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混凝土桥面!路桥施工中钢纤维砼技术应用

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桥面大跨度混凝土整平机现场施工视频 视频 : 水泥混凝土桥面铺装 1、★预应力混凝土桥面析施工技术2、★纤维在桥面铺装中的应用3、★铁路混凝土桥面防水材料的应用4、★公路桥梁桥面铺装砼防裂施工技术

文/ 万丽群 中交第四公路工程局有限公司 北京 100022

【摘 要】钢纤维混凝土是路桥工程施工中广泛使用的一种复合材料,它能够显著提高混凝土强度,增强混凝土的变形能力,从而提高施工质量.本文详细介绍了这种混凝土的特性,并就其在路桥工程中的应用和注意事项作了一定了分析.

【关键词】路桥工程;钢纤维混凝土;强度;变形性能

我国政府在不断推进城市化进程的同时,也在不断改善城市交通问题,推动着我国建筑行业的快速发展,尤其是路桥工程的修建对改善城市交通,方便人们出行方面有着重要的作用和意义[1].路桥施工中最重要的材料就是混凝土,但是由于传统的混凝土具有许多的缺点,例如水化热较大、存在着干缩特性等,因此如果将传统的混凝土用在桥梁施工中,就很容易出现裂缝,严重危害桥梁安全.随着经济的不断发展,人们对于路桥的质量要求也越来越高,因此有效解决传统混凝土所带来的质量问题成为了人们关注和研究的重点.

1.钢纤维砼特性研究

所谓钢纤维混凝土就是把少量乱向分布的钢纤维加入到普通的混凝土当中混合形成的一种新的多相复合材料[2].钢纤维在混凝土中是乱向分布的,没有固定的规律,传统混凝土中的裂缝发展也是没有规则的.因此,钢纤维加入后在防止裂缝的发展的同时还可以防止宏观裂缝的产生.试验表明,钢纤维的加入能明显提高混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击性能,使混凝土具有更好的延性,主要体现在以下几个方面.

1.1 抗拉弯压以及抗冲击性能增强

钢纤维砼主要由传统混凝土和钢纤维构成,而且钢纤维的分布没有任何规律,这样的组合使得混凝土的各种性能得到明显的提升.根据实验研究表明,如果在传统混凝土中加入1% ~ 2% 的钢纤维,混凝土的单轴极限抗拉强度和极限抗弯强度将会大大增强,抗弯性能提升30% ~ 80% 左右, 而抗拉性能提升25% ~ 50%;当钢纤维的含量为0.8 ~ 2.0% 时,相关研究表明,其抗冲击性能得到明显提高,是普通混凝土的50 ~ 100 倍.从上述试样可以发现,钢纤维的掺入量很少,但是掺入后混凝土的性能却能够得到巨大的增强.因为混凝土自身的特性即其可以承受较大压强度,所以钢纤维的加入并未能明显提高其抗压性能.只是破坏时混凝土碎而不散.

1.2 抗剪性和韧性能增强

对于传统的混凝土,开裂时的荷载和它的极限荷载相差不大,而钢纤维的加入,能明显增强混凝土的韧性,根据实验分析可知,当掺入的钢纤维在0.8% ~ 2.0% 时,混凝土的抗压韧性能和抗弯曲冲击韧性能都能提高,前者可提高2 ~ 7倍,后者可提高2 ~ 4 倍.即使混凝土已经出现裂缝,荷载还能继续增长,因此其极限荷载能够得到增强,并且混凝土体积越大其极限荷载也越大.

1.3 抗变形性能增强

混凝土收缩和膨胀是裂缝产生的原因,钢纤维的加入可以有效减弱这一现象.根据实验数据,钢纤维使得混凝土的抗拉弹模增大,提高0 ~ 20% 左右,而抗压弹模增加不明显.

1.4 抗冻、耐磨性

普通混凝土抗冻性能较差,当温度降低到一定程度后,混凝土开始出现剥落现象,强度有所降低.根据试验对比可知,钢纤维加入可以改善混凝土的抗冻性能的同时还能提高其耐磨性能.钢纤维伸缩能力与外界温度有关,与混凝土刚好能协同作用.因此,可以使得混凝土不会因温度应力而出现开裂,从而使得裂缝发展和扩张现象减少.

2.在路桥工程中钢纤维混凝土的应用分析

2.1 道路工程

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钢纤维混凝土在道路工程中,主要应用于路面工程.由于钢纤维混凝土自身具有的良好性能,在铺路中不经能够使得路面的铺设厚度较传统减少,还能使得路面的强度提高,从而减少路面的开裂.道路交通工程对路面的要求较高,路面应具有较强的耐磨性能,较高的强度,以及较长的使用寿命.主要体现在以下几个方面.

2.1.1 新修建的路面工程

钢纤维混凝土主要用于对于新修建的道路的路面铺设,钢纤维混凝可以减少传统的混凝土铺设时铺设厚度较大的问题.为了防止路面的开裂,在施工时应隔一定的距离设置横缝和纵缝,设置目的就是为了防止混凝土凝固后因为温度原因导致的开裂,使得混凝土能够自由伸缩.钢纤维混凝土强度较大,能够使得混凝土的裂缝发展现象减少,从而使得路面的使用寿命得到延长.

2.1.2 已建好的路面罩面修补

采用结合式罩面面层与旧混凝土路面相互结合、黏合在一起,增加罩面的横截面积,罩面的强度就会提升[3].这种方法可以使得路面的负载能力得到提升,从而使路面更好地被使用.除了上面所述的施工技术外,还可以采用另外一种技术—分离式罩面面层.这种罩面中间设置了分隔层,这样在路面工程竣工后,每一层的面层均能独立发挥作用.当路面承受荷载时,面层各层受力均匀,避免了局部受力不均导致的路面损坏,减少了路面大面积翻修的工作量.

2.2 桥梁工程

钢纤维混凝土在桥梁工程中的使用,主要目的是为了提高桥梁的负载能力,具体应用主要体现在以下几个方面.

2.2.1 桥面铺装

在桥面铺装中,最重要的就是桥面的承载力控制.桥面工程中,对于桥面的施工质量应严格控制,桥梁工程因其自身的许多特点,对桥面的要求较高.首先桥面应具有一定的强度,其次要求桥面的厚度较小,这样能够减轻桥梁的自重,最后对于桥面的耐磨性也具有较高要求.这一系列条件使得传统混凝土的应用受到限制,而钢纤维混凝土恰好能够得到很好的应用.钢纤维混凝土的应用,明显提高了桥面的强度和耐久性,并且由于钢纤维较高的强度,使得桥面的铺装厚度减少,桥面自重减轻,改善了桥梁内部的受力状态.并且钢纤维加入后,桥面的抗冲击性增强,桥面裂缝、坑槽、剥落等现象也得到了很好的改善,桥面的使用寿命得到提高.

2.2.2 桥墩施工

钢纤维混凝土在桥墩中的应用与桥面效果一样,能够明显改善桥墩内部受力状况,对桥墩起到加固作用,提高桥墩的结构强度.转子型喷射机喷射5 ~ 20cm 钢纤维混凝土应用于桥墩施工时,不经可以提高桥梁的抗震性还能提高桥梁的整体性.在桥墩局部加固时,应采用10% 左右的剪切钢纤维.同时采用喷砂或凿毛可以使新旧结构面的连接强度得到提高.另外选用硫铝酸盐快硬水泥并采用TS 型速凝剂可以提高早期抗裂性能.钢纤维混凝土施工技术在桥梁工程中具有重要的作用.因此,在施工时,为了确保施工的质量,不仅需要严格控制材料配合比而且应该提高施工人员的技术水平.

3.钢纤维砼使用时的注意事项

3.1 按标准和规范施工

与传统的混凝土相比,钢纤维混凝土施工技术有很好的优势,钢纤维的掺入,使得混凝土总的用量减少,而钢纤维的用量只占了混凝土总量的很少一部分,因此节约了工程造价和成本.并且因为钢纤维具有各种良好的性能,如较强的抗拉、抗剪、抗冲击性能,使得路面的施工质量得到了很好的保障,同时桥梁的承载能力也得到了大大的加强.为了使钢纤维充分发挥其重要作用,施工人员应严格按照有关技术标准和施工规范进行施工,合理设计混凝土中各材料的配合比,控制每一道工序的施工质量.

3.2 严格重视施工细节

项目工程施工是一项巨大的而且复杂的建筑活动,工程建设的质量受到了各方面因素的影响,因此对于工程活动中的许多细节应该予以足够的重视,细节决定了工程的施工质量.如混凝土施工后的养护问题,养护工作决定了最终的质量.一般混凝土养护时间控制在7 个工作日以内,而且在养护期间工作人员要随时观察混凝土的变化情况,定期浇水,确保混凝土不会出现干裂现象[4].另外,混凝土搅拌时也应该注意,钢纤维应先通过分散机分散,并且投料时应分级投料,投料顺序为砂、钢纤维、碎石.先干后湿,防止钢纤维混凝土结团.对于混泥土浇筑,应连续无间断,防止混凝土前后凝结不一致而出现质量问题.除了上述几点,施工中还有众多的细节需要引起重视,从而保证工程质量.

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3.3 施工工具应慎重选择

施工工具的选择同样重要,目前常用的运输工具为泵车,泵车将钢纤维混凝土运输至施工现场时,一定要一直保持轻微搅拌,防止钢纤维混凝土结团.而对于材料的搅拌,应选用强制性搅拌机,搅拌完成后使用摊铺机摊铺和平整,从而确保施工质量.

结语:

钢纤维混凝土因其独有的特点广泛用于路桥工程之中,在实际工程中应重视其施工技术,不断完善和发展钢纤维混凝土施工技术,使其更好的服务于工程建设.同时施工人员应严格控制施工工艺,提升施工技术,使得钢纤维混凝土得到更好地发展.

参考文献:

[1] 陈昌海.简述现代钢纤维混凝土在路桥施工中的应用[J].建材发展导向,2011(9).

[2] 鲁强.浅谈路桥施工中钢纤维混凝土应用技术[J].科技创新导报,2012,17:99-100.

[3] 林华.钢纤维混凝土技术在路桥工程中的应用[J].建筑,2011,19(9):83-84.

[4] 李红旗.道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨[J].中国新技术新产品,2011,17(16):45-46.

[5] 刘棣. 路桥施工中现代钢纤维砼技术的应用研究[J].中国房地产业.2015.7

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