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摘要：本文从聚丙烯纤维混凝土的性能入手，结合具体的案例，对桥面铺装混凝土中聚丙烯纤维的配比实验进行了分析，实验结果表明，将聚丙烯纤维掺入到桥面铺装混凝土中抗渗性、抗折等都很强。
关键词：桥面铺装；聚丙烯纤维；应用
前言
在桥面铺装施工中，混凝土是必不可少的，而混凝土的抗拉强度很低，极易出现裂缝。而聚丙烯纤维混凝土的出现，能够有效解决这一问题，因其抗拉、抗折。抗渗等性能强的优势，在我国现代桥面铺装施工中得到了广泛应用。
1 桥面铺装时聚丙烯纤维的作用
桥梁有其自身的极限承载力，每天来往车辆非常多，本身就会对桥梁结构造成影响，一旦超过了桥梁的荷载，在应力比较集中的混凝土处就会受到拉应力而开裂，从而反射到沥青铺装层表面出现裂缝。纵向裂缝不同于横向裂缝，其多发于空心桥中。空心桥的整体构造情况与一般的桥梁存在很大的差异，如果产生裂缝，会加速桥梁损坏、老化，使桥梁的负荷能力降低，导致桥梁无法正常使用。而在桥面铺装混凝土层掺入聚丙烯纤维就能够很好的解决这一问题。
1.1 增韧阻裂
在混凝土初步硬化时，水泥会与水发生化学反应产生晶体，从而使混凝土体积收缩。并且，在后期额阶段混凝土会因内部水分正反而出现干缩。若是干缩、收缩所出现的内部拉应力比水泥基体的抗拉强度要大，则会引发裂缝，如果在混凝土中加入了聚丙烯纤维，其裂缝在发展时会被纤维所阻挡，抑制裂缝扩大化，提升混凝土的韧性，能够起到良好的增韧阻裂的效果[1]。
1.2 抗渗
由上分析可知，在混凝土中加入能够有效抑制混凝土的裂缝问题。同时，在混凝土中大量纤维的存在起到了很好的承接骨料的作用，有效防止了混凝土表层泌水和集料发生离析，提升了混凝土的抗渗性能。
1.3 抗冲击
因为聚丙烯纤维抗拉强度很高，且极限拉伸率比混凝土的要高，所以，在遇到冲击荷载时，能够吸收大量的能量，减少受集中应力的影响，抑制了混凝土裂缝的进一步扩张，提高了混凝土的抗冲击性能[2]。
2 工程案例分析
某大桥全长约为417m，全宽约25m，中间分隔带的宽度约为3m.桥面是复合桥面，是由一般的水泥混凝土与沥青混凝土构成。该桥早在20年前就已经建成运营，在近几年，发现箱梁、翼板有渗水问题，并且桥面铺装层水泥混凝土有裂缝，为此，决定对桥面进行翻修，在水泥混凝土中掺入聚丙烯纤维。
2.1 聚丙烯纤维混凝土设计
2.1.1 材料
聚丙烯纤维主要使用的是美国的杜拉纤维；水泥是一般的；硅酸盐水泥；粗骨集料是一些石灰岩碎石，是5-25mm的连续级配；细集料使用的的是中粗河砂；外加剂使用的是复合高效性的减水剂[3]。
2.1.2 配合比设计
在设计时强度指标以抗压及抗折强度为准。在配合比设计时的影响因素主要有水胶比、砂率等等，依据相关的技术标准来配比，确定配合比。其中，混凝土的拌合物塌落度应该控制在50mm左右，粘聚。保水性能要达到了工程施工要求；混凝土强度等级是C50，抗渗等级为W6以上。
2.2 施工工艺
在施工之前对所使用的材料都要进行严格的审核，保证材料的使用性能，尤其是水泥的选择、配比、钢筋的选用，位置的摆放等。为了保证桥面聚丙烯纤维混凝土可以与裂缝处有效结合起来，在正式施工之前，先应该做好箱梁顶部混凝土凿毛工作，使用清水将结合面清洗干净，保证混凝土界面没有杂物，再使用鼓风机将结合面的浮层吹干净，并且，在具体施工时，要保证结合面是湿润的，之后在进行防裂钢筋网片的安装，再进行纤维混凝土浇筑[4]。
在正式施工时要对当天砂、碎石的含量进行测量，并完成施工配合比的计算工作。在配比时，水、碎石等各材料都应该准确的计量，先投放碎石、砂、水泥最后，投放聚丙烯纤维与水，并将各材料进行拌和。可以采用平板式振捣法，再使用振动梁再次振捣。在拌和时间上若是一般的水泥混凝土时间要长些，保证聚丙烯纤维混凝土的均匀性。在配比完成后，使用手推车在拌合物运送到现场，并将拌合物摊平整。在混凝土开始凝结时，要使用圆盘式进行精抹，使混凝土表层变得更加平整，没有浮浆。等到聚丙烯纤维混凝土收浆以后，要立刻用彩条布进行遮盖，但必须要注意彩布条不能粘到混凝土。
桥面铺装施工是为了保护桥面不受损，降低桥面受外界压力的影响。但不管是使用哪种铺装措施，不可避免的都会对桥面造成一些损耗，而这些损耗也是后期裂缝、渗透等问题产生的主要因素[5]。许多施工单位在完成桥面铺装后，都并未及时采用有效措施对桥面加以保护，这也进一步加大了桥面病害产生的几率。裂缝病害的产生并非短时间内形成的，而是经过不断积累形成的。如果在桥梁施工时，前期工作做得不到位，就会埋下安全隐患。当桥梁投入使用后，桥面承受力超出了自身可以承受的极限值，就会出现裂，加之，在早期阶段该种混凝土的强度很高，必须要及时做好养护。在其凝固后的1-3天内做好洒水养护，7天内做好湿润养护，尤其是终凝前切莫不能让车辆或行人通行。并且，还要不定期对桥梁进行检查，若是在检查的过程中发现了问题，要及时采用有效措施加以解决，以免问题扩大化，延长桥梁的使用寿命[6]。
2.3 工程质量评述
为了保证该项工程施工的质量，在施工之前做了很多次的室内纤维混凝土的试配工作，严格按照相关的技术标准、要求来施工，认真做好了材料的计量工作，并对混凝土的塌落度进行了测量，加强养护。表1为施工现场随机抽样强度试验结果。结果显示：在3天时，该种纤维混凝土的抗压、抗折性能都符合设计要求，经过现场测试，在该种纤维混凝土表层并没有发现裂缝。试验结果表明，在桥面铺装层混凝土中掺入聚丙烯纤维是非常成功的。
3 结论
（1）在桥面铺装层混凝土结构中加入聚丙烯纤维之后，可以有效改善混凝土的抗拉性能，提升了桥面铺装层抗裂能力。
（2）在混凝土中加入了聚丙烯纤维，其裂缝在发展时会被纤维所阻挡，抑制裂缝扩大化，提升混凝土的韧性，起到增韧阻裂的效果。
（3）因为桥面是受荷载冲击压力最直接的部分，将聚丙烯纤维添加到桥面混凝土结构中，能够有效提升桥面混凝土结果的抗冲击性，所以，对于桥面铺装层而言，聚丙烯纤维的作用非常大。
（4）当将聚丙烯纤维加入道桥面铺装混凝土结构中，会出现增稠效益，所以，在实际施工时相关人员还要对纤维混凝土的这一特征引起重视。
参考文献
[1]阎培渝，姚燕.水泥基复合材料科学与技术[J].北京：中国建材工业出版社，2014，12（08）：129-135.
[2]赖水生.聚丙烯纤维混凝土在石圳大桥桥面铺装修复中的综合运用研究[J].北京：中国建材工业出版社，2017，10（12）：321-327.
[3]黄秋锋.聚丙烯纤维混凝土机理研究及在桥面铺装中的应用[J].黑龙江交通科技，2018，16（02）：431-437.
[4]王新，郭小军.聚丙烯纤维混凝土机理研究及在桥面铺装中的应用[J].科技信息，2017，12（16）：225-236.
[5]王东，贾栋，刘庆利.聚丙烯纤维混凝土在桥梁养护桥面铺装中的应用[J].科技与企业，2017，10（22）：126-135.
[6]何承义，王景波，杨扬.桥面铺装低掺聚丙烯纤维混凝土耐久性试验与分析[J].地震工程与工程振动，201712（08）：251-269.
论文作者:黄启,朱斌泉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/10/8
标签：混凝土论文; 桥面论文; 裂缝论文; 聚丙烯纤维论文; 桥梁论文; 水泥论文; 纤维论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;