路橋工程中鋼纖維混凝土施工工藝

【摘 要】城市的快速發(fā)展對建筑材料提出了更高的要求，鋼纖維混凝土因其性能優(yōu)越、施工方便、價格低等優(yōu)點在路橋工程中得到了廣泛應(yīng)用。本文首先介紹了鋼纖維混凝土的性能，然而結(jié)合具體的工程實例剖析了鋼纖維混凝土的施工工藝，為同行提供一些借鑒。

【關(guān)鍵詞】路橋施工；鋼纖維混凝土；施工技術(shù)

混凝土加入鋼纖維是為了增強混凝土的強度，是一種新型復(fù)合建筑材料，可以提高建筑工程的質(zhì)量，所以近幾年來在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。和普通混凝土相比較，它不僅質(zhì)量輕、強度高且抗變形能力強，能夠明顯地減輕路橋的自身重量，提高橋梁的耐性，增強裂韌性與抗沖擊性，加之施工簡便，價格低廉，在路橋等工程建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1 鋼纖維混凝土

將直徑為0.3-0.6mm、長度為20mm或40mm的短鋼纖維均勻地混合到混凝土中就構(gòu)成了通常所說的鋼纖維混凝土（SFRC），其中鋼纖維占總混凝土體積的 1% 至2%的。根據(jù)摻入的鋼纖維的種類不同，可以將鋼纖維混凝土分為以下四類，加入切斷鋼纖維的混凝土，加入切削鋼纖維的混凝土，加入剪切鋼纖維的混凝土和加入熔抽鋼纖維的混凝土，其中熔抽鋼纖維拉強度最高，性能最優(yōu)。依據(jù)有關(guān)纖維增強機(jī)理的各種理論，如纖維間距理論、微觀斷裂理論與復(fù)合材料理論等等，同時借助大量的試驗數(shù)據(jù)，可以得出纖維的增強效果主要取決于以下因素的影響：基體強度（fm），鋼纖維長度和直徑的比，一般長度用L表示，直徑用d表示；纖維的體積率，即在鋼纖維混凝土中鋼纖維所占總體積的比；鋼纖維和基體間的粘結(jié)強度，一般用 表示，和鋼纖維在基體（混凝土）中的分布與方向，一般用字母 表示。當(dāng)鋼纖維混凝土被破壞時，大都是鋼纖維被拔出而不是被拉斷，所以改善鋼纖維和混凝土間的粘結(jié)強度是提高鋼纖維效果的主要策略。

鋼纖維混凝土主要是通過代替路橋建筑等工程中的鋼筋，縮減構(gòu)件的截面面積或是減小路橋的厚度，調(diào)整縫間距等措施提高路橋工程的質(zhì)量的同時，縮短施工工期，減少路橋工程的成本，還能確保路橋的使用壽命，可以看出鋼纖維的優(yōu)點還是比較顯著的。

2 鋼纖維混凝土的應(yīng)用

2.1 橋梁中鋼纖維混凝土的應(yīng)用

第一，橋面裝修。鋼纖維混凝土的使用不僅可以增強橋面的抗裂性、耐久性與舒適性，還可以提升橋梁的抗折強度、橋梁自身的剛度，降低鋪裝厚度，改變橋梁結(jié)構(gòu)自重，橋梁的受力狀況也能得到改善。另外，采用鋼纖維混凝土與橡膠瀝青混凝土復(fù)合使用也是路橋施工中一個很好的選擇。橋面鋪裝如圖1所示：

采用鋼纖維混凝土可以改善結(jié)構(gòu)受力性能，防止結(jié)構(gòu)變形，減輕橋梁自身的重量，是橋梁結(jié)構(gòu)向大跨度、輕型化方向發(fā)展的有效措施。另一方面采用鋼纖維混凝土，使橋梁結(jié)構(gòu)性能良好，造型美觀大方，同時可減少橋梁上部用料，使下部墩臺數(shù)量減少，從而降低成本，進(jìn)而提高了經(jīng)濟(jì)效益。另外通過鋼纖維混凝土的使用可以降低梁高，進(jìn)而滿足使用上的特殊要求。

圖1 橋面鋪裝流程圖

第二，橋梁上部載荷部位。橋梁主拱圈第三，鋼纖維混凝土的使用可以對橋梁墩臺等局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。對橋梁墩臺和橋面板裂縫或表層剝落等情況，采用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)噴射 5-20cm鋼纖維混凝土以解決上述問題。一般的鋼纖維類型大都用剪切鋼纖維，其摻量為1.0%；對舊混凝土表面則噴砂或是鑿毛，以提升其整體性。

第四，鋼纖維混凝土對樁的加強。采用鋼纖維混凝土對樁尖局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行增強，這樣可以提高樁的穿透力，減少樁的錘擊次數(shù)，從而大大提升打擊速度。通常在樁的頂部或樁尖部位加入鋼纖維混凝土，即增強了樁頂?shù)目箾_擊韌性，有效避免樁頂在打入預(yù)計深度以前出現(xiàn)破裂，又可提升樁尖的入土能力，打擊速度提高明顯。樁身等其他部位仍可用預(yù)應(yīng)力或者非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。當(dāng)然也可全斷面整體澆筑鋼纖維混凝土，但這樣做會降低其經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 路面中鋼纖維混凝土的應(yīng)用

鋼纖維混凝土在路面施工時，可有效減少路面的鋪設(shè)厚度，減少縫隙的設(shè)置，增強路面的耐磨性等優(yōu)點，進(jìn)而延長路面的使用時間。具體來看，鋼纖維混凝地在路面的應(yīng)用主要有以下兩個方面：第一鋼纖維混凝土在新建路面工程中的應(yīng)用。在新建路面施工中，主要是減小路面的厚度，雙車道路面無縱縫設(shè)置，進(jìn)而延長路面的使用時間；第二是鋼纖維混凝土在修補路面中的應(yīng)用。在修補路面時，可采取結(jié)合式罩面面層和舊混凝土相粘結(jié)，使其成為一體，進(jìn)而發(fā)揮結(jié)構(gòu)的整體強度；也可采取分離式罩面層，即在中間設(shè)一個隔離層，使各個層次獨立起作用。

3 鋼纖維混凝土施工技術(shù)

鋼纖維混凝土的施工過程中主要注意從以下幾個方面：

3.1 設(shè)置鋼纖維分散裝置

鋼纖維易結(jié)團(tuán)，所以在投入攪拌機(jī)時，應(yīng)多次少量進(jìn)行。分散機(jī)功率設(shè)置成0.75kw-1.0kw最佳，分散力在20kg/min -60kg/min之間較合適。在投入攪拌機(jī)前應(yīng)將鋼纖維與細(xì)骨料均勻攪和，或攪拌多次。

3.2 攪拌時間與順序

為了達(dá)到鋼纖維均勻分布于混凝土中的目的，就必須嚴(yán)格控制攪拌時間與投料順序，這是與普通混凝土攪拌的不同之處，也是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。攪拌順序一般為先填入砂，再鋼纖維，第三放放碎石，最后投入水泥。料在攪拌機(jī)內(nèi)先干拌一分半鐘之后，再加水等其他外加劑，再攪拌兩分鐘。通常來說選擇強制式攪拌機(jī)或雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)較好。

3.3 澆注與振搗

鋼纖維混凝土在澆注時，應(yīng)注意：第一不應(yīng)該有明顯的澆注接頭。倒料必須相壓15cm至20cm，保持鋼纖維混凝土的整體連續(xù)性；第二，澆注必須連續(xù)進(jìn)行。這是因為在使用插入式振動棒對鋼纖維混凝土振搗時，會使鋼纖維朝振動棒聚集，引發(fā)集束效應(yīng)，所以應(yīng)使用平板振動器振搗。當(dāng)使用振搗棒時，要確保邊角混凝土的密實，必須使鋼纖維條狀集束排列，這樣有利于抵抗溫度應(yīng)力和載荷的傳遞。

3.4 成型

因為鋼纖維混凝土有砂率大、纖維亂向分布與粗骨料細(xì)等特征，所以鋼纖維混凝土路面宜適合應(yīng)用真空吸水技術(shù)，并用機(jī)械抹平以預(yù)防鋼纖維暴露。采取壓紋機(jī)壓紋技術(shù)防止拉毛將纖維外露，若已外露，應(yīng)及時采取措施。

3.5 接縫施工

鋼纖維混凝土具有收縮性小且抗裂性能好的優(yōu)點，有的施工路段可以封閉交通的情況下進(jìn)行，則可以將鋼纖維混凝土整幅攤鋪，不設(shè)縱縫。

3.6 運輸

在運輸過程中，一方面鋼纖維混凝土的坍落度與含氣量都會有所損失，拌和物稠度下降；另一方面，在振動與重力的作用下使鋼纖維下沉，造成鋼纖維混凝土質(zhì)量下降，所以應(yīng)該盡可能縮短鋼纖維混凝土的運輸距離，盡量增大料斗的出口尺寸，有條件的可以采取泵送。

3.7 養(yǎng)護(hù)

鋼纖維混凝土澆筑完成以后，應(yīng)該及時封閉交通，安排專人保養(yǎng)，盡可能避免干縮裂紋的產(chǎn)生，一般來講，養(yǎng)護(hù)時間不得低于一周，必要時還可以采取塑料薄膜覆蓋以濕養(yǎng)。

4 結(jié)論

（1）鋼纖維混凝土是一種具有優(yōu)良力學(xué)性能、優(yōu)質(zhì)的復(fù)合材料，可以根據(jù)要求而調(diào)整的材料。伴隨著鋼纖維生產(chǎn)技術(shù)的逐步進(jìn)步與基礎(chǔ)理論的不斷完善，鋼纖維混凝土在路橋工程的應(yīng)用將得到進(jìn)一步的拓寬。

（2）復(fù)合路面結(jié)構(gòu)的采用能夠充分發(fā)揮鋼纖維混凝土路用性能，并且可以大大降低工程的造價。應(yīng)該加強鋼纖維混凝土的施工質(zhì)量，是確保證其性能發(fā)揮的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（3）開發(fā)砂漿滲澆高含量鋼纖維與采用聚合物浸漬鋼纖維可以進(jìn)一步提高鋼纖維混凝土的物理力學(xué)性能，提升路橋的經(jīng)濟(jì)效益等，推廣應(yīng)用價值很高。

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