關(guān)于鋼纖維混凝土技術(shù)

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摘要：隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市道路橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在逐步增加，城市出行方式的種類也越來越多，這給道路橋梁工程建筑材料提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。鋼纖維混凝土是一種新型多相復(fù)合建筑材料，其優(yōu)點(diǎn)包括耐用、承載能力強(qiáng)、抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕、環(huán)保等，對有效提高道路橋梁的耐磨性、抗凍性和抗裂性具有十分重要的作用。隨著科技的發(fā)展，涌現(xiàn)出越來越多的新技術(shù)、新材料，同時應(yīng)用于鋼纖維混凝土技術(shù)，對提升道路橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量性能也具有一定的實(shí)際意義。文章首先介紹鋼纖維混凝土的基本性能，其次闡述鋼纖維混凝土的施工技術(shù)流程，最后分析鋼纖維混凝土在道路和橋梁施工中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：道路橋梁施工；鋼纖維混凝土；技術(shù)特點(diǎn)

近年來，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也帶動了城市化進(jìn)入了快速發(fā)展的時期，人們對建筑施工質(zhì)量的要求也達(dá)到了新的水平。隨著公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力推進(jìn)，建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。鋼纖維混凝土技術(shù)就是在施工過程中，在混凝土中加入固定量的短鋼纖維以增強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度以及承載能力。由于鋼纖維在混凝土中均勻亂向分布，對控制普通混凝土中裂縫具有明顯的優(yōu)勢，能顯著提高混凝土的韌性和強(qiáng)度，有效提高其承載能力、抗沖擊性、抗裂性。因此，鋼纖維混凝土目前已廣泛應(yīng)用于我國道路橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1鋼纖維混凝土概述

鋼纖維混凝土是利用鋼纖維降低混凝土中內(nèi)外力作用下產(chǎn)生的裂縫數(shù)量以及膨脹的作用。在作用的早期階段，水泥基材作為承受混凝土外力的主要載體，出現(xiàn)裂縫后，鋼纖維成為載體的主力，該階段下的鋼纖維受力也是有臨界值的，超過后材料也將出現(xiàn)較大的變形，破壞材料。同時鋼纖維混凝土具有很多方面的優(yōu)勢，其自身抗疲勞和抗壓縮特性良好，與普通混凝土相比，可以極大得改善其物理性能，比如增加強(qiáng)度、重量比；大大提高拉伸、彎曲、極限強(qiáng)度；具有很好的抗裂性、耐沖擊性等。通過在混凝土中加入適當(dāng)比例的鋼纖維并充分混合均勻，對于道路和橋梁的施工都具有十分重要的實(shí)際意義。比如橋梁常由于其重量過大而引起塌陷，如果科學(xué)合理地使用鋼纖維混凝土材料，就可以有效減少其重量，還能大幅度改善由于溫度變化引起的裂紋。另外鋼纖維混凝土還具有很強(qiáng)的抗剪切性和抗霜凍耐磨性，具有顯而易見的工程優(yōu)越性。

2鋼纖維混凝土施工技術(shù)

2.1選擇合適的鋼纖維材料道路橋梁的施工質(zhì)量很大程度取決于施工技術(shù)，因此在進(jìn)行鋼纖維混凝土施工時，對于鋼纖維品種選擇，其強(qiáng)度應(yīng)該和基材強(qiáng)度差不多，拉伸極限應(yīng)超過480MPa，鋼纖維含量在0.46%～1.96%，鋼纖維直徑通?？刂圃?.42～0.65mm，最小直徑不能小于0.38mm，其長度不能太長，使其長徑比能保證鋼纖維的機(jī)械性能符合施工要求，控制在45～75。另外鋼纖維在進(jìn)行攪拌前需要先與細(xì)骨料定量混合均勻或選擇較粗直徑、更好材料的纖維，重要的是保證鋼纖維易分散的特性。2.2設(shè)計(jì)合適的配料比和分散裝置鋼纖維混凝土的配合比例應(yīng)遵循普通混凝土拌合料設(shè)計(jì)原則進(jìn)行，也可以根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行試驗(yàn)，確定混凝土具體的配料比。混凝土和鋼纖維的均勻混合也是非常重要的一個環(huán)節(jié)，為了確保鋼纖維和混凝土混合前前保持均勻分散，鋼纖維可以通過分散器進(jìn)入混合器，保持分散機(jī)的功率為0.75～1.0kW，分散力優(yōu)選為20～60kg/min。2.3嚴(yán)格控制攪拌時間對于混凝土和鋼纖維的攪拌時間的控制，在攪拌機(jī)內(nèi)要把混合的材料進(jìn)行干燥攪拌1min。適當(dāng)加入外加劑或減水劑再濕拌達(dá)2min左右，改善混合料，提高施工質(zhì)量，還能減少水泥用量。2.4選擇合適的攪拌機(jī)鋼纖維混凝土攪拌機(jī)有雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)和強(qiáng)制攪拌機(jī)兩種類型，通常情況下低攪拌功率對增加攪拌機(jī)的使用壽命非常有益。當(dāng)纖維含量高或者坍落度小時，可以適當(dāng)選用較低的攪拌功率避免混合器過載，延長其使用年限。2.5合理澆注和振搗為了保證鋼纖維混凝土良好混合，澆筑和振搗這兩個過程很有必要。首先鋼纖維混凝土澆注必須連續(xù)，而且做到隱藏澆注接頭，每次倒料要壓在15～20cm以保證鋼纖維混凝土的整體連續(xù)性。另外，振搗時需要使用插入式振動棒，使鋼纖維朝向振動棒的振動方向聚集，形成團(tuán)簇效應(yīng)，還可以使用平板振搗器以保證鋼纖維的二維分布。在振搗過程中為了保證混凝土的邊緣致密，應(yīng)該讓鋼纖維縱向帶束排列，利于板體傳遞收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力和載荷，還需在振搗后將混凝土表面做好抹平光滑工作，壓實(shí)暴露的鋼纖維，防止暴露的剛纖維生銹。2.6做好成型后的維護(hù)工作鋼纖維的組成包括粗骨料、大砂率，加上一般情況都是亂向分布，不太美觀。基于這方面考慮，可以使用真空吸水工藝對鋼纖維混凝土路面進(jìn)行機(jī)械平整，防止鋼纖維暴露；還可以使用壓紋機(jī)用來防止尼龍纖維暴露的現(xiàn)象。2.7運(yùn)輸方面對于鋼纖維混凝土的運(yùn)輸，考慮到會影響坍落度、含氣量以及混合物稠度，應(yīng)采用泵送。在不能使用的條件下，則應(yīng)盡量減少運(yùn)輸距離，增大出料口，以防止出現(xiàn)運(yùn)輸過程中的重力下沉，導(dǎo)致鋼纖維拌合均勻較差，從而節(jié)約成本。

3道路施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用

鋼纖維可用于減少路面厚度和減少縱向接縫量，而鋼纖維混凝土的優(yōu)勢也很明顯，如良好的抗凍耐磨性、橫向縮縫少，對延長路面使用壽命大有益處，因此在道路施工中已被廣泛使用。但同時由于其鋪設(shè)的薄厚度以及數(shù)量少的水平收縮接縫，在施工中道路的使用較為頻繁，具有很多類型。3.1復(fù)合型鋼纖維混凝土路面顧名思義，復(fù)合型鋼纖維混凝土路面不只一層，通常表現(xiàn)為兩層式或三層式，兩層型是底層為普通混凝土的道路的上層鋪設(shè)40%～60%全厚的鋼纖維混凝土；三層型是在上下兩層鋼纖維混凝土的中間再加一層普通混凝土。盡管結(jié)構(gòu)和施工過程比較復(fù)雜，需要相關(guān)施工人員具有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，但是這種結(jié)構(gòu)的路面更耐用，通常三層復(fù)合型鋼纖維混凝土路面應(yīng)在極端條件的地區(qū)使用。另外，這種復(fù)合型鋼纖維混凝土需要較高的施工成本，通常適用于高度機(jī)械化的地區(qū)使用。3.2全截面鋼纖維混凝土路面全截面鋼纖維混凝土對路面厚度的控制，可取普通混凝土道路的46%～52%，一般為50%左右；鋼纖維含量范圍為0.79%～1.18%，一般為1%左右；通常不會設(shè)置縱向縫隙，而橫向縫隙之間的空隙最好控制在20cm左右，距離最大不能超過0.5m。3.3碾壓鋼纖維混凝土路面碾壓鋼纖維混凝土路面的主要施工方法是瀝青混凝土路面的施工方法，將鋼纖維置于混凝土中，軋制成型混凝土路面。這種將鋼纖維放置在碾壓混凝土的方法，可以改善碾壓混凝土的力學(xué)性能，有效提升路面的韌性和強(qiáng)度，但目前對實(shí)現(xiàn)壓實(shí)度和平整度的統(tǒng)一還存在一些難度。3.4鋼纖維混凝土罩面鋼纖維混凝土罩面在道路施工中的作用為修復(fù)受損的混凝土路面，維修和養(yǎng)護(hù)舊的混凝土路面。鋼纖維混凝土本身具有良好的建筑材料塑性，對提高混凝土的抗拉、抗彎、抗裂性能都很有幫助。因此，采用鋼纖維混凝土罩面修復(fù)路面是提高路面的性能和使用壽命的有效手段，不僅減薄表層的厚度、擴(kuò)大接頭間距，而且節(jié)省工程造價，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。鋼纖維混凝土罩面包括結(jié)合型、直接型、分離型三種，結(jié)合型是指將新舊混凝土表層相互作為一個整體結(jié)合起到增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度作用；分離型是指新的覆蓋層單獨(dú)作用，不和舊的混凝土粘結(jié)，中間還設(shè)置了隔離層，獨(dú)立的層面分別發(fā)揮作用；直接型是指將鋼纖維混凝土直接加在舊的水泥混凝土表面層，這種方式多用于修補(bǔ)損壞程度較小的舊水泥混凝土路面。

4橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用

4.1改善橋面鋪裝鋼纖維鋼筋混凝土作為橋面鋪裝層具有很多好處，可以有效地加強(qiáng)橋體的剛度和彎曲強(qiáng)度；大大提高橋梁的舒適性和抗裂性等，延長了橋梁的使用年限；改善了橋梁的受力狀況，使橋梁能更好地發(fā)揮其功能，保證了較高的施工質(zhì)量水平。對于鋼纖維混凝土橋面鋪裝，其厚度是正常厚度的一半，包括兩層和三層結(jié)構(gòu)，兩層結(jié)構(gòu)是指鋼纖維混凝土作為上層、普通混凝土作為下層；三層結(jié)構(gòu)是指上下層為鋼纖維混凝土，中間層為普通混凝土，這種結(jié)構(gòu)施工過程更復(fù)雜，具有一定的施工難度，因此采用兩層鋪設(shè)的結(jié)構(gòu)較多。4.2加固橋梁部分結(jié)構(gòu)由于長時間的負(fù)荷作用，橋梁難免存在一些問題，比如出現(xiàn)裂紋、表面剝落等，對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固十分有必要。橋梁施工中通常采用剪切鋼纖維和切削鋼纖維兩種鋼纖維材料，應(yīng)控制兩種材料的產(chǎn)量在1.0%以下，還可以采用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)進(jìn)行鋼纖維混凝土噴涂。這種方式是一項(xiàng)有效的科學(xué)的技術(shù)措施，對提升橋梁的抗震性、滿足橋梁結(jié)構(gòu)的總體需要大有益處。此外，為了改善表面的區(qū)域下落現(xiàn)象，可以利用鋼纖維鋼筋混凝土進(jìn)行部分區(qū)域加強(qiáng)工作，使用硫鋁酸鹽與TS型速凝劑快硬水泥，防止橋梁出現(xiàn)裂縫，在混凝土表面噴砂或鑿，增強(qiáng)新舊混凝土完整性。4.3強(qiáng)化鋼筋混凝土樁對樁頂或樁尖部分使用鋼纖維混凝土可以大大提高樁的穿透性，一方面，能對其抗沖擊強(qiáng)度和韌性有一定程度的提高，還能有效降低沖擊頻率；另一方面也能防止樁尖在打入設(shè)定深度之前出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，有效地提高了樁尖進(jìn)土的深度，顯著提高打擊速度。但是對橋梁整體使用鋼纖維混凝土需要巨大的資金成本，因此可以對樁身采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土或非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，用于節(jié)約施工成本。

5結(jié)束語

綜上所述，隨著我國的道路橋梁建設(shè)中不斷更新的施工技術(shù)，鋼纖維混凝土作為一種新型多相復(fù)合建筑材料，在抗壓、抗彎、抗拉、抗沖擊、抗裂等方面發(fā)揮了巨大的優(yōu)越性，因而被企業(yè)青睞廣泛應(yīng)用于道路和橋梁施工，對提高建筑施工質(zhì)量水平意義重大。我國目前鋼纖維混凝土技術(shù)還處于起步階段，其理論和應(yīng)用還有待完善，仍然需要更多的技術(shù)人員及專家進(jìn)行不斷探索和研究，優(yōu)化和改進(jìn)該技術(shù)。文章通過鋼纖維混凝土技術(shù)在道路和橋梁施工中的具體應(yīng)用和施工技術(shù)的分析，希望能為鋼纖維混凝土施工人員中提供一些借鑒。相信在不久的將來，鋼纖維混凝土技術(shù)將會越來越完善，更加廣泛地用于道路和橋梁建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]林凡康.道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用分析[J].住宅與房地產(chǎn),2016,(3):226.

[2]何余良.多梁式鋼—混凝土組合小箱梁橋受力特性及試驗(yàn)研究[D].浙江大學(xué),2014.

[3]韓春雨.預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土拼裝墩的抗震性能研究[D].重慶交通大學(xué),2013.

[4]賈方方.鋼筋與活性粉末混凝土粘結(jié)性能的試驗(yàn)研究[D].北京交通大學(xué),2013.

[5]張健.道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用研究[J].北方交通,2012,(12):99-100.

[6]禹雷.橋面鋪裝層中鋼纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)研究[D].鄭州大學(xué),2007.

作者：楚發(fā)強(qiáng) 單位：河南中原高速公路股份有限公司