纖維的選擇

由于鋼纖維的拔出致使鋼纖維混凝土的破壞，由此可見，鋼纖維強(qiáng)度的大小主要取決于鋼纖維混凝土基體界面的粘結(jié)強(qiáng)度。提高粘結(jié)強(qiáng)度主要與鋼纖維的表面、形狀及基體的性能有關(guān)。為了提高鋼纖維的粘結(jié)強(qiáng)度，在橋梁橋面鋪裝施工必須選用0.6×30-800 啞鈴型鋼纖維，這種鋼纖維可以有效地提高橋面鋪裝層的抗疲勞、抗沖擊韌性。在施工過程中，鋼纖維摻入量與混凝土體積的比例為1：100。

2、水泥和砂的選擇

在橋梁橋面鋪裝施工中要選用425號(hào)普通硅酸鹽水泥。砂采用中粗砂，砂的級(jí)配應(yīng)符合施工要求。

3、碎石的選擇

在橋梁橋面鋪裝施工鋼纖維混凝土選用的石料粒徑，不能超過鋼纖維長(zhǎng)度的2/3，通常為5～20mm，最大粒徑不能超過20mm。當(dāng)鋼纖維混凝土中石料顆粒太大時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重降低鋼纖維的曾強(qiáng)作用，也不利于鋼纖維的分散。為了提高鋼纖維混凝土的和易性能，在橋梁橋面鋪裝施工中要嚴(yán)格按照碎石的級(jí)配要求，選用5～20mm 碎石。

三、路橋工程鋼纖維混凝土施工工藝

鋼纖維在路橋混凝土施工中的摻加，可以有效提升路橋工程的抗拉性能及承載能力，進(jìn)而增強(qiáng)了路橋工程的強(qiáng)度、使用壽命及降低了工程施工的投資成本。隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，要求不斷提高鋼纖維混凝土施工技術(shù)水平，規(guī)范路橋施工工藝，有效提升現(xiàn)代路橋品質(zhì)的衡量標(biāo)準(zhǔn)。

1、鋼纖維混凝土的配合比

路橋工程施工中，鋼纖維混凝土的配合比不僅要滿足路橋設(shè)計(jì)的抗拉、抗壓等強(qiáng)度，還要滿足路橋設(shè)計(jì)的抗腐蝕、抗沖擊、抗凍以及耐熱等性能，并且要符合施工要求的和易性。因此，為了提高混凝土的性能，必須對(duì)鋼纖維和混凝土的配比進(jìn)行合理地調(diào)整。同時(shí)，按照路面設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)混凝土的抗拉、抗壓和抗折等強(qiáng)度進(jìn)行確定，這樣就可以確定在混凝土中摻入鋼纖維的量。在混凝土中所摻入鋼纖維的量，可以通過絕對(duì)體積法或假定質(zhì)量密度法進(jìn)行計(jì)算，然后對(duì)其試配配比進(jìn)行確定。

2、鋼纖維混凝土的拌和

在路橋工程中，可以通過機(jī)械拌合的方式進(jìn)行鋼纖維混凝土的拌合。如果鋼纖維混凝土體積率較高且拌合物稠度較大，每一次鋼纖維的攪拌量應(yīng)低于額定攪拌量的80%，這樣就可以防止纖維結(jié)團(tuán)現(xiàn)象的出現(xiàn)。為了確保鋼纖維混凝土攪拌的質(zhì)量，不僅要確保鋼纖維分布的均勻，還要先干后濕地?cái)嚢?。?duì)于鋼纖維混凝土來說，其攪拌投料的順序?yàn)榇旨?、鋼纖維、細(xì)集料、水泥，在拌合過程中要不斷加入鋼纖維，通常將拌合分三次。然后，將全部材料干拌均勻后，再加水進(jìn)行濕拌。

3、鋼纖維混凝土的運(yùn)輸、澆筑

鋼纖維混凝土的運(yùn)輸、澆筑在路橋工程施工中是非常重要的環(huán)節(jié)。鋼纖維混凝土的運(yùn)輸，可以采用與普通混凝土同樣的運(yùn)輸方式。在鋼纖維混凝土運(yùn)輸過程中，要防止拌合物離析現(xiàn)象的出現(xiàn)，若有離析現(xiàn)象產(chǎn)生，一定要進(jìn)行二次攪拌。對(duì)于鋼纖維混凝土的澆筑來說，其過程與普通混凝土澆筑過程較相似，但與普通混凝土的流動(dòng)性相比，鋼纖維混凝土的流動(dòng)性較弱。由于鋼纖維混凝土的澆筑水平對(duì)其整體性和致密性具有直接的影響，所以一定要確保鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和其分布的均勻性，并且不允許澆筑施工在一個(gè)規(guī)定連續(xù)澆筑區(qū)域內(nèi)中斷，要求拌合料從攪拌機(jī)卸出到澆筑完畢時(shí)間應(yīng)低于30min。另外，在鋼纖維澆筑過程中，因其在邊角處易出現(xiàn)蜂窩現(xiàn)象，所以一定要避免拌合料干澀加水現(xiàn)象的產(chǎn)生，并使用振搗棒對(duì)邊角處進(jìn)行搗實(shí)。當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行澆筑振搗時(shí)，要防止鋼纖維露出構(gòu)件表面現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4、鋼纖維混凝土的振搗

在路橋工程施工中，可以采用平板振搗器進(jìn)行鋼纖維混凝土的振搗。如果板厚在0.2m之內(nèi)，可以一次攤鋪成型，一般其振搗的時(shí)間應(yīng)以其表面振出砂漿、混合料不再下沉為標(biāo)準(zhǔn)，在這過程中要避免漏振現(xiàn)象的產(chǎn)生。然后，使用外側(cè)模版的振動(dòng)梁沿?cái)備伔较驅(qū)︿摾w維混凝土進(jìn)行振動(dòng)壓平，在鋼纖維混凝土振動(dòng)過程中，要將多余的混凝土刮掉，及時(shí)補(bǔ)足低凹處，再使用置于兩側(cè)模板上的無縫鋼管沿縱向進(jìn)行滾壓一遍，這樣可以提高公路路面的平整度，從而確保整個(gè)公路建設(shè)的質(zhì)量。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來，隨著各地聯(lián)系的增強(qiáng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，橋梁工程建設(shè)不斷增多。在橋梁工程施工中，為了促進(jìn)施工順利進(jìn)行，確保工程質(zhì)量，必須重視相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用。鋼纖維混凝土是一種新型水泥基復(fù)合材料，其材料來源廣泛，配制和施工方便，性能優(yōu)越，鋼纖維混凝土纖維強(qiáng)化體系的存在，使得混凝土的脆性缺陷減少，有效地減小了混凝土使用過程中所存在的內(nèi)部缺陷尺寸。不僅能夠確保橋梁工程質(zhì)量，還能夠起到節(jié)約工程成本的目的，在橋梁施工中得到越來越廣泛的運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)

[1]仝蕓.路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用[J].山西建筑，2013，04：158～160.