刘宏
摘 要：本文在分析了硫铝酸盐钢纤维混凝土的材料性能特点，通过在桥梁加固工程中的实际应用，分析了钢钎维砼的优点和在桥面铺装施工中应注意的事项，以及砼的各项施工性能等，为更好的推广打好基础。并结合具体桥面铺装维修工程实例，分析了钢纤维混凝土在公路桥涵维修中的应用，为进一步研究此技术在桥涵维修方面奠定了理论基础。
关键词：硫铝酸盐钢纤维混凝土；桥面铺装维修；应用
中图分类号：U445.71 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）21-0089-01
随着经济建设与公路交通事业的迅速发展，国道干线公路超载车辆越来越多，行驶速度也越来越快，在超载车辆的长期作用下，我段管养G312线K2316+200处的龙沟桥等四座桥桥面铺装破损较为严重。经过我段对此病害进行分析，桥面铺装层出现破损，主要原因是原桥面钢筋砼铺装层出现小面积松散，在车辆的碾压下，松散部位加剧破坏，造成空心板板顶出现了空洞，致使沥青铺装层出现了破损。在这种情况下，我段采用了硫铝酸盐钢钎维砼重新做了桥面铺装，完全满足行车安全要求。
1 硫铝酸盐钢纤维混凝土材料性能及组成
1.1 硫铝酸盐钢纤维混凝土配合比
桥面维修混凝土标号为C40。钢纤维掺量：每方混凝土中掺入50公斤，硫铝酸盐水泥用量：每方混凝土加入硫铝酸盐水泥400公斤。在桥面铺装中设计配合比为：水泥：砂：石子：水1：1.88：2.83：0.4，外加剂主要是减水剂和缓凝剂，外加剂掺量为水泥用量的3%。
1.2 钢纤维混凝土的性能
钢纤维能够阻止混凝土裂缝的发展及延伸，提高了混凝土的抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度，大大改善了混凝土结构的耐久性。钢纤维混凝土中乱向分布的短纤维主要作用是阻碍混凝土内部微裂缝的扩展和阻止宏观裂缝的发生和发展，因此对于其抗拉强度和主要由主拉应力控制的抗剪、抗弯、抗扭强度等有明显的改善作用。
1.3 硫铝酸盐钢纤维混凝土的组成材料
硫铝酸盐钢纤维混凝土是由短钢纤维、硫铝酸盐水泥、砂、石和水以及必要的外加剂按一定的比例配制经凝结硬化后形成的复合材料。钢纤维混凝土中的砂和石起骨架作用。钢纤维均匀地分散于骨料周围，主要起增强、增韧、限裂和阻裂作用。
（1）钢纤维。为增强砂浆或混凝土而加入的、长度和直径在一定范围内的细钢丝。常用截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10～60毫米，直径为0.2～0.6毫米，长径比为30～100。钢纤维长度太短起不到增强作用，太长则施工较困难，影响拌合物的质量，直径过细易在拌合过程中被弯折，过粗则在同体积率时，其增强效果较差。混凝土中掺加适量的钢纤维，可提高其抗拉、抗弯强度，并大幅度地提高其韧性和抗冲击强度。
（2）硫铝酸盐水泥在钢纤维混凝土中是一种胶结材料，具有早强、高强、凝结时间短、微膨胀、干缩率低、抗冻融、抗渗、低碱、耐腐蚀等一系列优异性能。因此，硫铝酸盐水泥是钢纤维混凝土的重要组成材料。本项目采用的水泥是甘肃景泰景顺水泥厂生产的快硬硫铝酸盐水泥。
（3）砂又称细骨料，用于填充碎石等粗骨料的空隙并同时组成钢纤维混凝土的骨架。
（4）石料。钢纤维混凝土所用的石料，通常选用碎石。因碎石的颗粒表面较粗糙，富有棱角，能产生良好的机械嵌锁作用，与水泥浆有较强的粘结力。钢纤维混凝土所用的骨料粒径，最大粒径不宜大于20mm。骨料的级配应符合要求，否则会影响钢纤维混凝土拌合料的流动性和水泥的用量。
（5）水。凡能饮用的水和洁净的天然水均可用于钢纤维混凝土的配制。
（6）外加剂。在混凝土中加入适量的外加剂，能提高混凝土质量，改善混凝土性能，减少混凝土用水量，节约水泥，降低成本，加快施工进度。在本项目上使用的外加剂主要是减水剂和缓凝剂。减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。缓凝剂能延缓混凝土凝结硬化时间，便于施工。缓凝剂会对混凝土1～3d早期强度有所降低，但对后期强度的正常发展并无影响。本项目使用的缓凝剂为硼砂（十六合四硼酸），采用硫铝酸盐水泥，给施工带来的最大困难就是初凝时间过短，混合料拌合后不到半小时就开始凝结，无法保证施工。在施工过程中我们在现场所做试验时，不加入缓凝剂，25分钟就开始初凝，没有时间完成砼浇筑的其它工序，只有加入缓凝剂才能保证施工顺利进行。经过大量试验我们确定缓凝剂的最佳掺量是水泥用量的1%～1.5%之间。
2 硫铝酸盐钢钎维砼桥面铺装主要施工工艺
2.1 施工顺序
准备工作→钢筋帮扎→混凝土搅拌→砼运输→桥面铺装砼摊铺→砼振捣→振动梁振平砼→砼养生。
2.2 桥面处理
施工时首先要求清除桥面所有杂物，用清水清洗桥面，确保桥面干净无杂物。
2.3 硫铝酸盐钢纤维砼的拌和
硫铝酸盐钢纤维砼在施工中采用强制式拌和机进行拌和，钢纤维在砼搅拌过程中添加。每投料一次的量应用计量器严格计量，掺量应严格按照设计要求掺入。在本项目中钢钎维的设设计掺量为每m3砼50千克。在钢钎维砼施工时要注意保证所使用的混凝土标号及塌落度符合相关要求标准；按设计要求将钢纤维掺入混凝土；在掺加钢纤维时，保证搅拌机一直旋转；掺加后全速旋转搅拌罐（3到5分钟）。
2.4 硫铝酸盐钢钎维钢纤维混凝土的铺设和振捣，抹平
浇筑钢纤维混凝土时采用传统方法。在混凝土浇筑过程中，要对钢纤维混凝土进行振捣，以保证混凝土密实，并且增强混凝土和钢纤维之间的锚固。钢纤维混凝土表面提浆（采用振动棒或振动梁）需及时进行，应在混凝土初凝前用浆覆盖掉露头的钢纤维。
2.5 养护
硫铝酸盐钢钎维砼养护，采用养生布进行养护，因砼终凝时间较短，在气温较高时，砼浇筑4小时后就要开始进行养生，对铺装层砼洒水湿润后就开始覆盖养生布，保持表面湿润3天，就可以进行下道工序施工了。
3 施工体会
通过本项目的实施，使我们对硫铝酸盐钢钎维砼的施工有了进一步的认识，对硫铝酸盐水泥，钢钎维等新材料的性能有了一个全面的掌握，通过试验发现钢钎维砼的优越性主要表面在以下几方面：
（1）钢纤维的掺入对混凝土抗压强度影响较小，提高幅度大约在15%左右，但对于抗剪强度、抗拉强度、抗弯强度均产生明显的增强效果，在一定的掺入量范围内，随着钢纤维掺入量的提高，其增强效果近似线性增加。
（2）钢纤维混凝土的疲劳强度比普通混凝土有显著提高，这是由于钢纤维能约束在重复载荷作用下裂缝与微细裂纹的发展。这种特点，尤其适用于路桥工程。
（3）钢纤维混凝土的耐磨性能比普通混凝土有一定的提高，当钢纤维掺入量为1.5%时，耐磨性能提高34%。耐久性是多数建筑材料与结构工程的基本性能。当材料暴露于冻融环境时，其耐久性就更为重要。实验表明，钢纤维混凝土的耐久性比普通混凝土要高出许多。
4 结语
本文通过硫铝酸盐钢钎维砼在桥梁加固维修工程中的应用，总结了钢钎维砼的特点以及施工中应注意的事项，分析了钢纤维混凝土在公路桥涵维修应用中的实用性、经济性，为进一步研究此技术在桥涵维修方面奠定了理论基础。
参考文献
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