摘  要:通过介绍钢纤维混凝土在道路桥梁施工中的应用流程和对钢纤维混凝土的性能及其影响因素进行分析,并结合钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的实际应用情况,对钢纤维混凝土这种全新的复合性材料有了一个较全面的认识,这对钢纤维混凝土在道路桥梁工程实际应用具有一定的参考价值和工程借鉴意义。

关键词:钢纤维混凝土;道路桥梁;复合性材料

中图分类号:U445     文献标识码:A     文章编号:1671-2064(2019)24-0000-00

钢纤维混凝土是一种全新的土木工程建设施工材料,其不仅具备传统混凝土的基本性能,还具备较好的抗折性能、抗压性能、抗疲劳性能、抗冲击性能与较小的收缩率,这些性能促使其在道路桥梁建设工程中具有稳定的应用优势。近年来,钢纤维混凝土在我国各地区的公路、市政道路、桥梁等不同的建设工程中得到广泛的应用与好评。建设、施工单位要想在道路桥梁建设工程中充分发挥钢纤维混凝土的效用,就要明确钢纤维混凝土的性能及其影响因素,掌握钢纤维混凝土的搅拌技术、浇筑技术与振捣技术。此外,钢纤维混凝土技术被应用于道路路面、桥梁路面、路桥罩面及道桥局部加固等多个工程环节,用以提升道路桥梁工程质量。

1钢纤维混凝土施工工艺

钢纤维混凝土在道路桥梁工程施工中的应用主要分为以下5个步骤。

第一,要结合实际施工情况准备道路桥梁的施工材料和拌和设备,其中包括:水泥、水、粗骨料、细骨料,混凝土拌合站。工作人员要根据施工需求选择强度合适的水泥,并严格检查粗、细骨料的级配、针片状颗粒含量、最大粒径、质地、细度模数、有害物质含量及含泥量等,还要确保搅拌用水的卫生与纯净,避免存在生活废水、工业污水及含酸量较高的水[4]。

第二,钢纤维混凝土拌和。要充分拌和混凝土,施工人员要在确定材料无误后,将各种材料根据设计配比进行生产钢纤维混凝土,并将其进行取样分析,根据检测与实验结果对拌合站各项参数进行调整,确保钢纤维混凝土按设计配比生产。在此过程中,工作人员要保证操作的科学性与实验性,杜绝出现依靠经验配比拌合的情况,避免由于疏忽而出现的材料错配、少配及漏配等情况。工作人员还要在采样配比实验结果显示无误后对大量的材料进行拌和,并且在拌和的过程中,工作人员要多次调整钢纤维混凝土材料中的含水量。拌和时采用先干拌后湿拌的搅拌顺序,干拌时间为45s,湿拌时间不小于50s,钢纤维混凝土坍落度宜控制在180~200mm。

第三,钢纤维混凝土运输。要将成品钢纤维混凝土运输至施工位置,工作人员要结合不同的施工要求、标准与实际施工场地情况选择合理的运输方式和运输路线及运输工具,以保证钢纤维混凝土运输方式的科学性与合理性[5]。举个例子,若需要进行垂直运输,则工作人员需要采用提升架、起重机等大型运输机械设备;若现场进行小范围的运输,则选用小型翻斗车等小规格的运输工具即可。

第四,钢纤维混凝土浇筑。工作人员在进行浇筑处理之前,要对施工所用的模版与钢筋进行充分的检查,确保符合钢纤维混凝土的浇筑条件,保证钢纤维混凝土浇筑方法的合理性。在实际浇筑过程中,施工人员需要将原料下落高度调整至≤1米,若超过1米需要采用辅助设备如溜槽、窜筒等;若施工人员选用分层浇筑法,则需要充分考虑钢筋的密度与实际结构,并分别设计每一层的浇筑高度。

第五,钢纤维混凝土振捣。施工人员在浇筑之后还要对其机械振捣,以促使钢纤维混凝土均匀分布,结构密实。施工人员要结合实际工程情况选择人工振捣与机械振捣,若工程量较小,则可以选用人工振捣;若工程量较大,则需要考虑到施工周期问题,选择机械振捣,振捣与普通混凝土振捣无异,钢纤维混凝土振捣后需密实,且无离析现象。

2 钢纤维混凝土在道路桥梁施工中的应用技术

2.1钢纤维混凝土的搅拌技术

钢纤维混凝土在应用于道路桥梁工程施工中需要经过搅拌技术处理,搅拌技术处理的主要目的就是要将钢纤维混凝土中钢纤维成分均匀地分布在混凝土的各个部分,提升钢纤维混凝土的整体性能。在道路桥梁工程施工的实际过程中,工作人员需要利用机械设备对钢纤维混凝土进行搅拌,机械设备主要为:强制式搅拌机与反锥式搅拌机[2]。另外,工作人员需要对机械设备进行灵活操作,将不同的原料分次投放并搅拌,要注意的是工作人员需要保持匀速搅拌,确保各部分受力均匀。

2.2钢纤维混凝土的浇筑技术与振捣技术

将钢纤维混凝土技术应用于道路桥梁工程施工中,除了要进行搅拌处理之外,还要进行浇筑处理与振捣处理。工作人员在对钢纤维混凝土进行浇筑处理时,首先要保证浇筑部分不存在明显的接头,然后要针对浇筑部位进行不停的持续浇灌,以保证钢纤维能够二维分布。工作人员在对钢纤维混凝土进行振捣技术处理时,首先要根据实际施工情况选择合适的振捣棒,并且将钢纤维以纵向形态排列,从而保证钢纤维混凝土的边角部位紧密,促使该部位的收缩力、荷载力及温度应力互相作用,共同提升道路桥梁的使用质量[3]。

3 钢纤维混凝土的性能及影响因素

3.1钢纤维混凝土的性能分析

钢纤维混凝土就是在传统混凝土中均匀地加入一定数量的钢纤维,并对其进行硬化处理,从而得出具备钢纤维与混凝土双重性能的施工材料。由于其与传统混凝土不同的成分结构,其具备更加优越的物理性能。相较于传统混凝土,钢纤维混凝土的强度与重量的比值更大,还具有更大强度的抗拉性、抗弯性与抗压性,这是由于钢纤维混凝土中含有一定含量的钢纤维成分,此时其中的单抽抗拉性比之前提升45%左右,抗弯极限强度比之前提升了50%-150%。钢纤维混凝土还具备较好的抗冲击能力,当钢纤维混凝土中的钢纤维掺入量为0.8%-2.0%的比例时,钢纤维混凝土中的冲击韧性指标为从传统混凝土中的50-100倍。另外,钢纤维混凝土具有较好的变形性能,钢纤维的掺入不仅仅提升了混凝土的刚性性能,还充分提升了混凝土的柔性性能,提高了对抗拉弹性模量[1]。

3.2钢纤维混凝土的性能影响因素分析

钢纤维混凝土由于其不同的组成结构及成分,其性能收到多种不同的因素影响,如:砂率、减水剂含量、粗骨料最大粒径、钢纤维掺入量、钢纤维长、钢纤维类型及掺和料等,其中的钢纤维掺入量、掺入类型与纤维长径比是影响钢纤维混凝土的主要因素。

4钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的实际应用

4.1钢纤维混凝土技术在道路路面中的应用

钢纤维混凝土技术可以应用在道路路面施工中,通过特殊的施工工艺形成复合型钢纤维混凝土路面。一般情况下,复合型钢纤维混凝土路面分为两层路面和三层路面,其中两层路面就是在道路路面的基本结构之上加设一层钢纤维混凝土,施工人员要保证混凝土位于原有路面上方的40%至60%的位置;而三层路面则是分别在基础路面的上层和下层两个空间位置敷设钢纤维混凝,形成“钢纤维混凝层—普通混凝土层—钢纤维混凝层”的结构,这种三层的应用技术较为复杂,但其结构的稳定性与强度好,一般来说,三层的钢纤维混凝土应用方法主要应用在机械化水平较高的区域[6]。

4.2钢纤维混凝土在桥梁路面的应用

钢纤维混凝土技术可以应用在桥梁路面施工中,由于钢纤维混凝土的特殊结构与成分,其具备较强的冲击性。相较于普通混凝土,钢纤维混凝土中的钢纤维成分只要达到0.8-2.0%,其本身具备的冲击性可高达传统传统混凝土的50-100倍,因此,将钢纤维混凝土技术应用与桥梁路面中,可有效提高桥梁路面的坚固程度,不仅能够延长桥梁路面的使用周期,还能够有效增强桥梁路面的抗裂性与抗折度,提高桥梁路面的整体服务性能[7]。

4.3钢纤维混凝土在路桥罩面中的应用

钢纤维混凝土技术还可以应用在路桥罩面环节的施工中,钢纤维混凝土中含有一定量的钢纤维成分,有效提升了混凝土本身的综合性能,促使钢纤维混凝土能够很好的抑制温度应力作用,避免产生路面裂缝的情况。因此,施工人员可以利用钢纤维混凝土对路桥进行罩面保护,结合实际情况,分别选用分离式、结合式及直接式的处理方法,将罩面面层与路桥的混凝土路面进行粘合,形成一个全新的路桥混凝土层,提高路桥路面的服务性能,延长路桥路面的使用周期[8]。

4.4钢纤维混凝土在道桥局部的加固应用

钢纤维混凝土技术还可以应用在道桥局部加固的施工中,在桥梁工程的实际施工过程中,若是没有掌控好施工材料的配比,很容易产生桥面板、墩台及桥梁裂缝等情况。面临这种突发情况,工作人员可以在其中应用钢纤维混凝土技术,结合实际情况选择合适型号的喷射机,对桥梁板、梁柱及墩台等部位进行钢纤维混凝土材料的喷射,喷射范围为5cm~20cm之间的钢纤维混凝土,从而修补因为动载而出现的表面剥落、桥梁墩台、表面损坏以及桥面板裂缝的情况,这种加固方式既增加了路桥施工中所需要的抗震要求,又加固了路桥施工中的桥梁整体结构,从而保证桥梁总体结构的稳定与完整。

4.5钢纤维混凝土在预制桩的应用

在预制桩施工中桩顶以及桩尖在大多数情况下都是利用钢纤维混凝土来增强局部硬度的,这样不仅可以很大程度的提高桩的穿透性,还可以使得打击速度得到明显的改善,有效的减少了锤击数量,节约了人力物力的同时也节省了大量现金。钢纤维混凝土的好处是可以使桩顶的韧性和抗打击性得到飞跃性的提升,这样在避免了桩顶破裂发生的同时,还增强了桩尖本身的入土能力,从而使得打击质量和打击速度都得到了明显提升。

5结语

总而言之,钢纤维混凝土作为一种全新的复合性建筑施工材料,将其应该于道路桥梁工程施工中,不仅能够有效提升道路桥梁工程施工质量,降低道路桥梁施工成本,还能够促进道路桥梁施工技术的进步,推动我国道路桥梁工程建设的发展。建设、施工单位在道路桥梁工程中应用钢纤维混凝土技术时,要充分考虑钢纤维混凝土的影响因素,结合道路桥梁的实际施工情况,科学、合理的将其应用于实际施工环节中。

参考文献

[1]王俊.混凝土施工技术在桥梁工程施工中的应用[J].居舍,2019(13):60.

[2]王琛.钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用[J].智能城市,2019,5(08):173-174.

[3]祁武帮.钢纤维混凝土技术在桥梁施工中的应用探微[J].居舍,2019(07):65.

[4]钟海荣,廖海燕.公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术分析[J].黑龙江交通科技,2019,42(01):146-147.

[5]蒋永庆.钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用[J].四川建材,2019,45(01):125-127.

[6]李洪震.道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用分析[J].智能城市,2018,4(24):147-148.

[7]严钶,宋林广.钢纤维混凝土技术在桥梁施工中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2018(33):142.

[8]伍忠林.关于道路和桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用研究[J].建材与装饰,2018(47):255-256.

收稿日期:2019-07-10

作者简介:龚勇(1976—),男,[A1]本科,高级工程师,研究方向:路桥工程。