鋼纖維混凝土在橋面鋪裝中的運用

白建珍

(山西平陽路橋有限公司，山西臨汾 041000)

隨著高速公路的日新發展，以及交通量及荷載的影響對道路路面的各個方面的性能要求越來越高，在高速公路橋面鋪裝中摻加纖維，即稱為鋼纖維混凝土，以增強混凝土的抗磨耗、提高橋面鋪裝的使用壽命已日趨明顯，鋼纖維混凝土在橋面鋪裝中得到了越來越多的運用，下面就臨吉高速公路實踐中的應用情況，從鋼纖維的摻加、配合比設計、施工中的一些運用情況作一簡要的介紹。

1 摻加鋼纖維的種類選擇

鋼纖維混凝土是將纖維按特定方向和位置排布于水泥漿、砂漿或混凝土中或隨機均勻地摻入水泥漿、砂漿或混凝土中所形成的復合材料。

鋼纖維按照制作方法一般分為:高強鋼絲切斷型、剪切異型(端鉤形、大頭形、壓痕形)、鋼錠銑削型、熔抽型(直形、大頭形)等類型，其選用的規格一般按表1選取。

表1 鋼纖維選用規格

在高速公路橋面中一般選用銑削型鋼纖維，采用銑削型鋼纖維混凝土和易性好，在混凝土中分布均勻，不結團，不裸露。我們實際采用的鋼纖維型號為AMi04 32 600，長度一般為32 mm，長徑比為35～40，抗拉強度不小于700 MPa，其纖維表面拋蘭防銹處理，一面光滑，一面粗糙，徑向扭曲，兩端有錨固端。

2 鋼纖維混凝土的性能改善情況

1)在摻入鋼纖維后，可提高原普通混凝土的性能，對于銑削型鋼纖維有如下技術及應用特點:混凝土開裂前發揮作用，抗裂效果顯著，提高混凝土的開裂強度，與混凝土粘結好，阻止混凝土內部微裂縫貫通和發展，在摻入鋼纖維后，混凝土的各項強度指標均有提高，其抗壓強度可提高5%～20%，抗拉強度可提高20%～40%，彎拉強度可提高20%～50%，耐磨性能提高約40%，抗裂性能提高3倍～4倍(沖擊荷載下)，彎拉疲勞強度提高1.65倍～2.25倍，其耐磨強度及耐久性和抗高溫能力也得到明顯的提高。

2)有明顯的技術經濟優勢:減少原設計板厚(70%)，可省去素混凝土找平層，省去傳統鋼筋網綁扎和定位的工時，收縮縫間距加大、切縫處美觀整齊，可使用大型攤土機施工，大大提高施工速度。

3 鋼纖維配合比設計

1)在配合比設計時主要從以下兩個方面考慮:a.施工性能:鋼纖維分散性、拌合物的和易性、流動性。b.鋼纖維混凝土力學性能:阻裂、增強、增韌，光、直、粗、短對施工性能有利，麻、鉤、細、長對阻裂、增強、增韌有利。一般要求如下:骨料粒徑一般不大于20 mm，鋼纖維長度2/3;骨料最大粒徑40 mm時，鋼纖維長度宜為60 mm～65 mm;單位用水量比普通混凝土適當提高;砂率比普通混凝土適當提高;根據抗壓強度要求確定水灰比(與普通混凝土相同);根據抗拉強度或彎拉強度或彎曲韌性確定鋼纖維摻量。

2)步驟如下:鋼纖維混凝土配合比設計應按絕對體積法計算，并按下述步驟進行:a.根據強度標準值或設計值以及施工配制強度提高系數，確定試配抗壓強度與抗拉強度或試配抗壓強度與抗彎拉強度。b.根據試配抗壓強度計算水灰比。c.根據試配抗拉強度或抗彎拉強度，抗拉強度影響系數at或抗彎拉強度影響系數atm來計算或通過試驗確定鋼纖維體積率。d.根據施工要求的稠度確定單位體積用水量，鋼纖維每摻加0.5%(體積率)，單位體積用水量相應增加6 kg，如摻用外加劑應考慮外加劑的影響。e.確定合理砂率，鋼纖維每摻加0.5%(體積率)，砂率相應增加2%。f.按絕對體積法計算材料用量，確定試配配合比。g.按試配配合比進行拌合物性能試驗，調整單位體積用水量和砂率，確定強度試驗用基準配合比。h.根據強度試驗結果調整水灰比和鋼纖維體積率，確定施工配合比。

通過現場的多次調試和試配，確定了如表2所示的配合比用以指導施工。

表2 C50泵送混凝土配合比

4 鋼纖維施工

4.1 攪拌運輸

銑削鋼纖維混凝土攪拌的投料次序和方法與普通混凝土相同，無需特殊工序或專用機具，應以保證一定的生產率為原則，在拌合過程中要防止鋼纖維結團，先干拌后濕拌，并輔以人工分散撒入。

鋼纖維混凝土的攪拌時間應較普通混凝土規定的攪拌時間延長10 s～30 s。

鋼纖維混凝土的運輸可采用與普通混凝土相同的運輸規定，由于鋼纖維混凝土在運輸過程中受到振動，使鋼纖維下沉，坍落度和含氣量都會有所損失，從而影響鋼纖維混凝土的均勻性，因此，選擇鋼纖維混凝土的攪拌場地時應當盡量縮短運輸距離，并保證澆筑時的卸料高度不得超過1.5 m，確保混凝土卸料過程中不發生離析現象，同時，也應當注意運輸時的溫度，避免造成混凝土的施工和易性下降，應避免運輸過程中拌合物離析。

4.2 現場控制

一般使用自動行走式的全幅振搗梁，要連續澆筑，防止出現施工冷縫。

不允許采用人工插搗，邊角處可采用振搗棒或平板振搗器補振。

在成型的路面表面應采用壓紋或硬刻槽;在澆筑完工時應用凸棱輥將鋼纖維壓下去，刻槽時不應切斷纖維;采用抹面和拉毛時，不應將鋼纖維帶出，完工后表面不應有鋼纖維裸露或豎立伸出表面。

在施工過程中，一般檢驗和試驗有如下的內容:配合材料計量準確檢驗;水洗法鋼纖維含量檢驗;抗壓強度檢驗;抗拉強度檢驗(用劈裂法試驗可乘0.85換算);彎拉強度或彎曲韌性檢驗以及其他設計要求的性能檢驗。