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摘要:钢纤维混凝土是一种复合型材料,是在混凝土中掺加方向不一致的钢纤维制成的,这些方向不一致的钢纤维能够使混凝土更牢固地连接在一起,预防裂缝形成和阻止裂缝扩展,并且能够显著改善混凝土的抗弯拉性能,增强混凝土韧性。所以钢纤维混凝土的性能更优于普通混凝土。
关键词:桥梁施工钢纤维混凝土应用
前言
在道路桥梁施工中,以往的钢筋混凝土结构在满足设计承载要求的同时花费的施工成本较大,而且钢筋混凝土材料对于环境也造成了很大的破坏。在这个基础之上,在混凝土中添加一定比例的钢纤维可以降低对水泥使用量,还能大大提高结构物的承载能力,降低结构物造价,故在现有的道路桥梁甚至一些大型的市政基础建设中都广泛的使用,下面就对钢纤维混凝土使用优势和方式进行详细的说明。
1钢纤维混凝土
钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成,能显著地改善混凝土抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,具有较好的延性。通常情况下,普通钢纤维混凝土的纤维体积率在1%~2%之间,较之普通混凝土抗拉强度提高40%~80%,抗弯强度提高60%~20%,抗剪强度提高50%~100%,抗压强度提高幅度较小,一般在0~25%之间,但抗压韧性却大幅度提高。将钢纤维混凝土应用在道路桥梁建设中,能够更好的保障作业安全,提升施工安全性,也能够很好的控制回弹,不用刻意对其进行防腐处理,在道路桥梁施工中的应用效果较好。
2路桥施工中钢纤维混凝土的应用
2.1道路施工中钢纤维混凝土的应用
由于钢纤维混凝土路面具有减薄铺装厚度、纵缝不设或少设、横向缩缝少、良好的耐磨性及冻融性等优点,延长路面使用寿命,从而在路面工程中获得广泛应用。
2.1.1新建全截面钢纤维混凝土路面
全截面采用钢纤维混凝土的路面厚度为普通混凝土路面厚度的5O%~60%,钢纤维掺量为0.8%~1.2%。双车道路面一般不设纵缝,横缝间距20~30m,最长可取50m。
2.1.2新建复合式钢纤维混凝土路面
复合式路面可以做成双层式或三层式。双层式路面的构造是在全路面板厚的上层约全厚40%~60%铺设钢纤维混凝土。三层式复合路面是上下两层分别做成钢纤维混凝土层,中间夹普通混凝土层。根据经验,三层式复合路面宜在机械化铺设条件较高的地区使用。
2.1.3碾压钢纤维混凝土路面
将钢纤维置于碾压混凝土中,从而使路面的强度和韧性增强,改善碾压混凝土的力学性能。
2.1.4钢纤维混凝土罩面
旧混凝土路面损坏采用钢纤维混凝土铺筑罩面层。钢纤维混凝土罩面分结合式、直接式、分离式3种结合。结合式罩面面层与旧混凝土相互粘结为一整体,共同发挥结构的整体强度作用。分离式罩面层与旧混凝土不粘结,而是中间设置隔离层,各层独立发挥作用。直接式是直接在旧水泥混凝土面层上加铺钢纤维混凝土罩面层,一般用于损坏较轻微的旧水泥混凝土路面。
2.1.5钢纤维水泥砂浆或钢纤维细石混凝土罩面修补
用钢纤维水泥砂浆或钢纤维细石混凝土对损坏的路面进行修补罩面。钢纤维体积率以1%~2%为宜,长径比可略高于钢纤维增强混凝土的长径比。一般限制在70~l00范围内。
2.1.6在多年冻土地区用于抗冻
在多年冻土地区选用钢纤维混凝土路面以减少吸热,并维持冻土热平衡和提高抗冻性。
2.2桥梁施工中钢纤维混凝土的应用
2.2.1桥面铺装
采用钢纤维混凝土桥面铺装层不仅可以增强桥面的抗裂性、耐久性和提高舒适性能,还可以增强桥梁抗折强度,增加桥梁本身刚度,减少铺装厚度,降低结构自重,改善桥梁受力状况。
在钢纤维桥面铺装施工中,钢纤维的类型、掺入量、长径比、砂率以及粗骨料的最大粒径等都是影响钢纤维混凝土质量的重要因素。其中钢纤维的类型、掺入量以及长径比为主要的影响因素。当桥面铺装层采用钢纤维混凝土时,因为其面层比较薄,所以桥面排水情况对钢纤维混凝土的使用性能也有较大影响。
2.2.2桥梁墩台等结构局部加固
对动载长期作用下造成的桥梁墩台及桥面板裂缝或表层剥落病害,采用转子II型喷射机喷射5~20cm钢纤维混凝土以满足结构的整体性和抗震性要求。一般钢纤维类型采用剪切钢纤维,掺量为1.0%,对旧混凝土表面喷砂或凿毛,增加新旧混凝土的整体性。
2.2.3钢筋混凝土桩加强
采用钢纤维混凝土对桩顶或桩尖局部增强,桩的穿透力有较火提高,锤击次数减少,大大提高打击速度。一般在桩顶和桩尖部位采用钢纤维混凝土,增强桩顶的抗冲击韧性,避免桩顶在打入设计深度以前出现破裂,并增加桩尖入土能力,提高打击速度。桩身部分仍用预应力或非预应力钢筋混凝土。
2.3采用喷射钢纤维混凝土衬砌隧道和边坡防护加固
采用喷射钢纤维混凝土衬砌隧道是一种有效的技术措施,具有加强结构整体性和防止隧道渗漏水的作用。在边坡岩石节理裂隙发育的地质不良地段,采用普通混凝土支护并用喷射钢纤维混凝土加强或全截面采用喷射纤维混凝土支护加固。
3对于钢纤维混凝土搅拌技术要点介绍
3.1将钢纤维进行均匀而又随机搅拌的技术
在进行钢纤维与混凝土搅拌的过程之中,如果在搅拌的过程中,将钢纤维所需要的量一次给足,那么在接下来的搅拌过程中,就会发现在混凝土中的钢纤维随着搅拌次数的增加,而发生聚集成钢纤维团的情况。为了能够避免这种情况的发生,就需要在进行搅拌的过程之中,能够分批、分次数的将钢纤维投入到混凝土之中,只有这样才能够搅拌成混合的钢纤维混凝土材料,能够符合建筑标准。
钢纤维混凝土搅拌的投料次序和方法应以搅拌过程中钢纤维不产生结团和保证一定的生产率为原则,并通过试拌或根据经验确定。可采用强制式搅拌机,搅拌方法宜先干拌再湿拌,即首先将砂、水泥、外加剂以及钢纤维投放到搅拌机内干拌1.5~2min,然后再加水进行湿拌;也可采用先投放水泥、粗细骨料和水,在拌合过程中分散加入钢纤维的方法。必要时可采用钢纤维分散机布料。
对于零星工程,采用人工搅拌时,遵守两点:
3.1.1在平滑的铁板上或其他不渗水的平板上搅拌;
3.1.2先将水泥和砂干拌均匀,再加石子继续干拌,边拌边分散加入钢纤维,干拌混合均匀后加水搅拌,直至均匀为止。
在拌合完成后,钢纤维混凝土的稠度和坍落度都应该符合要求,并保证钢纤维均匀分布于混凝土当中;钢纤维投放时,需要使用网筛将其均匀的撒入到料斗中,不能一次性的成堆投入;搅拌好的钢纤维混凝土必须颜色一致,不存在离析泌水、粘团集结等现象。
3.2对于在钢纤维混凝土材料中的投料顺序及其搅拌需要的时间
为了能够保障钢纤维混凝土材料符合建筑施工的标准要求,就必须根据在搅拌的过程中,能够将钢纤维与混凝土之间均匀的搅拌,并且依照无序的安排方式,投入钢纤维到混凝土之中,并且能够保障钢纤维在以后的施工步骤中,不用凝结成团状结构,这就需要能够根据钢纤维混凝土结构的技术标准,制定材料中的投入顺序,以及需要搅拌过程所消耗的时间,并且对于搅拌过程实现技术方面的监管力度,这是在这种混合建筑材料的搅拌过程之中与其他材料不同的关键点,当然这也是对于材料质量以及以后的工程质量的保障步骤。
钢纤维混凝土的搅拌时间应通过现场搅拌试验确定,并应较普通混凝土规定的搅拌时间延长1~2min。采用先干拌后加水的搅拌方式时,干拌时间不宜少于1.5min。
4钢纤维混凝土的浇注以及成型技术要点
目前,桥梁施工设计中鼓励设置无缝桥,或者是想方设法地减少缝的数量,将重点放在了桥梁各结构的有机结合,使桥梁形成固定的整体。如若建造无缝桥的条件不成熟,则要确保桥梁安装施工中伸缩缝装置的先进性和可靠性。采用后装法,先进行桥面铺装工作,再进行伸缩缝安装,注重控制混凝土及伸缩缝的平整度和标高。而要使伸缩缝本身具有较好的承载能力和抗震能力,可采用造价低、易安装暗埋式伸缩缝。但目前暗埋式伸缩缝还是存在许多技术问题,减少缝的数量或设置无缝桥是当前中小桥梁建筑工艺改革的大势所趋。
6结束语
综上所述,加强对中小桥桥梁常见病害及维修改造加固设计问题的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的中小桥桥梁维修改造加固设计过程中,应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。
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