路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術應用

朱建華

（金建集團（福建）有限公司）

路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術應用

朱建華

（金建集團（福建）有限公司）

隨著經濟的快速發展和科技水平的進一步提高，使得我國基礎設施建設的步伐不斷加快，尤其是在一些大型工程項目當中，使用了更多更加安全高效的施工工藝和新材料等。本文詳細地介紹了在路橋施工中使用的新型鋼纖維混凝土材料，不僅改善了傳統普通混凝土的各種弊端之外，還在操作工藝上進行優化，從而起到節省工程造價和保證工程質量等作用。在本文中就鋼纖維混凝土在項目施工中的應用進行詳述，以突出了這類新型材料的優勢所在。

路橋施工；鋼纖維混凝土；應用

引言

由于路橋工程建設規模的日益擴大，使得人們對于工程的要求跟著不斷提高。鋼纖維混凝土是一種具有優良力學性能的特種混凝土，在水泥混凝土中加入一定數量的鋼纖維后，由于鋼纖維在混凝土中的均勻分布，在受載過程中限制了混凝土基體的開裂，因而混凝土表現出較高的抗裂和抗沖擊性，同時其抗拉、抗彎、抗曲性能和耐磨性等性能也得到顯著較高，延長了路橋工程的使用壽命。

1　鋼纖維混凝土使用特點

根據不同的生產工藝分，鋼纖維包括切斷型鋼纖維、剪切型鋼纖維、熔抽型鋼纖維和銑削型鋼纖維。這四種鋼纖維不同之處在于材料的抗外力能力不同，但是達到的承載效果相似。在實驗對比中發現，使用鋼纖維材料的混凝土抗壓強度比普通的混凝土抗壓強度提高25%左右，使用鋼纖維材料的混凝土抗拉強度比普通的混凝土抗拉強度高25～50%左右，如圖1所示。當混凝土材料中摻入的鋼纖維量在0.4～0.6%時，材料的抗剪能力顯著提高，同時抗變形能力也有了很大的改觀。較之以往的彈性模量，鋼纖維材料的彈性模量也相應得到提高，收縮率呈現下降。在路橋工程施工中，由溫度等因素造成的附加應力是導致混凝土出現裂縫的主要原因之一，使用了鋼纖維混凝土材料，可以在抗溫度應力方面有很大的提高，很好地解決了因附加應力導致該情況發生的問題。

2　路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術

2.1鋼纖維混凝土的配合比設計

鋼纖維混凝土在配比設計方面和普通混凝土沒有很大的差別，唯一的不同點就是鋼纖維混凝土在配比的過程中要對鋼纖維的體積率進行確定，同時還須對用水量以及砂率對鋼纖維體積率的影響要進行分析。對鋼纖維的韌性和耐久性要求不同，配比的標準也存在不同。在配比過程中要嚴格遵循配比設計規范，不同的情況要求，配合比設計也會存在不同，各種設計數值也會不一樣。

2.2拌合機械型號選擇

混凝土攪拌機是多種多樣的，不僅型號非常多，而且種類也不少。雙錐反轉出料攪拌機或者強制式攪拌機是拌制鋼纖維混凝土的首選機型。降低攪拌機的利用率能夠有效避免超負荷運轉問題在攪拌機工作時出現，一般是在具有很高的纖維摻量但是很小的坍落度時經常會降低利用率。鋼纖維混凝土的一次攪拌量，應比試驗用量多5L，并應控制在攪拌機規定容量的50～80%之間。

2.3鋼纖維分散裝置和投料攪拌順序時間

投入和分散裝置是投入鋼纖維時經常采用的方法，也就是整理即將投入的鋼纖維，使它們比較規范，之后在投入攪拌機時用分散裝置進行投入。為了使鋼纖維在投入到攪拌機后不發生結團的現象，就必須選取合適的分散裝置，一般鋼纖維都有與之相對應的分散裝置，如果在投入時沒有采用分散裝置，而是一次性的投入，很容易產生結團的現象，鋼纖維在投入前必須攪拌均勻，同時在料斗的入口處進行設置振動篩；采用合理的方式進行投料是非常重要的，這也是對結團現象的出現所采取的有效防止措施。為了避免這種現象，就需要按照集料配比順序進行分級的投料，例如可以依照骨料、鋼纖維、水泥這三種材料投入的先后順序進行投料。先投干的材料再投濕的材料也是非常重要的工藝，所謂的先干就是干拌攪拌機內的混合材料，大約進行干拌的時間為1min，進行完干拌之后，就需要把適量的水或者外加劑投入攪拌機中，進行濕拌，一般濕拌的時間為2min，保證總的拌合時間不應少于3min。

2.4鋼纖維混凝土的運輸

在混凝土的運輸過程中，鋼纖維混凝土中的鋼纖維可能會因為振動等影響而出現下沉現象，導致鋼纖維分布不均衡，損害坍落度和含氣量，使攪拌的材料稠密度降低。因此，攪拌站位置的合理確定能夠有效地避免這一問題，這也需要在攪拌鋼纖維混凝土之前必須考慮的事情，以盡量減短材料運輸的時間和距離。

圖1　鋼纖維混凝土抗彎韌性

2.5鋼纖維混凝土的布料與鋪攤

在施工中，對攤鋪方式要進行合理的分析，然后選擇最佳作業方式。路橋工程建設過程中要保證鋼纖維混凝土的布料和攤鋪作業的獨特點能夠體現。在試鋪作業完成以后，在同樣的情況下，鋼纖維混凝土受到了鋼纖維頂托的作用，在進行振實時會比混凝土下沉量大很多，會導致鋼纖維混凝土整體的坍落度受到影響，出現較低的情況，因此，在同等坍落度下，要比普通混凝土施工布料及攤鋪高度要略高10mm左右。

2.6鋼纖維混凝土的澆筑和振搗整平

在進行整體澆筑鋼纖維混凝土時，為了能夠保證澆筑的連續性，必須對每次倒料澆筑進行控制，一般保證18cm左右的相壓，并且澆筑的期間不能出現間斷的現象，澆筑接頭現象在澆筑過程中不能出現。在施工過程中，為了對鋼纖維混凝土路面的抗裂性能以及勻質性能進行保證，要選用合適振搗機械以及相應的振搗方式來對路面的密實性進行提高。插入式振動棒是在振搗鋼纖維混凝土時經常采用的，同時需要平板振動器輔助振搗整平。在混凝土的澆筑以及振搗完成后，表面應當進行抹平工作，對鋼纖維外露這一現象也要進行檢查，如有發現，必須把外露的鋼纖維重新壓入混凝土中，并使面板頂面一定范圍內鋼纖維處于水平狀態，以避免在使用過程中出現路面磨損裸露或者是裸露出鋼纖維對汽車輪胎進行破壞，保證使用過程中路面的可靠性以及安全性。

2.7鋼纖維混凝土的成型

較大的砂率和亂向分布等都是鋼纖維混凝土的特點，它的這些特點使得鋼纖維在完成振搗后經常出現外露的現象，真空吸水施工工藝就是避免這種現象出現的有效措施，通過機械使鋼纖維混凝土的表面變得平整。由于拉毛導致出現的纖維外露現象可以通過壓紋機對其進行處理，對于拆模后出現的這種現象必須及時的進行處理。

3　路橋施工中鋼纖維混凝土施工注意事項

鋼纖維混凝土與普通混凝土相比，不僅能改善抗拉、抗剪、抗彎、抗磨和抗裂性能，而且能大大增強混凝土的斷裂韌性和抗沖擊性能，顯著提高結構的疲勞性能及其耐久性。鋼纖維混凝土與普通混凝土力學性能比較的試驗結果見表1。

表1　鋼纖維混凝土與普通混凝土力學性能比較的試驗結果

鋼纖維混凝土的性能以及施工方法直接影響著鋼纖維混凝土路橋工程進程和質量，其施工方法主要有澆注、灌漿和噴射三種鋼纖維混凝土施工方法。

（1）鋼纖維混凝土的配比設計與普通混凝土的步驟類似，唯一的區別在于鋼纖維配比過程需要對鋼纖維體積率進行測量和計算，以及影響鋼纖維體積率和韌性強度的因素進行分析，例如單位用水量和含砂率大小等，不同的用水量和含砂率會影響鋼纖維混凝土的體積率和韌性強度的不同變化，因此進行配比設計時，必須要符合設計規范，認真研究不同情況下的鋼纖維混凝土體積率，并對各種設計值進行精確計算，保證配合比的準確性。同時，對鋼釬維影響很大的還有鋼纖維類型、摻量以及長徑比，另外因鋼纖維混凝土面層板很薄，所以，地下排水狀況也會影響到路面的鋼纖維混凝土材料。

（2）為了防止攪拌機內出現鋼釬維結團，需要安裝鋼纖維分散裝置，然后用分散機分散鋼纖維，使其分散力控制在20～60kg/min，把分散后的鋼釬維分幾次放入強制式攪拌機內，與之前稱量好的細骨料攪拌均勻，嚴格控制攪拌時間和投料順序，并在投料是先干拌然后加水濕拌2min，最后利用料斗入口的振動篩進行篩選，還要防止攪拌機超負荷工作，保證攪拌機的使用率。

（3）鋼纖維混凝土在澆注過程中應該隱藏澆注接頭，持續不斷地進行鋼纖維混凝土澆注，每次澆注材料還應該相壓15～20mm，在進行鋼纖維混凝土振搗時運用插入式振動棒，使鋼纖維由于集束效朝振動棒聚集，同時緊實邊角混凝土，然后將露在外面的鋼纖維壓進振搗后的混凝土中，并將其表面涂抹平整。

（4）由于成型后的鋼纖維混凝土砂率大，而且其纖維分布散亂，故此需要利用專業機械對鋼纖維混凝土路面進行及時抹平，同時對于拉毛產生纖維外露可以使用壓紋機進行壓紋處理，另外，鋼纖維混凝土有著強大的收縮抗裂性能，因此，還可以用鋼纖維澆筑達到50%強度后對路段進行接縫施工。

4　結束語

綜上所述，鋼纖維混凝土施工技術在路橋工程施工中的應用，對提高工程整體施工質量及綜合性能有著重要意義，通過實踐證明，無論是在路面工程還是橋梁工程中的應用都取得良好的效果，所以在施工過程中必須對鋼纖維混凝土的施工技術進行嚴格管理與控制，以便于該施工技術在路橋工程中的更好的應用，促進國民經濟更加高速發展。

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U415

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1673-0038（2015）32-0289-02

2015-7-22