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摘要:社会经济的快速发展,使得市政道桥工程建设项目蓬勃发展起来。同时科技技术的不断发展过程中,钢纤维混凝土及时应运而生,其抗拉强度和承载能力较强,抗冲击性和抗裂性能也十分显著。因此广泛应用于我国的道路桥梁等基础设施建设中。文章首先就钢纤维混凝土技术进行简要概述,进而分别探讨其在道路工程和桥梁工程中的具体应用。
关键词:市政道桥;钢纤维混凝土;施工技术
一、钢纤维混凝土技术概述
钢纤维混凝土指的是在常规的混凝土材料中适当的添加乱向分布的短钢纤维,属于一种新型的多相复合材料。在混凝土材料中加入锻钢纤维的目的是为了有效地防止形成宏观裂缝和内部微裂缝,进而对混凝土的抗疲劳、抗冲击、抗弯、抗拉等多种性能有效改善。其特点主要表现在以下方面:一是钢纤维混凝土技术的耐磨性比较强。因此广泛地应用于桥梁工程施工中,这对提高工程质量、延长使用年限都具有重要作用。由于其本身的竖向抗压缩性能比较强,因此一般不会形成裂缝,桥梁质量得到显著增强。二是钢纤维混凝土技术的技术适用性比较强,在工程项目中直接通过调整控制器,就能够有效地提高其长径比,进而更好地满足工程施工要求。由于其适用性比较强,因此在冻土地区也能够得到广泛应用;三是应用效果良好。为了保证施工质量,施工人员需要控制好钢纤维掺合的比例,同时还要加强检测抗拉强度和抗压强度,而且在工程应用中的效果也得到了很好的验证。在设置钢纤维混凝土配合比的时候,常规混凝土材料的配合比能够作为参考,具体的配合比需要进行试验明确。在选择钢纤维品种的时候,应该尽可能地符合基材强度,其抗拉强度应该>500MPa。中低标号的混凝土可以配置熔抽和圆直钢纤维,高标号混凝土可以配置剪切钢纤维。一般在混凝土材料中,钢纤维材料的最佳含量在0.5%~2.0%范围内。为了将施工和易性与钢纤维混凝土的力学性能保持一致,建筑施工单位需要控制高钢纤维的长径比,并对其最小直径进行充分考虑,钢纤维直径的范围一般需要控制在0.45~0.70mm之间,最小要控制在0.40mm以上。为了提高基体与钢纤维之间的牢固性,主骨料的粒径也应该比较小,一般需要控制在15mm之内。在搅拌的过程中为了降低成本,减少对水泥的使用,对混合料施工的易和性进行有效改善,可以在搅拌过程中适当地添加外掺剂或减水剂。所使用的钢纤维材料一定要保证无油污、无锈、洁净,同时还需要尽可能地避免其中含有其他碎屑和杂质。
二、道路施工中钢纤维混凝土技术的应用
钢纤维可用于减少路面厚度和减少纵向接缝量,而钢纤维混凝土的优势也很明显,如良好的抗冻耐磨性、横向缩缝少,对延长路面使用寿命大有益处,因此在道路施工中已被广泛使用。但同时由于其铺设的薄厚度以及数量少的水平收缩接缝,在施工中道路的使用较为频繁,具有很多类型。
(一)复合型钢纤维混凝土路面
复合型钢纤维混凝土路面不只一层,通常表现为两层式或三层式,两层型是底层为普通混凝土的道路的上层铺设40%~60%全厚的钢纤维混凝土;三层型是在上下两层钢纤维混凝土的中间再加一层普通混凝土。尽管结构和施工过程比较复杂,需要相关施工人员具有丰富的施工经验,但是这种结构的路面更耐用,通常三层复合型钢纤维混凝土路面应在极端条件的地区使用。另外,这种复合型钢纤维混凝土需要较高的施工成本,通常适用于高度机械化的地区使用。
(二)全截面钢纤维混凝土路面
全截面钢纤维混凝土对路面厚度的控制,可取普通混凝土道路的46%~52%,一般为50%左右;钢纤维含量范围为0.79%~1.18%,一般为1%左右;通常不会设置纵向缝隙,而横向缝隙之间的空隙最好控制在20cm左右,距离最大不能超过0.5m。
(三)碾压钢纤维混凝土路面
碾压钢纤维混凝土路面的主要施工方法是沥青混凝土路面的施工方法,将钢纤维置于混凝土中,轧制成型混凝土路面。这种将钢纤维放置在碾压混凝土的方法,可以改善碾压混凝土的力学性能,有效提升路面的韧性和强度,但目前对实现压实度和平整度的统一还存在一些难度。
(四)钢纤维混凝土罩面
钢纤维混凝土罩面在道路施工中的作用为修复受损的混凝土路面,维修和养护旧的混凝土路面。钢纤维混凝土本身具有良好的建筑材料塑性,对提高混凝土的抗拉、抗弯、抗裂性能都很有帮助。因此,采用钢纤维混凝土罩面修复路面是提高路面的性能和使用寿命的有效手段,不仅减薄表层的厚度、扩大接头间距,而且节省工程造价,具有一定的经济效益和社会效益。钢纤维混凝土罩面包括结合型、直接型、分离型三种,结合型是指将新旧混凝土表层相互作为一个整体结合起到增强整体结构的强度作用;分离型是指新的覆盖层单独作用,不和旧的混凝土粘结,中间还设置了隔离层,独立的层面分别发挥作用;直接型是指将钢纤维混凝土直接加在旧的水泥混凝土表面层,这种方式多用于修补损坏程度较小的旧水泥混凝土路面。
三、桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用
(一)改善桥面铺装
钢纤维钢筋混凝土作为桥面铺装层具有很多好处,可以有效地加强桥体的刚度和弯曲强度;大大提高桥梁的舒适性和抗裂性等,延长了桥梁的使用年限;改善了桥梁的受力状况,使桥梁能更好地发挥其功能,保证了较高的施工质量水平。对于钢纤维混凝土桥面铺装,其厚度是正常厚度的一半,包括两层和三层结构,两层结构是指钢纤维混凝土作为上层、普通混凝土作为下层;三层结构是指上下层为钢纤维混凝土,中间层为普通混凝土,这种结构施工过程更复杂,具有一定的施工难度,因此采用两层铺设的结构较多。
(二)加固桥梁部分结构
由于长时间的负荷作用,桥梁难免存在一些问题,比如出现裂纹、表面剥落等,对桥梁结构进行加固十分有必要。桥梁施工中通常采用剪切钢纤维和切削钢纤维两种钢纤维材料,应控制两种材料的产量在1.0%以下,还可以采用转子Ⅱ型喷射机进行钢纤维混凝土喷涂。这种方式是一项有效的科学的技术措施,对提升桥梁的抗震性、满足桥梁结构的总体需要大有益处。此外,为了改善表面的区域下落现象,可以利用钢纤维钢筋混凝土进行部分区域加强工作,使用硫铝酸盐与TS型速凝剂快硬水泥,防止桥梁出现裂缝,在混凝土表面喷砂或凿,增强新旧混凝土完整性。
(三)强化钢筋混凝土桩
对桩顶或桩尖部分使用钢纤维混凝土可以大大提高桩的穿透性,一方面,能对其抗冲击强度和韧性有一定程度的提高,还能有效降低冲击频率;另一方面也能防止桩尖在打入设定深度之前出现破裂现象,有效地提高了桩尖进土的深度,显着提高打击速度。但是对桥梁整体使用钢纤维混凝土需要巨大的资金成本,因此可以对桩身采用预应力钢筋混凝土或非预应力钢筋混凝土,用于节约施工成本。
总之,随着我国的道路桥梁建设中不断更新的施工技术,钢纤维混凝土作为一种新型多相复合建筑材料,在抗压、抗弯、抗拉、抗冲击、抗裂等方面发挥了巨大的优越性,因而被企业青睐广泛应用于道路和桥梁施工,对提高建筑施工质量水平意义重大。文章通过钢纤维混凝土技术在道路和桥梁施工中的具体应用和施工技术的分析,希望能为钢纤维混凝土施工人员中提供一些借鉴。相信在不久的将来,钢纤维混凝土技术将会越来越完善,更加广泛地用于道路和桥梁建设。
参考文献:
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