硫鋁酸鹽鋼纖維混凝土在橋面鋪裝維修中的應(yīng)用

劉宏

摘 要：本文在分析了硫鋁酸鹽鋼纖維混凝土的材料性能特點，通過在橋梁加固工程中的實際應(yīng)用，分析了鋼釬維砼的優(yōu)點和在橋面鋪裝施工中應(yīng)注意的事項，以及砼的各項施工性能等，為更好的推廣打好基礎(chǔ)。并結(jié)合具體橋面鋪裝維修工程實例，分析了鋼纖維混凝土在公路橋涵維修中的應(yīng)用，為進一步研究此技術(shù)在橋涵維修方面奠定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：硫鋁酸鹽鋼纖維混凝土；橋面鋪裝維修；應(yīng)用

中圖分類號：U445.71 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）21-0089-01

隨著經(jīng)濟建設(shè)與公路交通事業(yè)的迅速發(fā)展，國道干線公路超載車輛越來越多，行駛速度也越來越快，在超載車輛的長期作用下，我段管養(yǎng)G312線K2316+200處的龍溝橋等四座橋橋面鋪裝破損較為嚴重。經(jīng)過我段對此病害進行分析，橋面鋪裝層出現(xiàn)破損，主要原因是原橋面鋼筋砼鋪裝層出現(xiàn)小面積松散，在車輛的碾壓下，松散部位加劇破壞，造成空心板板頂出現(xiàn)了空洞，致使瀝青鋪裝層出現(xiàn)了破損。在這種情況下，我段采用了硫鋁酸鹽鋼釬維砼重新做了橋面鋪裝，完全滿足行車安全要求。

1 硫鋁酸鹽鋼纖維混凝土材料性能及組成

1.1 硫鋁酸鹽鋼纖維混凝土配合比

橋面維修混凝土標號為C40。鋼纖維摻量：每方混凝土中摻入50公斤，硫鋁酸鹽水泥用量：每方混凝土加入硫鋁酸鹽水泥400公斤。在橋面鋪裝中設(shè)計配合比為：水泥：砂：石子：水1：1.88：2.83：0.4，外加劑主要是減水劑和緩凝劑，外加劑摻量為水泥用量的3%。

1.2 鋼纖維混凝土的性能

鋼纖維能夠阻止混凝土裂縫的發(fā)展及延伸，提高了混凝土的抗拉強度、抗彎強度、抗剪強度，大大改善了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。鋼纖維混凝土中亂向分布的短纖維主要作用是阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴展和阻止宏觀裂縫的發(fā)生和發(fā)展，因此對于其抗拉強度和主要由主拉應(yīng)力控制的抗剪、抗彎、抗扭強度等有明顯的改善作用。

1.3 硫鋁酸鹽鋼纖維混凝土的組成材料

硫鋁酸鹽鋼纖維混凝土是由短鋼纖維、硫鋁酸鹽水泥、砂、石和水以及必要的外加劑按一定的比例配制經(jīng)凝結(jié)硬化后形成的復(fù)合材料。鋼纖維混凝土中的砂和石起骨架作用。鋼纖維均勻地分散于骨料周圍，主要起增強、增韌、限裂和阻裂作用。

（1）鋼纖維。為增強砂漿或混凝土而加入的、長度和直徑在一定范圍內(nèi)的細鋼絲。常用截面為圓形的長直鋼纖維，其長度為10～60毫米，直徑為0.2～0.6毫米，長徑比為30～100。鋼纖維長度太短起不到增強作用，太長則施工較困難，影響拌合物的質(zhì)量，直徑過細易在拌合過程中被彎折，過粗則在同體積率時，其增強效果較差?；炷林袚郊舆m量的鋼纖維，可提高其抗拉、抗彎強度，并大幅度地提高其韌性和抗沖擊強度。

（2）硫鋁酸鹽水泥在鋼纖維混凝土中是一種膠結(jié)材料，具有早強、高強、凝結(jié)時間短、微膨脹、干縮率低、抗凍融、抗?jié)B、低堿、耐腐蝕等一系列優(yōu)異性能。因此，硫鋁酸鹽水泥是鋼纖維混凝土的重要組成材料。本項目采用的水泥是甘肅景泰景順水泥廠生產(chǎn)的快硬硫鋁酸鹽水泥。

（3）砂又稱細骨料，用于填充碎石等粗骨料的空隙并同時組成鋼纖維混凝土的骨架。

（4）石料。鋼纖維混凝土所用的石料，通常選用碎石。因碎石的顆粒表面較粗糙，富有棱角，能產(chǎn)生良好的機械嵌鎖作用，與水泥漿有較強的粘結(jié)力。鋼纖維混凝土所用的骨料粒徑，最大粒徑不宜大于20mm。骨料的級配應(yīng)符合要求，否則會影響鋼纖維混凝土拌合料的流動性和水泥的用量。

（5）水。凡能飲用的水和潔凈的天然水均可用于鋼纖維混凝土的配制。

（6）外加劑。在混凝土中加入適量的外加劑，能提高混凝土質(zhì)量，改善混凝土性能，減少混凝土用水量，節(jié)約水泥，降低成本，加快施工進度。在本項目上使用的外加劑主要是減水劑和緩凝劑。減水劑是一種在維持混凝土坍落度不變的條件下，能減少拌合用水量的混凝土外加劑。緩凝劑能延緩混凝土凝結(jié)硬化時間，便于施工。緩凝劑會對混凝土1～3d早期強度有所降低，但對后期強度的正常發(fā)展并無影響。本項目使用的緩凝劑為硼砂（十六合四硼酸），采用硫鋁酸鹽水泥，給施工帶來的最大困難就是初凝時間過短，混合料拌合后不到半小時就開始凝結(jié)，無法保證施工。在施工過程中我們在現(xiàn)場所做試驗時，不加入緩凝劑，25分鐘就開始初凝，沒有時間完成砼澆筑的其它工序，只有加入緩凝劑才能保證施工順利進行。經(jīng)過大量試驗我們確定緩凝劑的最佳摻量是水泥用量的1%～1.5%之間。

2 硫鋁酸鹽鋼釬維砼橋面鋪裝主要施工工藝

2.1 施工順序

準備工作→鋼筋幫扎→混凝土攪拌→砼運輸→橋面鋪裝砼攤鋪→砼振搗→振動梁振平砼→砼養(yǎng)生。

2.2 橋面處理

施工時首先要求清除橋面所有雜物，用清水清洗橋面，確保橋面干凈無雜物。

2.3 硫鋁酸鹽鋼纖維砼的拌和

硫鋁酸鹽鋼纖維砼在施工中采用強制式拌和機進行拌和，鋼纖維在砼攪拌過程中添加。每投料一次的量應(yīng)用計量器嚴格計量，摻量應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求摻入。在本項目中鋼釬維的設(shè)設(shè)計摻量為每m3砼50千克。在鋼釬維砼施工時要注意保證所使用的混凝土標號及塌落度符合相關(guān)要求標準；按設(shè)計要求將鋼纖維摻入混凝土；在摻加鋼纖維時，保證攪拌機一直旋轉(zhuǎn)；摻加后全速旋轉(zhuǎn)攪拌罐（3到5分鐘）。

2.4 硫鋁酸鹽鋼釬維鋼纖維混凝土的鋪設(shè)和振搗，抹平

澆筑鋼纖維混凝土?xí)r采用傳統(tǒng)方法。在混凝土澆筑過程中，要對鋼纖維混凝土進行振搗，以保證混凝土密實，并且增強混凝土和鋼纖維之間的錨固。鋼纖維混凝土表面提漿（采用振動棒或振動梁）需及時進行，應(yīng)在混凝土初凝前用漿覆蓋掉露頭的鋼纖維。

2.5 養(yǎng)護

硫鋁酸鹽鋼釬維砼養(yǎng)護，采用養(yǎng)生布進行養(yǎng)護，因砼終凝時間較短，在氣溫較高時，砼澆筑4小時后就要開始進行養(yǎng)生，對鋪裝層砼灑水濕潤后就開始覆蓋養(yǎng)生布，保持表面濕潤3天，就可以進行下道工序施工了。

3 施工體會

通過本項目的實施，使我們對硫鋁酸鹽鋼釬維砼的施工有了進一步的認識，對硫鋁酸鹽水泥，鋼釬維等新材料的性能有了一個全面的掌握，通過試驗發(fā)現(xiàn)鋼釬維砼的優(yōu)越性主要表面在以下幾方面：

（1）鋼纖維的摻入對混凝土抗壓強度影響較小，提高幅度大約在15%左右，但對于抗剪強度、抗拉強度、抗彎強度均產(chǎn)生明顯的增強效果，在一定的摻入量范圍內(nèi)，隨著鋼纖維摻入量的提高，其增強效果近似線性增加。

（2）鋼纖維混凝土的疲勞強度比普通混凝土有顯著提高，這是由于鋼纖維能約束在重復(fù)載荷作用下裂縫與微細裂紋的發(fā)展。這種特點，尤其適用于路橋工程。

（3）鋼纖維混凝土的耐磨性能比普通混凝土有一定的提高，當鋼纖維摻入量為1.5%時，耐磨性能提高34%。耐久性是多數(shù)建筑材料與結(jié)構(gòu)工程的基本性能。當材料暴露于凍融環(huán)境時，其耐久性就更為重要。實驗表明，鋼纖維混凝土的耐久性比普通混凝土要高出許多。

4 結(jié)語

本文通過硫鋁酸鹽鋼釬維砼在橋梁加固維修工程中的應(yīng)用，總結(jié)了鋼釬維砼的特點以及施工中應(yīng)注意的事項，分析了鋼纖維混凝土在公路橋涵維修應(yīng)用中的實用性、經(jīng)濟性，為進一步研究此技術(shù)在橋涵維修方面奠定了理論基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]張志鋒.冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)及鋼纖維砼在沙灣橋橋面鋪裝維修中的應(yīng)用[J].廣東公路交通，2000，（c00）：131-132.

[2]王凱.鋼纖維混凝土在橋面鋪裝層中的應(yīng)用[J].交通世界，2011，（7）：238-239.

[3]林兆昌.淺談鋼纖維混凝土橋面鋪裝在維修工程中的施工[J].黑龍江交通科技，2010，33（3）：83-84.endprint