聚丙烯纖維混凝土在橋梁施工中的應用

劉麗敏、江瑋

（1.上饒市廣豐公路事業發展中心，江西 廣豐 334600；2.上饒市婺源公路事業發展中心，江西 婺源 333200）

0 引言

在橋梁工程項目施工階段大體積混凝土技術是常用方式，通過該技術的應用能夠提高橋梁結構的安全性以及穩定性。因此，在橋梁工程施工階段，施工單位必須要按照工程的施工需求，做好聚丙烯纖維混凝土材料的合理利用，并且對技術的應用過程進行規范控制，從而將聚丙烯纖維混凝土的作用發揮出來，滿足橋梁工程項目的建設需求。

1 聚丙烯纖維混凝土施工要求

聚丙烯纖維混凝土在施工中需要選用分層連續澆筑工藝進行施工，防止發生施工縫的問題。振搗環節，移動間隔距離為振動設備直徑的1.5 倍，且與模板保持有至少5～10cm 的間距；間隔30cm 振搗一次施工，且插入深度符合要求，一般需要進入聚丙烯纖維混凝土結構內部15cm 左右即可；振搗工作全部結束，需要在緩慢振動的條件下提升振動棒，還要防止給模板、預埋件等發生損壞，也不能存在平振的情況，禁止硬插入聚丙烯纖維混凝土結構井內，確保振搗達到密實度的標準，最終以沒有氣泡、不泛漿、表面平整等為合格標準。在聚丙烯纖維混凝土初凝完成收光、抹面后，不會在表面出現龜裂的問題。在結構強度達到2.5MPa 之后，經過檢測與分析就可以進行拆模施工，且不能使結構發生損壞，同時模板也要達到完整性要求。拆模工作結束后，要做好外觀質量檢測，并且立即進行灑水養護施工，防止陽光暴曬，做好表面覆蓋保護處理，組織專人進行管理，養護時間超過7d[1]。

2 聚丙烯纖維混凝土的防水機理

聚丙烯纖維混凝土的防水特點是混凝土的剛性本體防水，保證其結構的抗滲以及抗裂方面達到防水的要求。聚丙烯纖維抗裂防水的機理就是可以實現混凝土結構的固結、收縮等要求，并和混凝土結構組合形成整體。從微觀的角度出發分析，任何混凝土結構內部都會存在一些細微的裂縫，這些裂縫是因為石、砂、水泥膠體和水泥顆粒之間有細微裂縫，肉眼是無法看到的。混凝土硬化達到規定強度時，初期因為水和水泥經過化學反應后成為晶體結構，這種物質的體積要小于原材料，所以會導致混凝土發生收縮的問題；在進入后期階段，混凝土結構會因為失水而導致表面干縮。由于存在應力的作用，如果超出結構的承載性能，會造成內部結構發生裂縫問題。這些裂縫主要是在結構內部的骨料和水泥膠體局部接觸面上，經過凝結以及硬化過程的反應，微裂縫就此形成。在這種情況下，宏觀上會認為混凝土處于固結收縮的過程中，通常收縮的率達到8×10-4左右。在微裂縫的發展環節，從無到有、從小到大逐步向外發展。如果沒有選擇合適的抗裂整改措施，會導致原有的裂縫受到內外應力的持續作用逐步演變為更大的裂縫，從而形成了貫通的毛細孔道與裂縫結構，最終導致防水性能下降明顯，結構強度無法達到設計標準的要求，給工程結構安全性和穩定性產生負面影響，甚至誘發嚴重的安全事故，危害人們的生命健康。

3 聚丙烯纖維混凝土施工技術

混凝土結構材料中加入聚丙烯纖維材料，避免裂縫出現明顯的傷害。要使該材料發揮出應有的作用，防止發生早期裂縫的問題，在應用時必須嚴格落實施工工藝技術標準，確保橋面鋪裝結構的質量，這對于提高運行效果具有重要價值。

3.1 施工工藝流程

聚丙烯纖維混凝土材料按照施工工藝流程進行，清理鑿毛、立模、綁扎鋼筋網、拌和混凝土。只有按照工藝流程進行施工，才能保證施工順利進行，提高施工效果和質量。

3.2 清除鑿毛

在橋梁工程混凝土結構施工前，施工人員需要做好表面的清理工作，確保沒有任何雜物、碎石等，尤其是關鍵位置，比如梁體頂面、鉸縫的位置，做好清理工作尤為重要。鑿毛清理工作全部結束后，確保鋪裝層與梁體結構黏結性能符合要求，達到工程技術標準要求。

3.3 立模

立模是重要的環節，該環節的質量會對工程總體質量產生影響。在立模施工階段，應執行施工工藝和質量標準。

3.3.1 模板拼裝。該施工區域的晝夜溫度過大，溫度常年處于20～30℃，工程施工前，結合工程項目要求選擇槽鋼作為側模的施工工藝。模板拼裝環節，其長度要按照施工工藝方案進行，確保不超過6m。同時，側模結構的連接部位設置有0.5cm 的縫隙，然后使用8mm 直徑的鋼筋焊接連接。此外，模板底部的結構鋪設施工中，應達到緊密性、穩定性的標準。

3.3.2 模板標高檢測。后張法預應力開展箱梁結構施工，外部環境溫度影響是比較大的，在特定時間范圍內，梁體標高尺寸也會發生很大的變化，為了能夠達到標高要求，需要在梁體結構上標注高拱度標高尺寸，以確保鋪裝施工的質量合格[2]。

3.4 綁扎鋼筋網

模板安裝工作結束后，就可以進行鋼筋綁扎施工，在該環節鋼筋保護層結構的厚度是極為重要的技術參數，如果保護層比較大，會造成抗裂效果提升明顯；如果保護層厚度較小，容易產生嚴重的裂縫問題。因此，在鋼筋下部需要間隔30～40cm 的距離就要布置一個支點。同時在鋼筋綁扎的階段中，為了能夠提高整體的穩定性，需要在了解橋梁施工需求的基礎上，對隱蔽位置進行加固處理，以保證混凝土澆筑時不會產生不良影響。

3.5 聚丙烯纖維混凝土施工過程

3.5.1 混凝土的拌和

此次工程項目實施環節，采取強制式攪拌機設備進行聚丙烯纖維混凝土拌和施工，并且使用自動供料機給材料內投入原材料，加入的比例應符合要求，配合比參數達到技術標準。在材料加入時，需要按照砂石、纖維、水泥、水、外加劑的順序來進行，不能隨意改變加入順序。聚丙烯纖維材料加入時，應確保其均勻灑布到自動供料機的料筒內，并且直接傳輸到攪拌筒內。在攪拌作業階段，應做好時間控制，以2～3min為宜。此外，要想使得攤鋪施工有序組織開展，加強塌落度的控制極為重要，在5～7cm 之間即可。混凝土經過攪拌處理，達到均勻性的標準，經過檢驗合格再運輸到現場。運輸時，在車輛表面覆蓋一層篷布或者塑料薄膜，防止水分蒸發而影響結構的性能[3]。

3.5.2 混凝土的澆筑

混凝土運輸到施工現場后，就能夠進行澆筑作業施工。澆筑時，確保其澆筑的高度應該超出模板高度的2～4cm 左右。澆筑工作全部完成后，就要進行振搗施工，振搗階段保證密實度、均勻性達標，不會有任何漏振、過振的問題。應用插入式振搗器方式振搗施工，然后應用振搗器實施平整處理，振搗階段由專人進行現場檢查，確保振搗工作符合要求，質量達到標準。經過振搗處理全部完成后，需要落實表面抹平施工，不會有結構性能缺陷和問題。混凝土抹面施工，做好質量管控，按照施工工藝標準進行，保證鋪裝層結構的平整度合格，達到設計方案的要求。抹面作業施工結束后，按照要求收漿施工，做好聚丙烯纖維混凝土收漿質量控制，通過設備進行施工，且需要將多余的漿液收集起來，在收集10～20min 之后，再進行表面的抹平處理，可以防止發生裂縫的問題。如果這一階段的質量不達標，則會給工程的質量造成影響。另外，結合項目需要，考慮到環境、風力等要素，達到收漿質量標準[4]。

3.6 檢測

檢測工作極為重要，主要是進行平整度檢測，以確定聚丙烯纖維混凝土橋面鋪裝結構的質量合格，不會有任何的質量問題。在此次橋梁項目實施環節，平整度的檢測是通過長度為6m 的鋁合金尺桿進行檢測的，將檢測后的數據上報該施工人員，做出方案的調節和控制，為工程質量的提升奠定基礎。

3.7 刻紋

混凝土結構強度超過設計方案要求的80%之后，使用刻紋機進行刻紋作業，該環節是應用機械設備在混凝土表面進行刻紋，需要做好表面灰塵的清洗處理，達到整潔度的標準要求，確保結構的性能完全符合要求。

4 聚丙烯纖維混凝土質量控制

由于入模溫度對于溫度的影響是比較大的，所以做好入模溫度的控制尤為重要，該溫度是否能夠符合技術標準和規范性的要求，對于混凝土結構發生裂縫的問題控制極為關鍵。混凝土入模溫度比較低的情況下，內部結構的溫度也會較低，所以從初凝到終凝的發展階段會形成裂縫的問題，通常來說自攪拌制作混合料開始，要盡量降低溫度和入模溫度。

澆筑工作全部結束后，選擇合適測溫方式，做好混凝土裂縫的控制，為了保證相應豎向剖面測溫點的溫度變化對比分析，選擇有代表性的兩個利用中間位置設置豎向剖面布置測溫點，以了解溫度參數。豎向測溫剖面的周邊和內部結構要布置測溫點，并且保證和周邊表面內60mm 的位置上；為了確保相鄰兩處的位置上測溫點溫度可以進行有效對比分析，豎向剖面結構上周邊和內部測溫點上下、左右必須是對齊的。要想真正了解相鄰兩個位置的溫度差，測點間距設定為1.8m。該工程項目中，溫度和混凝土表面以內200mm 位置上溫度差對于覆蓋養護有直接影響，需加強測溫點控制，確保不會損壞結構性能。

一般情況下，混凝土澆筑的2～4d 溫度達到最高限度，混凝土測溫頻率為每3h 一次。在第7 天開始到測溫完成的階段，每6h 進行1 次。按照規范性要求，混凝土施工與養護環節，最大溫度控制在50℃以內，降溫速度控制在2℃/d 以內。如果測量溫度差在25℃以內，就可以不進行養護施工，但是要連續性測溫處理，防止短期內天氣發生變化而造成內部溫度應力的存在，如果溫差在20℃以內就可以停止測溫。每一次測溫工作完成之后，要提供測溫工作的結果，經過全面深入分析之后，包含測溫點溫度數據、代表點位溫度曲線變化報告、溫度變化趨勢等，并對最終的結論做出判斷。

混凝土在覆蓋塑料薄膜開始養護前，為了防止澆筑結束后表面發生塑性裂縫的問題，終凝前應該進行抹面處理，在表面使用兩遍木抹子搓平處理，且要結合現場的具體情況，壓到表面不會動為止。混凝土拌和料斗初凝時期開始，因為粗骨料以及水泥砂漿發生下沉的問題，造成水分升高明顯，極易產生表面沁水的情況，導致表面含水量升高，從而造成浮漿出現，所以在該位置上水灰比要大于混凝土結構底部，在經過硬化結束后，面層混凝土強度性能要低于內部結構。為了確保結構的受力特點符合要求，在混凝土澆筑環節可以選擇應用分層澆筑的作業方式，將表面沁水、浮漿全部清理干凈，否則將會導致黏結性能以及鋼筋和混凝土連接性能比較差，最終造成表面出現裂縫問題。因此，在該工程項目中，組織專人隨時將積水抽出，從而不會因為表面浮漿出現裂縫問題。

經過表面抹面處理結束后，工作人員應該及時開展表面鋪設塑料薄膜的方式養護處理。要想不發生干縮問題，養護環節必須保持水分提供比較充足，且在塑料薄膜鋪設之前進行必要的噴霧處理，以達到保濕的效果。混凝土保溫養護施工環節，一般會檢查確定下一層塑料薄膜的水分情況，只要是存在缺水的情況，就需要及時進行噴霧處理。

如果現場施工溫度和其他條件都無法滿足要求，那么為了避免聚丙烯纖維存在拉毛的問題，混凝土假縫鋸割通常應該在混凝土滯后0.5～1.0h。通常在施工環節，要做好溫度、條件等分析，總結經驗教訓，以達到使用的要求。

5 聚丙烯纖維混凝土的發展方向及應用前景

應用性能混凝土是當前社會發展的趨勢之一，該材料的強度性能高、適應性好、耐久性好等。但是從聚丙烯纖維材料的特點進行分析，其特性較為明顯，尤其是流動性、可攪拌性方面不足，極大影響施工的正常使用。隨著現代科學技術高速發展，通過各種手段進行處理，確保經濟效益的條件下，提高聚丙烯纖維混凝土流動性效果，消除可攪拌性不足的問題，從而可以保證建筑物結構的耐久性符合要求，延長使用壽命，同時還能夠給降低成本并提供必要的支持。此外，在建筑結構組成日益復雜的情況下，建設高度不斷增加，對于建筑工程的防火性能要求也在不斷提高，而高性能混凝土內加入聚丙烯纖維材料之后，在溫度達到165℃時，聚丙烯纖維容易揮發，其內部會形成比較多的空隙，這對于排放高溫氣體有著重要的幫助。從這個方面出發，聚丙烯纖維混凝土材料應用更加廣泛，安全性也更高。因為聚丙烯纖維混凝土抗滲性良好，在渠道防滲、堤壩建設、港口以及碼頭施工等方面有著明顯的優勢，抗凍性良好，完全滿足工程項目運行的需要，對于社會發展具有積極作用。

6 結語

綜上所述，聚丙烯纖維混凝土施工技術是目前橋梁工程的重要技術之一，該材料的應用可以大幅提升橋梁的性能，對于提高交通運行效果有重要的作用。基于此，本文展開研究，了解聚丙烯纖維混凝土施工技術和施工工藝以及質量控制標準，未來還應加強該技術的研發和應用，提高施工技術水平，滿足橋梁建設需要。