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摘要:钢纤维混凝土作为一种新型的施工材料,在市政路桥工程施工中得到广泛应用,为了使其获得进一步推广和应用,本文首先阐述了钢纤维混凝土的优点,并在此基础上对市政路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术要点分析探讨,为市政路桥工程质量提供有力保障。
关键词:市政路桥;钢纤维混凝土;施工技术;要点
中图分类号:TV331文献标识码: A
引言
随着当今科学技术的不断发展,钢纤维混凝土在市政路桥建设中的使用越来越广泛,钢纤维混凝土是一种高质量的新型复合材料,它的基础理论不断地完善,随着生产技术的不断进步,这种新型复合材料得到了基本的普及。钢纤维混凝土可以使路桥工程的应用逐步拓宽,在市政路桥施工当中,复合路面结构可以使钢纤维混凝土路面的性能充分地发挥,且能降低工程成本,做到物尽其材。随着钢纤维技术理论和实践的不断完善,它将成为保障市政路桥建设的重要技术。
1 钢纤维混凝土的优点
在现代市政道路桥面、桥梁结构中钢纤维混凝土已经得到广泛的应用,其力学性能、化学稳定性、轻质高强、方便快捷、疲劳寿长等优点。
(1)优越的抗拉、抗弯、抗剪强度。钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入短钢纤维形成的一种新型复合型材料,这些钢纤维能够提高混凝土的抗拉强度49%-80%、抗弯强度60%-120%、抗剪强度50%-100%。钢纤维混凝土在受到外荷载的作用时,首先是由混凝土承受外荷载,甚至发生开裂的现象。后期外荷载作用时,混凝土横跨面裂缝的钢纤维则成为外荷载主要的主要承受者,通常情况下钢纤维受到再大的外荷载作用,也只是发生变形,而没有对整体破坏路面,只有当整个钢纤维拔出才对路面造成破坏。所以钢纤维的抗拉强度使整体路面抗荷载性能都会增强。
(2)优良的抗冲击。钢纤维混凝土的纤维掺入量为0.8-2.0时,抗冲击的强度就能提高40-100倍。
(3)抗冻性能。并且具有良好的阻止、抑制因温度应力引起的裂缝和扩展。尤其是抗冻性能好,在混凝土中掺入一定的钢纤维可以让路面变薄,而且其他性能不变。这个性能具有很强的经济性能。
(4)收缩性能。钢纤维混凝土比普通混凝土收缩率低7%-9%。
(5)抗疲劳性能。当掺有1.5% 钢纤维抗弯疲劳寿命为1×106次时,应力比为0.68,而普通混凝土仅为0.51;当掺有2% 钢纤维混凝土抗压疲劳寿命达2×106 次时,应力比为0.92,而普通混凝土仅为0.56。
(6)抗腐蚀性。钢纤维在空气、污水、海水等 腐蚀环境中具有着良好的耐腐蚀性,即使暴露在海水和污水中5年后试件碳化深度小于5mm。当钢纤维的表面涂有复环氧树脂或镀锌时,更提高了耐腐蚀性。所以钢纤维混凝土能够能够运用于海、河桥梁墩等构件的结构层。
(7)抗震性。高强度的抗拉力、断裂韧性、抗疲劳性等都说明了钢纤维混凝土能够用于抗震结构的框架节点等部位。
2 市政路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术要点
2.1 钢纤维混凝土搅拌
在应用钢纤维混凝土进行路桥施工的过程中,混凝土的搅拌是一个非常重要的环节,其质量优劣直接关系到整体施工质量。
(1)合理确定投料顺序并控制好搅拌时间。为了避免钢纤维出现结团的情况,应当采取分级的方法进行投料,并遵循先干后湿的原则,具体的投料顺序如下:水泥→粗骨料→细骨料→钢纤维。投料完毕后,混合料应当先在攪拌机内干拌1min左右,随后加入适量的水和外加剂再搅拌2min 即可。
(2)设置钢纤维分散装置。在钢纤维混凝土的搅拌过程中,若是将所有的钢纤维一次性投入到搅拌机当中,很容易造成结团的情况发生,为了确保钢纤维能够充分分散,可以使钢纤维先通过分散机,然后再进入到搅拌机内。通常情况下,分散机的功率不宜超出110kw,并将分散量控制在每分钟20-60公斤左右。同时,应当事先将钢纤维与细骨料以一定的比例拌合均匀。
(3)选用强制式搅拌机。在实际搅拌过程中,应当尽可能选用强制式搅拌机或是双锥反转式出料搅拌机。
2.2 运输
当钢纤维混凝土拌合完毕之后,应当及时运往施工现场,在运送过程中可以采用自卸式汽车,并保证在最短的时间内运达目的地,这样可以防止因运输时间过长而影响钢纤维混凝土的均匀性。同时,在运输途中应当尽可能避免激烈的振动,还应防止钢纤维受到污染,最长的运输时间应以水泥的初凝时间,并为施工预留出足够时间为限。
2.3 浇筑与振捣
在对钢纤维混凝土进行浇筑的过程中,严禁出现明显的浇注接头,每次进行倒料时应当使新老料之间相压15-20cm,这样做可以使钢纤维混凝土保持整体连续性,有助于防止裂缝的产生。施工时要确保钢纤维混凝土浇筑的连续性,在没有特殊情况时,尽可能不要临时中断,以免影响钢纤维混凝土的整体浇筑质量。由于钢纤维混凝土在刚刚浇筑完成后,内部的钢纤维处于不稳定的状态,当采用插入式振捣帮对其进行振捣时,会导致钢纤维向振动棒聚集,这样一来很容易产生出集束效应,为了保证钢纤维的二维分布,应当使用平板振动器对浇筑完毕的钢纤维混凝土进行振捣。如果因为施工条件限制,不得不采用振捣棒进行振捣时,为了确保边角的混凝土达到一定的密实程度,应当使钢纤维呈纵向条状集束排列,这有利于抵抗结构收缩产生的应用。此外,对于完成振捣后的混凝土应当进行表面抹平,并将露在混凝土外部的钢纤维压入到混凝土当中,这样能够防止外露的钢纤维被锈蚀。
2.4 切缝与养护
钢纤维混凝土浇筑完成后应当及时进行养护,并在其强度达到设计强度50% 时用切割机进行切缝,在没有特殊要求的前提下,切缝深度可控制在3cm 左右,并每隔5m 左右设置一道切缝,同时,要确保施工缝与伸缩缝的设计位置,填缝材料可以选用石油沥青。钢纤维混凝土初凝后可以采用洒水的方式进行养护,待其终凝后应用麻袋进行整体性覆盖,每日洒水养护1-2遍,这样有助于保持混凝土处于潮湿状态,养护时间可控制在10-15 天左右,不可过多也不可过少,以免影响混凝土的整体质量。
2.5 施工注意事项
在采用钢纤维混凝土进行路桥施工时,应当对以下几点加以注意:
(1)在全截面的路面施工中,钢纤维混凝土中的钢纤维掺入量应当控制在0.7-1.3%这一范围内,其厚度应当控制在普通混凝土路面铺设厚度的50% 左右,此时的路面能够达到最佳的抗冲击性能。同时,在双车道上不需要设置纵缝,这主要是因为横缝的间距多数在20-30m 左右,缩缝较少。
(2)为了确保工程施工质量,在对钢纤维混凝土进行搅拌和浇筑施工的检查过程中,应当认真对原材料的质量进行检查,同时,应当按照每日的实际用量对配置情况进行及时调整,以免造成浪费。在钢纤维混凝土拌合时,应当每隔一段时间对拌合物的均匀性进行检查,若是发现颜色不一或是钢纤维结团,应及时进行处理。此外,当搅拌完成后,应当对路桥的施工现场进行取样,并通过对钢纤维混凝土坍落度和保水性的观察,确保路桥施工质量。
结束语
钢纤维能够在市政路桥广泛应用表明它在性能上具有绝对的优越性,现在已经为市政路桥建设取得了良好的经济效益和社会效益,特别是在路桥工程施工中,它的各方面性能要远远高于普通混凝土,只要在具体施工中采用合理的施工技术,并控制好施工质量,便可以有效确保工程的整体质量。钢纤维混凝土的应用对于促进我国路桥工程建设发展具有非常重要的现实意义。
参考文献:
[1]程庆过,高路彬.钢纤维混凝土理论及应用[M].北京:中国铁道出版社,1999
[2]张志明.浅谈钢纤维混凝土施工技术在路桥建设中的应用[J]. 建筑与文化(学术版),2013
[3]邹为民.市政路桥建设中钢纤维混凝土施工技术的运用研究[J].建材发展导向,2013
关键词:市政路桥;钢纤维混凝土;施工技术;要点
中图分类号:TV331文献标识码: A
引言
随着当今科学技术的不断发展,钢纤维混凝土在市政路桥建设中的使用越来越广泛,钢纤维混凝土是一种高质量的新型复合材料,它的基础理论不断地完善,随着生产技术的不断进步,这种新型复合材料得到了基本的普及。钢纤维混凝土可以使路桥工程的应用逐步拓宽,在市政路桥施工当中,复合路面结构可以使钢纤维混凝土路面的性能充分地发挥,且能降低工程成本,做到物尽其材。随着钢纤维技术理论和实践的不断完善,它将成为保障市政路桥建设的重要技术。
1 钢纤维混凝土的优点
在现代市政道路桥面、桥梁结构中钢纤维混凝土已经得到广泛的应用,其力学性能、化学稳定性、轻质高强、方便快捷、疲劳寿长等优点。
(1)优越的抗拉、抗弯、抗剪强度。钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入短钢纤维形成的一种新型复合型材料,这些钢纤维能够提高混凝土的抗拉强度49%-80%、抗弯强度60%-120%、抗剪强度50%-100%。钢纤维混凝土在受到外荷载的作用时,首先是由混凝土承受外荷载,甚至发生开裂的现象。后期外荷载作用时,混凝土横跨面裂缝的钢纤维则成为外荷载主要的主要承受者,通常情况下钢纤维受到再大的外荷载作用,也只是发生变形,而没有对整体破坏路面,只有当整个钢纤维拔出才对路面造成破坏。所以钢纤维的抗拉强度使整体路面抗荷载性能都会增强。
(2)优良的抗冲击。钢纤维混凝土的纤维掺入量为0.8-2.0时,抗冲击的强度就能提高40-100倍。
(3)抗冻性能。并且具有良好的阻止、抑制因温度应力引起的裂缝和扩展。尤其是抗冻性能好,在混凝土中掺入一定的钢纤维可以让路面变薄,而且其他性能不变。这个性能具有很强的经济性能。
(4)收缩性能。钢纤维混凝土比普通混凝土收缩率低7%-9%。
(5)抗疲劳性能。当掺有1.5% 钢纤维抗弯疲劳寿命为1×106次时,应力比为0.68,而普通混凝土仅为0.51;当掺有2% 钢纤维混凝土抗压疲劳寿命达2×106 次时,应力比为0.92,而普通混凝土仅为0.56。
(6)抗腐蚀性。钢纤维在空气、污水、海水等 腐蚀环境中具有着良好的耐腐蚀性,即使暴露在海水和污水中5年后试件碳化深度小于5mm。当钢纤维的表面涂有复环氧树脂或镀锌时,更提高了耐腐蚀性。所以钢纤维混凝土能够能够运用于海、河桥梁墩等构件的结构层。
(7)抗震性。高强度的抗拉力、断裂韧性、抗疲劳性等都说明了钢纤维混凝土能够用于抗震结构的框架节点等部位。
2 市政路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术要点
2.1 钢纤维混凝土搅拌
在应用钢纤维混凝土进行路桥施工的过程中,混凝土的搅拌是一个非常重要的环节,其质量优劣直接关系到整体施工质量。
(1)合理确定投料顺序并控制好搅拌时间。为了避免钢纤维出现结团的情况,应当采取分级的方法进行投料,并遵循先干后湿的原则,具体的投料顺序如下:水泥→粗骨料→细骨料→钢纤维。投料完毕后,混合料应当先在攪拌机内干拌1min左右,随后加入适量的水和外加剂再搅拌2min 即可。
(2)设置钢纤维分散装置。在钢纤维混凝土的搅拌过程中,若是将所有的钢纤维一次性投入到搅拌机当中,很容易造成结团的情况发生,为了确保钢纤维能够充分分散,可以使钢纤维先通过分散机,然后再进入到搅拌机内。通常情况下,分散机的功率不宜超出110kw,并将分散量控制在每分钟20-60公斤左右。同时,应当事先将钢纤维与细骨料以一定的比例拌合均匀。
(3)选用强制式搅拌机。在实际搅拌过程中,应当尽可能选用强制式搅拌机或是双锥反转式出料搅拌机。
2.2 运输
当钢纤维混凝土拌合完毕之后,应当及时运往施工现场,在运送过程中可以采用自卸式汽车,并保证在最短的时间内运达目的地,这样可以防止因运输时间过长而影响钢纤维混凝土的均匀性。同时,在运输途中应当尽可能避免激烈的振动,还应防止钢纤维受到污染,最长的运输时间应以水泥的初凝时间,并为施工预留出足够时间为限。
2.3 浇筑与振捣
在对钢纤维混凝土进行浇筑的过程中,严禁出现明显的浇注接头,每次进行倒料时应当使新老料之间相压15-20cm,这样做可以使钢纤维混凝土保持整体连续性,有助于防止裂缝的产生。施工时要确保钢纤维混凝土浇筑的连续性,在没有特殊情况时,尽可能不要临时中断,以免影响钢纤维混凝土的整体浇筑质量。由于钢纤维混凝土在刚刚浇筑完成后,内部的钢纤维处于不稳定的状态,当采用插入式振捣帮对其进行振捣时,会导致钢纤维向振动棒聚集,这样一来很容易产生出集束效应,为了保证钢纤维的二维分布,应当使用平板振动器对浇筑完毕的钢纤维混凝土进行振捣。如果因为施工条件限制,不得不采用振捣棒进行振捣时,为了确保边角的混凝土达到一定的密实程度,应当使钢纤维呈纵向条状集束排列,这有利于抵抗结构收缩产生的应用。此外,对于完成振捣后的混凝土应当进行表面抹平,并将露在混凝土外部的钢纤维压入到混凝土当中,这样能够防止外露的钢纤维被锈蚀。
2.4 切缝与养护
钢纤维混凝土浇筑完成后应当及时进行养护,并在其强度达到设计强度50% 时用切割机进行切缝,在没有特殊要求的前提下,切缝深度可控制在3cm 左右,并每隔5m 左右设置一道切缝,同时,要确保施工缝与伸缩缝的设计位置,填缝材料可以选用石油沥青。钢纤维混凝土初凝后可以采用洒水的方式进行养护,待其终凝后应用麻袋进行整体性覆盖,每日洒水养护1-2遍,这样有助于保持混凝土处于潮湿状态,养护时间可控制在10-15 天左右,不可过多也不可过少,以免影响混凝土的整体质量。
2.5 施工注意事项
在采用钢纤维混凝土进行路桥施工时,应当对以下几点加以注意:
(1)在全截面的路面施工中,钢纤维混凝土中的钢纤维掺入量应当控制在0.7-1.3%这一范围内,其厚度应当控制在普通混凝土路面铺设厚度的50% 左右,此时的路面能够达到最佳的抗冲击性能。同时,在双车道上不需要设置纵缝,这主要是因为横缝的间距多数在20-30m 左右,缩缝较少。
(2)为了确保工程施工质量,在对钢纤维混凝土进行搅拌和浇筑施工的检查过程中,应当认真对原材料的质量进行检查,同时,应当按照每日的实际用量对配置情况进行及时调整,以免造成浪费。在钢纤维混凝土拌合时,应当每隔一段时间对拌合物的均匀性进行检查,若是发现颜色不一或是钢纤维结团,应及时进行处理。此外,当搅拌完成后,应当对路桥的施工现场进行取样,并通过对钢纤维混凝土坍落度和保水性的观察,确保路桥施工质量。
结束语
钢纤维能够在市政路桥广泛应用表明它在性能上具有绝对的优越性,现在已经为市政路桥建设取得了良好的经济效益和社会效益,特别是在路桥工程施工中,它的各方面性能要远远高于普通混凝土,只要在具体施工中采用合理的施工技术,并控制好施工质量,便可以有效确保工程的整体质量。钢纤维混凝土的应用对于促进我国路桥工程建设发展具有非常重要的现实意义。
参考文献:
[1]程庆过,高路彬.钢纤维混凝土理论及应用[M].北京:中国铁道出版社,1999
[2]张志明.浅谈钢纤维混凝土施工技术在路桥建设中的应用[J]. 建筑与文化(学术版),2013
[3]邹为民.市政路桥建设中钢纤维混凝土施工技术的运用研究[J].建材发展导向,2013