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摘要:随着我国城市化进程的快速发展,路桥建设已成为我国交通事业发展的重要建设项目,它对国家经济与社会的发展进步起到了重要作用,路桥施工质量也越来越受到人们的关注与重视,因其直接关系到人民的生产、生活,以及出行安全等方方面面的正常运转。目前,我国的路桥施工建设中,由于常规混凝在热胀冷缩的情况下易出现裂缝的现象,不仅影响了工程质量,还危及到人身安全,造成各方面的经济损失,因此,提高混凝土的使用性能成为科研项目与工程施工的重点研究方向,通过不懈的努力,钢纤维混凝土技术被科学而合理地运用到路桥施工建设中,并有效解决了路桥建设的安全性问题,发挥出巨大的使用价值,由此促进了我国交通事业的发展。
关键词:市政路桥;钢纤维混凝土;施工技术
一、钢纤维混凝土的优点
1、抗拉、抗弯、抗冲击性能强
钢纤维混凝土是一种复合型混凝土,通过在普通的混凝土当中加入一定比例的钢纤维,能够大幅度提高混凝土的抗拉、抗弯方面的性能,在一定程度上提高混凝土抗压方面的能力,较为适合在进行道路和桥梁的施工时进行使用。想要达到预期的增强效果,需要合理控制钢纤维的混合比例、分布情况、混凝土的粘结强度以及钢纤维的长径比等诸多因素,根据实际的工程需要,进行混凝土的配比和搅拌,最终达到理想的抗拉、抗弯等方面的实际效果。值得注意的是钢纤维本身并不能有效提高混凝土抗压强度,但在混凝土中适当加入钢纤维后,混凝土整体抗压破坏形式出现明显变化,虽然受到破坏后会碎,但不会散,因此混凝土结构抗压性能显著加强。
2、抗裂、抗剪性能强
普通的混凝土在受到重压之后会发生开裂或变形,荷载能力有限,对于经常经过重车的路段和桥梁的实用性不强,为了安全起见需要经常进行修补,而钢纤维混凝土的出现刚好解决了这一问题。钢纤维混凝土即使出现开裂荷载,其荷载还是能够保持增大趋势。在一定程度上来说,如果钢纤维混凝土体积增大,那么其开裂荷载、极限荷载与韧性均能增大。对钢纤维混凝土的剪切性能进行直接剪切试验检验,实验数据结果表明钢纤维混凝土基体错动移位后,仍然具有良好的承載能力。
3、抗冻、抗变形和耐磨方面的性能强
钢具有一定的回弹性和伸缩能力,在承受较大的压力使会发生变形,但通常不会轻易断裂,外界的温度发生变化时,钢纤维也能随着温度的变化而变化。所以钢纤维混凝土具有较好的抗冻、抗高温、抗变形等方面的能力,能够有效避免道路和桥梁出现裂缝和变形。相比于普通的混凝土而言,钢纤维混凝土还具有较强的耐磨性能。在混凝土中适当加入钢纤维,可以有效改善混凝土长期收缩变形性能,且能显著提高混凝土抗拉弹陛模量,此外,还能使混凝土收缩率降低。
二、市政路桥工程钢纤维混凝土技术的应用
1、钢纤维混凝土的配合比
在路桥工程施工中,钢纤维混凝土的配合比不仅要满足路桥设计的抗拉、抗压等强度,还要满足路桥设计的抗腐蚀、抗冲击、抗冻以及耐热等性能,并且要符合施工要求的和易性。因此,为了提高混凝土的性能,必须对钢纤维和混凝土的配比进行合理地调整。同时,按照路面设计的标准,对混凝土的抗拉、抗压和抗折等强度进行确定,这样就可以确定在混凝土中掺入钢纤维的量。在混凝土中所掺入钢纤维的量,可以通过绝对体积法或假定质量密度法进行计算,然后对其试配配比进行确定。当确定钢纤维混凝土的试配配合比后,需要进行拌合物性能试验,按照公路工程施工的需要,合理调整拌合物的用水量和砂率。最后,根据强度试验的结果,对水灰比和钢纤维体积进行合理地调整,从而可以确定钢纤维混凝土的配合比。
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2、钢纤维混凝土的拌和
路桥工程中,可以通过机械拌合的方式进行钢纤维混凝土的拌合。如果钢纤维混凝土体积率较高且拌合物稠度较大,每一次钢纤维的搅拌量应低于额定搅拌量的80%,这样就可以防止纤维结团现象的出现。为了确保钢纤维混凝土搅拌的质量,不仅要确保钢纤维分布的均匀,还要先干后湿地搅拌。对于钢纤维混凝土来说,其搅拌投料的顺序为粗集料、钢纤维、细集料、水泥,在拌合过程中要不断加入钢纤维,通常将拌合分三次。然后,将全部材料干拌均匀后,再加水进行湿拌。对于钢纤维混凝土的确定,可以根据现场搅拌实验进行确定,其搅拌时间应比普通混凝土长1~2min;其搅拌方式应采用先干拌后加水的方法,其干拌时间应高于1.5min。
3、钢纤维混凝土的运输、浇筑
钢纤维混凝土的运输、浇筑在路桥工程施工中是非常重要的环节。钢纤维混凝土的运输,可以采用与普通混凝土同样的运输方式。在钢纤维混凝土运输过程中,要防止拌合物离析现象的出现,若有离析现象产生,一定要进行二次搅拌。对于钢纤维混凝土的浇筑来说,其过程与普通混凝土浇筑过程较相似,但与普通混凝土的流动性相比,钢纤维混凝土的流动性较弱。由于钢纤维混凝土的浇筑水平对其整体性和致密性具有直接的影响,所以一定要确保钢纤维混凝土结构的连续性和其分布的均匀性,并且不允许浇筑施工在一个规定连续浇筑区域内中断,要求拌合料从搅拌机卸出到浇筑完毕时间应低于30min。另外,在钢纤维浇筑过程中,因其在边角处易出现蜂窝现象,所以一定要避免拌合料干涩加水现象的产生,并使用振捣棒对边角处进行捣实。当对结构构件进行浇筑振捣时,要防止钢纤维露出构件表面现象的出现。
4、钢纤维混凝土的振捣
路桥工程施工中,可以采用平板振捣器进行钢纤维混凝土的振捣。如果板厚在0.2m之内,可以一次摊铺成型,一般其振捣的时间应以其表面振出砂浆、混合料不再下沉为标准,在这过程中要避免漏振现象的产生。然后,使用外侧模版的振动梁沿摊铺方向对钢纤维混凝土进行振动压平,在钢纤维混凝土振动过程中,要将多余的混凝土刮掉,及时补足低凹处,再使用置于两侧模板上的无缝钢管沿纵向进行滚压一遍,这样可以提高公路路面的平整度,从而确保整个公路建设的质量。
5、钢纤维混凝土的整平、养护
(1)由于钢纤维混凝土采用了一定比例的粗骨料,则其具有较大的含沙量,钢纤维在混凝土中的乱向分布,使混凝土的整平显得十分重要。当钢纤维混凝土振捣密实后,对于位于表面的石子和钢纤维和竖起的钢纤维,可以使用表面带凸棱的金属圆滚将其压下去,再使用金属圆滚对其表面进行滚压和整平,直到钢纤维表面没有泌水现象产生时,可以使用金属抹刀将其抹平,并要求在其表面不得有裸露钢纤维以及留有浮浆现象的出现。另外,在钢纤维混凝土初凝前,可以使用刷子和压滚等拉毛工具对其表面进行拉毛处理,在这过程中不得将钢纤维带出。(2)与普通混凝土相比,钢钎维混凝土两者所采用的养护方法是相同。对于特殊工程和构件来说,其养护必须要与工程设计和有关规定相符合。
结束语
钢纤维混凝土是一种新型的混凝土材料,其应用在生产和施工中还需要进一步的规范和完善,钢纤维的长度、长径比、表面形状以及掺入的数量都会随着施工情况的不同而有所改变,这给施工部门带来很多困难,所以我们需要进一步研究,对其使用条件加以分类总结。钢纤维混凝土的造价也比较高,在施工中的应用还具有一定的局限,这些都是需要思考的问题。希望在不久的将来,就会有一套完整的针对钢纤维混凝土的使用规范。对钢纤维混凝土的使用做具体的规定,让其得到最佳利用。
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[3]吴江.浅议路桥施工中钢纤维混凝土施工技术[J].中国城市经济,2017(27)
论文作者:马清洁1,张伟2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/22
标签:混凝土论文; 钢纤维论文; 性能论文; 现象论文; 荷载论文; 表面论文; 中钢论文; 《基层建设》2018年第5期论文;