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摘要:钢纤维混凝土是一种性能较好的新型水泥复合材料, 可以根据实际工程条件选择使用。在目, 前的实践中, 钢纤维混凝土取得了比较好的应用效果, 极大提高了路面、桥面的铺设质量, 在很大程度上促进了我国道路桥梁建设的发展。本文探讨了道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用。
关键词:道路桥梁;施工;钢纤维混凝土;技术;应用
中图分类号:K928文献标识码: A
路桥施工工程中钢纤维混凝土施工技术的应用具有重要的作用和地位,并且能取得很好的利用效果,这主要是由于钢纤维混凝土具有力学强度、很好的韧性以及很强的耐磨性和耐久性,这些性能都是能增强路桥工程项目施工质量。不管是在路面施工还是桥梁施工中利用钢纤维混凝土施工技术,都能达到理想的施工效果,提升路桥施工质量,确保路桥施工项目的使用寿命。
一、钢纤维混凝土的主要特性
1、 抗压、抗拉、抗弯、抗冲击性能强
钢纤维混凝土主要由钢纤维和传统混凝土构成,在混凝土中,钢纤维不规则分布,这样的分布有利于加强钢纤维混凝土抗压、抗拉、抗弯、抗冲击性能。实验研究钢纤维混凝土在路桥施工中的应用,结果表明:在混凝土中适当加入钢纤维,可以有效提高50%~150%抗弯与40%~50%单轴抗拉的极限强度,若钢纤维在混凝土中的含量为0.8%~2.O%,抗冲击可达普通混凝土的50~100倍极限强度。在钢纤维混凝土中,钢纤维消耗量很小,比例约为0.8%~2.0%,钢纤维本身并不能有效提高混凝土抗压强度,但在混凝土中适当加入钢纤维后,混凝土整体抗压破坏形式出现明显变化,虽然受到破坏后会碎,但不会散,因此混凝土结构抗压性能显著加强。
2、 抗裂、抗剪性能强
传统混凝土开裂荷载与极限荷载无明显差异,但钢纤维混凝土即使出现开裂荷载,其荷载还是能够保持增大趋势。在一定程度上来说,如果钢纤维混凝土体积增大,那么其开裂荷载、极限荷载与韧性均能增大。对钢纤维混凝土的剪切性能进行直接剪切试验检验,实验数据结果表明:钢纤维混凝土基体错动移位后,仍然具有良好的承载能力,承载强度为400~800mpa。
3、 抗冻、耐磨性能强
钢纤维具有较强的伸缩能力,可以随着温度的变化伸缩,因此,对比传统混凝土,钢纤维混凝土能够很好的抑制由于温度应力导致的路桥桥面裂缝和扩张情况,这表明钢纤维混凝土抗冻、耐磨性能强。
4、 改善混凝土变形性能
在混凝土中适当加入钢纤维,可以有效改善混凝土长期收缩变形性能,且能显著提高混凝土抗拉弹性模量,此外,还能使混凝土收缩率降低10%~30%。
二、道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用
1、拌合技术
拌和是保证钢纤维混凝土在混凝土基体中均匀分布的重要环节,因此,钢纤维混凝土道路施工须采用机械搅拌,一般采用强制式或反锥式搅拌机,为保证钢纤维混凝土搅拌均匀,防止钢纤维结团,采取先干后湿的工艺。其投料顺序为:砂-钢纤维-石子-水泥的顺序投料。首先在搅拌机里干拌1~2min,在加水湿拌2min左右。总搅拌时间控制在6min 内。搅拌时间过长会形成纤维结团,且每次的搅拌量控制在搅拌机容量的1/3 以下。
2、运料
钢纤维混凝土运输采用自卸运输车,由于钢纤维混凝土在运输过程中受到振动,使钢纤维下沉、坍落度和含气量都会有损失,影响钢纤维混凝土的均匀性,因此,应尽量缩短运送的时间和距离,运输中要防止钢纤维混凝土受污染,运输的最长时间以试验提供的水泥初凝时间并给予施工留有足够的操作時间为限。
3、浇筑
在混合料运输到达前,要安装好路槽模板,直接将混合料倒入路槽模板中,通过人工找平,在混合料投放时要避免大量堆积,浇筑过程要保持连续性,避免产生裂缝,影响接缝隙表面排列。有时,在公路的表面降落的雨水应通过两侧排走,避免出现积雨,积水,影响交通。此时钢筋混泥土在路面上的合理应用,使得纵坡平缓,坡面不会受到冲刷,采用向合理的方向排水。在路堤较高,边坡坡面易遭受表面冲刷的情况下,应设置混泥土挡水带,通过合理排水泄水。
4、振捣
钢纤维混凝土的振捣机具宜用平板振捣器。若板厚在0. 2m 以内可一次摊铺成型,振动时间一般以表面振出砂浆、混合料不再下沉为度,严禁漏振,再用两端置于外侧模板的振动梁,沿摊铺方向振动压平,振动过程中,多余混合料被刮出,低凹处应随时补足,最后用置于两侧模板上的无缝钢管,沿纵向滚压一遍,确保路面的平整度。
5、成型
由于钢纤维混凝土具有纤维乱向分布、砂率大等特点,在振捣结束后经常会出现钢纤维外露情况,为了避免这种现象,应采用真空吸水工艺,对钢纤维混凝土表面进行机械抹平。通常采用压纹工艺即压纹机处理,以此防止出现拉毛进而导致纤维外露情况。拆模结束后,若出现纤维外露或是漏振情况,必须立即进行有效的处理。
6、抗折强度
每铺筑400m3的钢纤维混凝土,制作两组抗折试件(以作7d和28d龄期强度试验),每增铺1000m3~2000m3钢纤维混凝土,增做1组试件,备作验收或检查后期强度时用,试件在现场与路面相同条件下进行湿法养护,施工中应及时测定7d龄期试件强度,检查是否达到28d龄期强度的70%以上,如达不到应查明原因,采取措施达到设计强度要求。
7、平整度
除满足各级公路路面平整度要求外,从钢纤维混凝土路面运营安全性和可靠性考虑,钢纤维混凝土路面整平后的面板表面10~30mm深度内还应保证钢纤维应基本处于平面分布状态,不直立、不翘头,保证路面磨损后裸露的钢纤维不扎轮胎。 钢纤维混凝土隧道路面表面与水泥混凝土路面表面在功能要求上大致相同,主要满足抗滑、耐磨及平
8、表面处理。
为防止钢纤维外露或竖直伸出表面,以保证车辆及行人安全,在整平前可用凸棱的金属压滚或其它方法,将竖起或外露的钢纤维压入后再整平,抹面和压纹时也不得将钢纤维带出,抹平的表面应在初凝前进行压纹和拉毛,压纹和拉毛工具,宜使用压滚和刷子,不得使用竹扫帚。道路切缝宜采用割缝机割出要求深度的槽口,割槽时间不宜过早或过迟,在钢纤维抹面后12~48 小时左右,抗压强度达到5~10MPa 作为切缝时间。
9、 养生。
钢纤维混凝土与普通混凝土一样,应及时养生。当混凝土抹面2 小时后,当其表面具有一定硬度,用手指轻压不出现痕迹时,可以开始养生。可采用草袋、麻袋或湿砂(约20~30mm)覆盖于混凝土表面,每天均匀洒水数次,使其保持潮湿状态,养护不得低于7 天。也可用不透水的薄膜粘附于表面,从而阻止混凝土中水分蒸发,以保证钢纤维混凝土的水化作用正常进行。
综上所述,钢钎维混凝土即使是当前道路桥梁施工过程中最常用的技术,它不仅操作过程方便,而且可以大幅度的提升混凝土在使用中的强度,在路桥施工的过程中,运用钢纤维混凝土技术能够使得道路桥梁在抗压能力和荷载水平上都有很大的提高,这样技术的应用还能够减少以后对桥梁的维护费用,完全符合我们国家的可持续发展战略,所以我们必须要加大对钢钎维混凝土技术上的研究,充分的了解其性能,加大对科技上的革新,加强对施工的质量控制,确保每一个环节都符合我们国家对建筑行业的有关规定,合理的进行施工,才能够争取到最高的社会效益。
参考文献:
[1]梁旭东.钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用[J].中国新技术新产品,2010(14):94-95.
[2]舒畅.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用分析[J].科技资讯,2010(28):101.
[3]温昌鑫.分析钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用[J].广东科技,2012,21(07):99-100.
[4]陈天山.基于路桥施工中钢纤维混凝土施工技术的分析[J].建材与装饰,2013(26):250-251.
关键词:道路桥梁;施工;钢纤维混凝土;技术;应用
中图分类号:K928文献标识码: A
路桥施工工程中钢纤维混凝土施工技术的应用具有重要的作用和地位,并且能取得很好的利用效果,这主要是由于钢纤维混凝土具有力学强度、很好的韧性以及很强的耐磨性和耐久性,这些性能都是能增强路桥工程项目施工质量。不管是在路面施工还是桥梁施工中利用钢纤维混凝土施工技术,都能达到理想的施工效果,提升路桥施工质量,确保路桥施工项目的使用寿命。
一、钢纤维混凝土的主要特性
1、 抗压、抗拉、抗弯、抗冲击性能强
钢纤维混凝土主要由钢纤维和传统混凝土构成,在混凝土中,钢纤维不规则分布,这样的分布有利于加强钢纤维混凝土抗压、抗拉、抗弯、抗冲击性能。实验研究钢纤维混凝土在路桥施工中的应用,结果表明:在混凝土中适当加入钢纤维,可以有效提高50%~150%抗弯与40%~50%单轴抗拉的极限强度,若钢纤维在混凝土中的含量为0.8%~2.O%,抗冲击可达普通混凝土的50~100倍极限强度。在钢纤维混凝土中,钢纤维消耗量很小,比例约为0.8%~2.0%,钢纤维本身并不能有效提高混凝土抗压强度,但在混凝土中适当加入钢纤维后,混凝土整体抗压破坏形式出现明显变化,虽然受到破坏后会碎,但不会散,因此混凝土结构抗压性能显著加强。
2、 抗裂、抗剪性能强
传统混凝土开裂荷载与极限荷载无明显差异,但钢纤维混凝土即使出现开裂荷载,其荷载还是能够保持增大趋势。在一定程度上来说,如果钢纤维混凝土体积增大,那么其开裂荷载、极限荷载与韧性均能增大。对钢纤维混凝土的剪切性能进行直接剪切试验检验,实验数据结果表明:钢纤维混凝土基体错动移位后,仍然具有良好的承载能力,承载强度为400~800mpa。
3、 抗冻、耐磨性能强
钢纤维具有较强的伸缩能力,可以随着温度的变化伸缩,因此,对比传统混凝土,钢纤维混凝土能够很好的抑制由于温度应力导致的路桥桥面裂缝和扩张情况,这表明钢纤维混凝土抗冻、耐磨性能强。
4、 改善混凝土变形性能
在混凝土中适当加入钢纤维,可以有效改善混凝土长期收缩变形性能,且能显著提高混凝土抗拉弹性模量,此外,还能使混凝土收缩率降低10%~30%。
二、道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用
1、拌合技术
拌和是保证钢纤维混凝土在混凝土基体中均匀分布的重要环节,因此,钢纤维混凝土道路施工须采用机械搅拌,一般采用强制式或反锥式搅拌机,为保证钢纤维混凝土搅拌均匀,防止钢纤维结团,采取先干后湿的工艺。其投料顺序为:砂-钢纤维-石子-水泥的顺序投料。首先在搅拌机里干拌1~2min,在加水湿拌2min左右。总搅拌时间控制在6min 内。搅拌时间过长会形成纤维结团,且每次的搅拌量控制在搅拌机容量的1/3 以下。
2、运料
钢纤维混凝土运输采用自卸运输车,由于钢纤维混凝土在运输过程中受到振动,使钢纤维下沉、坍落度和含气量都会有损失,影响钢纤维混凝土的均匀性,因此,应尽量缩短运送的时间和距离,运输中要防止钢纤维混凝土受污染,运输的最长时间以试验提供的水泥初凝时间并给予施工留有足够的操作時间为限。
3、浇筑
在混合料运输到达前,要安装好路槽模板,直接将混合料倒入路槽模板中,通过人工找平,在混合料投放时要避免大量堆积,浇筑过程要保持连续性,避免产生裂缝,影响接缝隙表面排列。有时,在公路的表面降落的雨水应通过两侧排走,避免出现积雨,积水,影响交通。此时钢筋混泥土在路面上的合理应用,使得纵坡平缓,坡面不会受到冲刷,采用向合理的方向排水。在路堤较高,边坡坡面易遭受表面冲刷的情况下,应设置混泥土挡水带,通过合理排水泄水。
4、振捣
钢纤维混凝土的振捣机具宜用平板振捣器。若板厚在0. 2m 以内可一次摊铺成型,振动时间一般以表面振出砂浆、混合料不再下沉为度,严禁漏振,再用两端置于外侧模板的振动梁,沿摊铺方向振动压平,振动过程中,多余混合料被刮出,低凹处应随时补足,最后用置于两侧模板上的无缝钢管,沿纵向滚压一遍,确保路面的平整度。
5、成型
由于钢纤维混凝土具有纤维乱向分布、砂率大等特点,在振捣结束后经常会出现钢纤维外露情况,为了避免这种现象,应采用真空吸水工艺,对钢纤维混凝土表面进行机械抹平。通常采用压纹工艺即压纹机处理,以此防止出现拉毛进而导致纤维外露情况。拆模结束后,若出现纤维外露或是漏振情况,必须立即进行有效的处理。
6、抗折强度
每铺筑400m3的钢纤维混凝土,制作两组抗折试件(以作7d和28d龄期强度试验),每增铺1000m3~2000m3钢纤维混凝土,增做1组试件,备作验收或检查后期强度时用,试件在现场与路面相同条件下进行湿法养护,施工中应及时测定7d龄期试件强度,检查是否达到28d龄期强度的70%以上,如达不到应查明原因,采取措施达到设计强度要求。
7、平整度
除满足各级公路路面平整度要求外,从钢纤维混凝土路面运营安全性和可靠性考虑,钢纤维混凝土路面整平后的面板表面10~30mm深度内还应保证钢纤维应基本处于平面分布状态,不直立、不翘头,保证路面磨损后裸露的钢纤维不扎轮胎。 钢纤维混凝土隧道路面表面与水泥混凝土路面表面在功能要求上大致相同,主要满足抗滑、耐磨及平
8、表面处理。
为防止钢纤维外露或竖直伸出表面,以保证车辆及行人安全,在整平前可用凸棱的金属压滚或其它方法,将竖起或外露的钢纤维压入后再整平,抹面和压纹时也不得将钢纤维带出,抹平的表面应在初凝前进行压纹和拉毛,压纹和拉毛工具,宜使用压滚和刷子,不得使用竹扫帚。道路切缝宜采用割缝机割出要求深度的槽口,割槽时间不宜过早或过迟,在钢纤维抹面后12~48 小时左右,抗压强度达到5~10MPa 作为切缝时间。
9、 养生。
钢纤维混凝土与普通混凝土一样,应及时养生。当混凝土抹面2 小时后,当其表面具有一定硬度,用手指轻压不出现痕迹时,可以开始养生。可采用草袋、麻袋或湿砂(约20~30mm)覆盖于混凝土表面,每天均匀洒水数次,使其保持潮湿状态,养护不得低于7 天。也可用不透水的薄膜粘附于表面,从而阻止混凝土中水分蒸发,以保证钢纤维混凝土的水化作用正常进行。
综上所述,钢钎维混凝土即使是当前道路桥梁施工过程中最常用的技术,它不仅操作过程方便,而且可以大幅度的提升混凝土在使用中的强度,在路桥施工的过程中,运用钢纤维混凝土技术能够使得道路桥梁在抗压能力和荷载水平上都有很大的提高,这样技术的应用还能够减少以后对桥梁的维护费用,完全符合我们国家的可持续发展战略,所以我们必须要加大对钢钎维混凝土技术上的研究,充分的了解其性能,加大对科技上的革新,加强对施工的质量控制,确保每一个环节都符合我们国家对建筑行业的有关规定,合理的进行施工,才能够争取到最高的社会效益。
参考文献:
[1]梁旭东.钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用[J].中国新技术新产品,2010(14):94-95.
[2]舒畅.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用分析[J].科技资讯,2010(28):101.
[3]温昌鑫.分析钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用[J].广东科技,2012,21(07):99-100.
[4]陈天山.基于路桥施工中钢纤维混凝土施工技术的分析[J].建材与装饰,2013(26):250-251.