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摘要:在现代路桥建设工程、楼房建设工程中,钢筋纤维混凝土应用十分广泛,它的优点就是价格低廉、操作简便,而且性能卓越。本文对钢筋纤维混凝土在路桥施工中的应用做了简单介绍,以期钢筋纤维混凝土施工技术得到推广。
关键词:钢筋纤维;施工技术;混凝土
Abstract: in modern road &bridge construction engineering, building construction engineering, the steel fiber concrete application is very extensive, its advantages is cheap, simple operation, and excellent performance. In this paper, the steel fiber concrete road &bridge construction in the application of simple introduction, steel fiber concrete construction technology in order to get the promotion.
Keywords: reinforced fiber; Construction technology; concrete
中图分类号:TU528.571 文献标识码:A 文章编号:
近年来,钢筋纤维混凝土在各个工程领域中都得到了广泛的应用。作为一种新型的材料,它的良好的冻融性、耐磨性等优点,可以有效的增强路桥设施的性能,所以在路桥工程中得到了大力推广。
一、 钢筋纤维混凝土所用的原材料和施工配比
1. 钢筋纤维的主要原材料
根据相关文件规定,在施工时控制标准为:要求28d抗磨度≥300h/cm,抗剪强度≥11.0MPa,抗折强度≥7.5MPa。所使用的主要原材料有:
1)水泥:水泥统一使用525# 中热水泥,水泥使用时特别注意进行安定性检验
2)外加剂:混凝土中掺入减水率在25%以上,其他品质达到GB8076《混凝土外加剂》技术要求的高效减水剂。
3)骨料:骨料最大粒径20mm,砂细度模数2.4~2.8。
4)钢筋纤维:品质应同时符合CFCS38:92中附录之规定。
2. 钢筋纤维砼施工配比
钢筋纤维的增强效果随体积掺量的增大而提高,但掺量太大,增强效果并非按正比增大,且不易满足施工要求。在铺装层实际应用中,钢筋纤维的体积掺量在1%~1.5%之间选择。作为为铺装层材料应按抗折强度为依据配合比设计。掺量确定后,由钢筋纤维混凝土抗折强度和主要因素的关系即可求出水灰比:
ffim=Rtm(0.12c/w+0.31+βtmρfLf/df)式中:
ffim-钢筋纤维混凝土配制抗折强度,MPa;
Rtm-水泥实测的28d 的抗折强度,MPa;
c/w-钢筋纤维混凝土的水灰比;
βtm-钢筋纤维对抗折强度的影响系数,依试验确定;
ρf、Lf/df-钢筋纤维的体积掺量和长细比。根据抗折强度设计值,按强度保证率为85%考虑,进行配合比和实验。达到上述指标的钢筋纤维混凝土配合比为:水灰比为0.4~0.43,钢筋纤维体积掺量为1.0%。
二、钢筋纤维混凝土施工技术
钢筋纤维混凝土的施工,按其施工方法来分有浇注钢筋纤维混凝土、喷射钢筋纤维混凝土和灌浆钢筋纤维混凝土。钢筋纤维混凝土道桥工程质量的优劣,在很大程度上取决于施工质量。因此,在钢筋纤维混凝土施工时,除了满足普通混凝土的施工要求外,还应特别重视钢筋纤维给施工带来的技术问题,确保钢筋纤维均匀分布在基体中。
1. 设置钢筋纤维分散装置
由于钢筋纤维一次性直接投入搅拌机易出现结团现象,为使钢筋纤维充分分散,宜将钢筋纤维通过分散机再进入搅拌机。分散机功率宜为0.75kW~1.0 kW,分散力宜为20kg/min~60kg/min。钢筋纤维应事先与细骨料定量拌合均匀或选择直径较粗、材质较好的纤维,并在料斗入口处设置振动筛。
2. 搅拌投料顺序和搅拌时间
为了使钢筋纤维在混凝土中分布均匀,施工中不结团,必须严格控制投料顺序、搅拌方法和时间,这是有別于普通混凝土的关键工艺,也是保证施工质量的重要环节。本项目搅拌时先将粗细骨料、钢筋纤维、水泥干拌1.5min,再加水和加剂湿拌2min,确保混凝土拌制质量。
3. 采用强制式搅拌机
钢筋纤维混凝土搅拌机,一般最好使用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。当纤维掺量较高和坍落度较小时,为不使搅拌机超负荷工作,搅拌机的利用率相应有所降低。
4. 浇注和振捣
钢筋纤维混凝土在浇注时,不得有明显的浇注接头。每次倒料必须相压15cm~20cm,使钢筋纤维混凝土保持整体连续性。同时,钢筋纤维混凝土的浇注必须连续进行。因使用插入式振动棒插入钢筋纤维混凝土进行振捣,会使钢筋纤维朝振动着的振动棒聚集,产生集束效应,为确保钢筋纤维的二维分布,宜使用平板振动器振捣成型。当采用振捣棒时,为保证边角混凝土密实,应使钢筋纤维纵向条状集束排列有利于抵抗板体收缩应力、温度应力及荷载的传递。振捣好的混凝土表面应抹平,将外露的钢筋纤维压入混凝土中,以防止露出表面的纤维锈蚀或刺人。
5. 成型
钢筋纤维混凝土具有粗骨料细、砂率大、纤维乱向分布的特点,因此钢筋纤维混凝土路面宜采用真空吸水工艺,机械抹平以防止钢筋纤维外露。采用压纹机压纹工艺以避免拉毛产生纤维外露现象。拆模后对纤维外露或漏振时,应及时处理。
6. 接缝施工
钢筋纤维混凝土的收缩性小、抗裂性能好。有条件封闭交通的施工路段,采用混凝土摊铺机可做成整幅式,不设纵缝。钢筋纤维浇筑养生达设计强度50%后切锯缩缝。
7. 运输
钢筋纤维混凝土在运输过程中,坍落度和含气量都会有损失,拌和物稠度下降。由于在运输时受到振动使钢筋纤维下沉,影响了钢筋纤维混凝土的均匀性。因此钢筋纤维混凝土的运输距离应尽量缩短,料斗出口尺寸要大一些。有条件时也可以采用泵送。4.8 养护钢筋纤维混凝土浇筑完毕,及时封闭交通,安排专人养护,避免产生干缩裂纹,养护时间不少于七天。必要时可采用塑料薄膜覆盖湿养。
三、技术经济性分析
钢筋纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的钢筋纤维所形成的一种新型的多相复合材料。它不仅具有普通混凝土的优良特性,同时显著地改善了混凝土的抗拉性能、抗弯性能、抗冲击性能、抗疲劳性能,具有较好的延性、耐磨性及抵抗裂缝的能力。其各向同性的特点和良好的抗裂性,是解决桥面铺装层早期龟裂、边角损坏问题的有效可行的技术措施;用于桥面铺装时具有缩缝少,行车舒适平稳,延长桥面的使用寿命等优点。
降低桥面铺装的自重荷载和材料用量。与普通混凝土桥面相比,在相同荷载条件下铺装厚度可减少30%~50%,既减少了工程量又降低了桥梁恒载。
加强桥面铺装与伸缩缝的连接强度。钢筋纤维混凝土路面因其优良的韧性、较强的耐冲击性保证其与伸缩缝连接钢筋牢固粘接,使伸缩缝发生的变形、位移或翘曲都较小,提高了伸缩缝的使用寿命。
在桥梁工程中,桥面铺装层应具有足够的延伸度、疲劳强度、耐久性等功能要求。因目前交通量、车辆荷重及车速的日趋增大,普通桥面铺装已难以适应这种趋势和要求,而钢筋纤维混凝土优良的抗裂、抗冲击、耐磨性能,保证了其功能性要求,加强了桥梁整体结构的安全性、可靠性和经济性。
钢筋纤维混凝土桥面铺装层铺装施工工艺简便易行,省去了原铺装层的钢筋网片及加工安装等施工环节,既节约施工成本又可以克服由于钢筋网片施工质量差而引起的桥梁早期破坏。
钢筋纤维混凝土桥面铺装层的工程造价较钢筋混凝土稍高,在厚度减薄的情况下与钢筋混凝土基本相当。但在设计年限相同的情况下,钢筋纤维混凝土铺装层提高桥面使用性能和延长使用寿命,提高公路运营效益,降低维修费用,从长期来看,降低了公路工程造价。
四、 结语
随着我国交通事业的发展,车流量的增加,桥面铺装病害日益严重,维修周期也越来越短;针对目前现状,从改善桥面铺装材料方面加强研究应用,是解决桥面病害的有效途径。重视钢筋纤维混凝土的施工,是保证其质量的重要环节。开发砂浆渗浇高含量钢筋纤维和采用聚合物浸渍钢筋纤维混凝土进一步提高钢筋纤维混凝土的物理力学性能。钢筋纤维混凝土是一种新型的优质水泥基复合材料,具有优良的力学性能,特别是抗裂、抗冲击、耐磨性能,可以实现按照使用要求设计材料的目的。对提高桥面使用性能和延长使用寿命,提高公路运营效益等,具有相当的推广应用价值。采用复合路面结构是充分发挥钢筋纤维混凝土路用性能和降低工程造价的有效途径。随着钢筋纤维生产技术的不断进步和基础理论的不断完善, 钢筋纤维混凝土在路桥工程的应用将进一步拓宽。
参考文献
[1]佟庆权等.钢筋纤维混凝土路面的施工工艺[J].水利科技与经济,2004(02).
[2]赵冠鹏.钢筋纤维混凝土应用技术研究[J].河北工业大学成人教育学院学
报,2006,(03).
[3]卢良浩.钢纤维混凝土力学特性的实验研究及其开发应用[J].浙江水利科技.2003(2)。
[4]赵国藩,彭少民,黄成迪.钢纤维混凝土结构[M].北京:中国建筑工业出版社.1999;
[5]李启励,钢纤维混凝土的特性及其应用[J].铁道建筑.2003(1);
关键词:钢筋纤维;施工技术;混凝土
Abstract: in modern road &bridge construction engineering, building construction engineering, the steel fiber concrete application is very extensive, its advantages is cheap, simple operation, and excellent performance. In this paper, the steel fiber concrete road &bridge construction in the application of simple introduction, steel fiber concrete construction technology in order to get the promotion.
Keywords: reinforced fiber; Construction technology; concrete
中图分类号:TU528.571 文献标识码:A 文章编号:
近年来,钢筋纤维混凝土在各个工程领域中都得到了广泛的应用。作为一种新型的材料,它的良好的冻融性、耐磨性等优点,可以有效的增强路桥设施的性能,所以在路桥工程中得到了大力推广。
一、 钢筋纤维混凝土所用的原材料和施工配比
1. 钢筋纤维的主要原材料
根据相关文件规定,在施工时控制标准为:要求28d抗磨度≥300h/cm,抗剪强度≥11.0MPa,抗折强度≥7.5MPa。所使用的主要原材料有:
1)水泥:水泥统一使用525# 中热水泥,水泥使用时特别注意进行安定性检验
2)外加剂:混凝土中掺入减水率在25%以上,其他品质达到GB8076《混凝土外加剂》技术要求的高效减水剂。
3)骨料:骨料最大粒径20mm,砂细度模数2.4~2.8。
4)钢筋纤维:品质应同时符合CFCS38:92中附录之规定。
2. 钢筋纤维砼施工配比
钢筋纤维的增强效果随体积掺量的增大而提高,但掺量太大,增强效果并非按正比增大,且不易满足施工要求。在铺装层实际应用中,钢筋纤维的体积掺量在1%~1.5%之间选择。作为为铺装层材料应按抗折强度为依据配合比设计。掺量确定后,由钢筋纤维混凝土抗折强度和主要因素的关系即可求出水灰比:
ffim=Rtm(0.12c/w+0.31+βtmρfLf/df)式中:
ffim-钢筋纤维混凝土配制抗折强度,MPa;
Rtm-水泥实测的28d 的抗折强度,MPa;
c/w-钢筋纤维混凝土的水灰比;
βtm-钢筋纤维对抗折强度的影响系数,依试验确定;
ρf、Lf/df-钢筋纤维的体积掺量和长细比。根据抗折强度设计值,按强度保证率为85%考虑,进行配合比和实验。达到上述指标的钢筋纤维混凝土配合比为:水灰比为0.4~0.43,钢筋纤维体积掺量为1.0%。
二、钢筋纤维混凝土施工技术
钢筋纤维混凝土的施工,按其施工方法来分有浇注钢筋纤维混凝土、喷射钢筋纤维混凝土和灌浆钢筋纤维混凝土。钢筋纤维混凝土道桥工程质量的优劣,在很大程度上取决于施工质量。因此,在钢筋纤维混凝土施工时,除了满足普通混凝土的施工要求外,还应特别重视钢筋纤维给施工带来的技术问题,确保钢筋纤维均匀分布在基体中。
1. 设置钢筋纤维分散装置
由于钢筋纤维一次性直接投入搅拌机易出现结团现象,为使钢筋纤维充分分散,宜将钢筋纤维通过分散机再进入搅拌机。分散机功率宜为0.75kW~1.0 kW,分散力宜为20kg/min~60kg/min。钢筋纤维应事先与细骨料定量拌合均匀或选择直径较粗、材质较好的纤维,并在料斗入口处设置振动筛。
2. 搅拌投料顺序和搅拌时间
为了使钢筋纤维在混凝土中分布均匀,施工中不结团,必须严格控制投料顺序、搅拌方法和时间,这是有別于普通混凝土的关键工艺,也是保证施工质量的重要环节。本项目搅拌时先将粗细骨料、钢筋纤维、水泥干拌1.5min,再加水和加剂湿拌2min,确保混凝土拌制质量。
3. 采用强制式搅拌机
钢筋纤维混凝土搅拌机,一般最好使用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。当纤维掺量较高和坍落度较小时,为不使搅拌机超负荷工作,搅拌机的利用率相应有所降低。
4. 浇注和振捣
钢筋纤维混凝土在浇注时,不得有明显的浇注接头。每次倒料必须相压15cm~20cm,使钢筋纤维混凝土保持整体连续性。同时,钢筋纤维混凝土的浇注必须连续进行。因使用插入式振动棒插入钢筋纤维混凝土进行振捣,会使钢筋纤维朝振动着的振动棒聚集,产生集束效应,为确保钢筋纤维的二维分布,宜使用平板振动器振捣成型。当采用振捣棒时,为保证边角混凝土密实,应使钢筋纤维纵向条状集束排列有利于抵抗板体收缩应力、温度应力及荷载的传递。振捣好的混凝土表面应抹平,将外露的钢筋纤维压入混凝土中,以防止露出表面的纤维锈蚀或刺人。
5. 成型
钢筋纤维混凝土具有粗骨料细、砂率大、纤维乱向分布的特点,因此钢筋纤维混凝土路面宜采用真空吸水工艺,机械抹平以防止钢筋纤维外露。采用压纹机压纹工艺以避免拉毛产生纤维外露现象。拆模后对纤维外露或漏振时,应及时处理。
6. 接缝施工
钢筋纤维混凝土的收缩性小、抗裂性能好。有条件封闭交通的施工路段,采用混凝土摊铺机可做成整幅式,不设纵缝。钢筋纤维浇筑养生达设计强度50%后切锯缩缝。
7. 运输
钢筋纤维混凝土在运输过程中,坍落度和含气量都会有损失,拌和物稠度下降。由于在运输时受到振动使钢筋纤维下沉,影响了钢筋纤维混凝土的均匀性。因此钢筋纤维混凝土的运输距离应尽量缩短,料斗出口尺寸要大一些。有条件时也可以采用泵送。4.8 养护钢筋纤维混凝土浇筑完毕,及时封闭交通,安排专人养护,避免产生干缩裂纹,养护时间不少于七天。必要时可采用塑料薄膜覆盖湿养。
三、技术经济性分析
钢筋纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的钢筋纤维所形成的一种新型的多相复合材料。它不仅具有普通混凝土的优良特性,同时显著地改善了混凝土的抗拉性能、抗弯性能、抗冲击性能、抗疲劳性能,具有较好的延性、耐磨性及抵抗裂缝的能力。其各向同性的特点和良好的抗裂性,是解决桥面铺装层早期龟裂、边角损坏问题的有效可行的技术措施;用于桥面铺装时具有缩缝少,行车舒适平稳,延长桥面的使用寿命等优点。
降低桥面铺装的自重荷载和材料用量。与普通混凝土桥面相比,在相同荷载条件下铺装厚度可减少30%~50%,既减少了工程量又降低了桥梁恒载。
加强桥面铺装与伸缩缝的连接强度。钢筋纤维混凝土路面因其优良的韧性、较强的耐冲击性保证其与伸缩缝连接钢筋牢固粘接,使伸缩缝发生的变形、位移或翘曲都较小,提高了伸缩缝的使用寿命。
在桥梁工程中,桥面铺装层应具有足够的延伸度、疲劳强度、耐久性等功能要求。因目前交通量、车辆荷重及车速的日趋增大,普通桥面铺装已难以适应这种趋势和要求,而钢筋纤维混凝土优良的抗裂、抗冲击、耐磨性能,保证了其功能性要求,加强了桥梁整体结构的安全性、可靠性和经济性。
钢筋纤维混凝土桥面铺装层铺装施工工艺简便易行,省去了原铺装层的钢筋网片及加工安装等施工环节,既节约施工成本又可以克服由于钢筋网片施工质量差而引起的桥梁早期破坏。
钢筋纤维混凝土桥面铺装层的工程造价较钢筋混凝土稍高,在厚度减薄的情况下与钢筋混凝土基本相当。但在设计年限相同的情况下,钢筋纤维混凝土铺装层提高桥面使用性能和延长使用寿命,提高公路运营效益,降低维修费用,从长期来看,降低了公路工程造价。
四、 结语
随着我国交通事业的发展,车流量的增加,桥面铺装病害日益严重,维修周期也越来越短;针对目前现状,从改善桥面铺装材料方面加强研究应用,是解决桥面病害的有效途径。重视钢筋纤维混凝土的施工,是保证其质量的重要环节。开发砂浆渗浇高含量钢筋纤维和采用聚合物浸渍钢筋纤维混凝土进一步提高钢筋纤维混凝土的物理力学性能。钢筋纤维混凝土是一种新型的优质水泥基复合材料,具有优良的力学性能,特别是抗裂、抗冲击、耐磨性能,可以实现按照使用要求设计材料的目的。对提高桥面使用性能和延长使用寿命,提高公路运营效益等,具有相当的推广应用价值。采用复合路面结构是充分发挥钢筋纤维混凝土路用性能和降低工程造价的有效途径。随着钢筋纤维生产技术的不断进步和基础理论的不断完善, 钢筋纤维混凝土在路桥工程的应用将进一步拓宽。
参考文献
[1]佟庆权等.钢筋纤维混凝土路面的施工工艺[J].水利科技与经济,2004(02).
[2]赵冠鹏.钢筋纤维混凝土应用技术研究[J].河北工业大学成人教育学院学
报,2006,(03).
[3]卢良浩.钢纤维混凝土力学特性的实验研究及其开发应用[J].浙江水利科技.2003(2)。
[4]赵国藩,彭少民,黄成迪.钢纤维混凝土结构[M].北京:中国建筑工业出版社.1999;
[5]李启励,钢纤维混凝土的特性及其应用[J].铁道建筑.2003(1);