淺談鋼纖維混凝土技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活節(jié)奏的提高，人們對(duì)道路橋梁的依賴(lài)程度越來(lái)越高，對(duì)路橋的安全性、適用性和耐久性等指標(biāo)也提出了更高的要求。如今，鋼纖維混凝土技術(shù)在路橋施工中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用和推廣，具有力學(xué)性能好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。文章介紹了鋼纖維混凝土施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并討論了其在路橋施工應(yīng)用過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：鋼纖維混凝土；道路橋梁；路橋施工；力學(xué)

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活節(jié)奏的提高，人們對(duì)道路橋梁的依賴(lài)程度越來(lái)越高，也對(duì)路橋的安全性、適用性和耐久性等指標(biāo)提出了更高的要求。與此同時(shí)，由于交通流量和重型車(chē)輛數(shù)量的不斷增加，使得路橋面病害越來(lái)越嚴(yán)重，不僅增加了大量的維修成本，而且給人們的出行帶來(lái)了極大不便。鋼纖維混凝土技術(shù)被認(rèn)為是提高路橋使用性能的關(guān)鍵技術(shù)，如今，鋼纖維混凝土技術(shù)在路橋施工中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際施工中，由于傳統(tǒng)觀念的影響使得這一新興技術(shù)不能發(fā)揮出最大的優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)當(dāng)摒棄傳統(tǒng)觀念，把握施工要點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，使鋼纖維混凝土施工技術(shù)不斷為提高路橋的質(zhì)量和安全服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)道路橋梁行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 鋼纖維混凝土技術(shù)優(yōu)勢(shì)

所謂鋼纖維混凝土就是在普通混凝土中摻入分布雜亂無(wú)章的短鋼纖維后形成的建材，其與普通的混凝土相比具有較大的優(yōu)勢(shì)。

1.1 抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊性能好

采用鋼纖維混凝土技術(shù)建造的路橋，由于鋼纖維具有較強(qiáng)的抗拉性能，各個(gè)方向分布的鋼纖維的拉力通過(guò)混凝土對(duì)鋼纖維的握裹力而相互傳遞，因此在各個(gè)方向上均具有較大的強(qiáng)度與剛度，有助于提高路橋的抗拉強(qiáng)度、抗彎性能、抗壓強(qiáng)度以及抗沖擊能力，實(shí)踐證明采用鋼纖維混凝土建造的路橋的各項(xiàng)力學(xué)性能均強(qiáng)于采用普通混凝土建造的路橋，實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果顯示：鋼纖維混凝土的抗拉強(qiáng)度是普通混凝土的1.5倍左右，抗彎極限強(qiáng)度是普通混凝土的1.5-2.5倍，抗沖擊韌性指標(biāo)是普通混凝土的50-100倍，即便與鋼筋混凝土相比，由于鋼筋是定向分布而鋼纖維是雜亂無(wú)章分布的，因此在整體性上具有更大的優(yōu)勢(shì)，而且鋼纖維在整個(gè)構(gòu)件中所占比例僅在1%-2%，材料耗用量小，由于這一特點(diǎn)，使得采用鋼纖維混凝土?xí)r可以將路面厚度大幅降低，節(jié)約原材料，并且體積小、自重輕，有利于日常維護(hù)。

1.2 使用壽命長(zhǎng)

路橋的使用壽命主要體現(xiàn)在耐磨性、抗剪性、抗裂性和抗疲勞性等，首先，在耐磨性方面，由于路面分布鋼纖維使得表面材料銜接更為緊密，因此有助于提高耐磨性能；其次，由于鋼纖維具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，可抵抗裂縫的產(chǎn)生或繼續(xù)擴(kuò)張；再次，鋼纖維混凝土在路橋基體發(fā)生錯(cuò)動(dòng)后，在發(fā)生錯(cuò)動(dòng)方向的鋼纖維可抵抗剪切力，因此抗剪性能較好；最后，鋼纖維本身具有熱脹冷縮的性能，因此能夠在一定程度上抑制路面隨溫度變化開(kāi)裂的趨勢(shì)，有助于提高路橋的耐久性。

2 鋼纖維混凝土在路橋施工中應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)

鋼纖維混凝土施工工藝與普通混凝土有較大差別，為保證施工質(zhì)量，使鋼纖維混凝土發(fā)揮出最佳的性能，應(yīng)當(dāng)控制好施工的技術(shù)要點(diǎn)。

2.1 鋼纖維的分散技術(shù)

鋼纖維在投料過(guò)程中如果不進(jìn)行充分分散就可能導(dǎo)致結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，一旦鋼纖維分散不均而局部大量集結(jié)，就會(huì)使得鋼纖維混凝土構(gòu)件受力不均勻，因此實(shí)際工作中應(yīng)當(dāng)在投料攪拌之前對(duì)鋼纖維進(jìn)行充分的分散。所采用的設(shè)備為分散機(jī)，根據(jù)鋼纖維的長(zhǎng)度和直徑等參數(shù)，選擇分散機(jī)功率為0.75-1kW，分散力優(yōu)選為20-60kg/min，為提升分散效果，還可采取在料斗入口設(shè)置振動(dòng)篩的方法。

2.2 投料與攪拌

鋼纖維混凝土與鋼筋混凝土有所不同，鋼筋混凝土是混凝土混合攪拌完畢后再與鋼筋結(jié)合，而鋼纖維混凝土則是鋼纖維作為一種攪拌料與骨料、水泥、外加劑等一同攪拌混合形成的，因此投料的順序和攪拌時(shí)間、攪拌工藝的控制就顯得格外重要。為防止鋼纖維結(jié)團(tuán)，使之與其他物料充分混合，應(yīng)當(dāng)按照砂、鋼纖維、碎石、水泥的順序投料，充分?jǐn)嚢?.5分鐘，然后加水?dāng)嚢?分鐘，再者，隨著鋼纖維的加入，混凝土的坍落度降低，為確保攪拌的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選強(qiáng)制式與雙錐反轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)。

2.3 運(yùn)輸

鋼纖維混凝土的流動(dòng)性能較普通混凝土較差，而且在運(yùn)輸過(guò)程中，鋼纖維混凝土的水分、含氣量等都會(huì)發(fā)生損失，因此降低了拌合物的稠度，并且由于鋼纖維密度比其他物料大，在運(yùn)輸過(guò)程中由于振動(dòng)會(huì)逐漸下沉，造成鋼纖維混凝土離析現(xiàn)象，使鋼纖維混凝土均勻度降低，因此應(yīng)當(dāng)盡可能縮短運(yùn)輸距離，最好選擇泵送的形式來(lái)克服這一困難。

2.4 澆筑與振搗

鋼纖維混凝土的澆筑與普通混凝土相似，但由于內(nèi)部分布鋼纖維，因此為了保證鋼纖維混凝土具備較好的整體連續(xù)性，應(yīng)當(dāng)盡量連續(xù)澆筑，當(dāng)工藝或其他原因?qū)е虏荒苓B續(xù)澆筑時(shí)，應(yīng)當(dāng)留置施工縫，施工縫盡量與道路伸縮縫重合，澆筑過(guò)程中由于鋼纖維的存在使得混凝土較為蓬松，因此需要在每次倒料后下壓15-20cm，邊澆筑，邊振搗，振搗盡量選用平板振動(dòng)器使一定范圍內(nèi)鋼纖維混凝土整體密實(shí)，盡量不采用振搗棒，這主要是因?yàn)檎駬v棒在插入拔出的過(guò)程中會(huì)使鋼纖維向振搗棒集結(jié)產(chǎn)生集束效應(yīng)，而且導(dǎo)致鋼纖維沿著振搗方向定向排列，使鋼纖維混凝土失去在各個(gè)方向上均具備的較好力學(xué)性能。振搗結(jié)束后應(yīng)對(duì)混凝土表面抹平，避免鋼纖維外露而發(fā)生銹蝕。

2.5 養(yǎng)護(hù)與成型

鋼纖維混凝土由于內(nèi)部各個(gè)方向分散著導(dǎo)熱性很強(qiáng)的鋼纖維，因此相對(duì)于普通混凝土來(lái)說(shuō)水泥產(chǎn)生的水化熱容易散發(fā)出去，但為了提高混凝土構(gòu)件的質(zhì)量，仍然需要對(duì)其進(jìn)行保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%以上時(shí)，可選擇真空吸水法對(duì)表面進(jìn)行機(jī)械磨平，避免表面被機(jī)械拉毛造成纖維外露的現(xiàn)象，在成型后應(yīng)當(dāng)對(duì)外露的鋼纖維進(jìn)行防銹處理，以提高路面的使用壽命。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鋼纖維混凝土具有抗拉、抗剪、抗折、抗壓強(qiáng)度高、抗沖擊性能好、耐久性高等優(yōu)點(diǎn)，適合在路橋施工中大范圍推廣應(yīng)用，在應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注意鋼纖維混凝土的特點(diǎn)，把握施工技術(shù)要點(diǎn)，使鋼纖維混凝土在路橋施工中發(fā)揮更大的作用。

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