摘要：近幾年，城鎮(zhèn)化建設(shè)和工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，各種建筑工程項(xiàng)目的規(guī)模和數(shù)量都顯著增加，道路橋梁工程數(shù)量日益增加。鋼纖維混凝土技術(shù)由于其自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在橋梁工程中得到廣泛應(yīng)用。文章對(duì)鋼纖維混凝土技術(shù)概述、在橋梁工程施工中對(duì)鋼纖維混凝土的應(yīng)用以及在橋梁工程施工中對(duì)鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用三個(gè)方面進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：橋梁工程；鋼纖維混凝土技術(shù)；交通運(yùn)輸；施工質(zhì)量；混凝土材料
隨著交通運(yùn)輸壓力的增加，對(duì)道路橋梁的質(zhì)量提出了更高的要求，在橋梁施工中通過對(duì)鋼纖維混凝土的應(yīng)用，對(duì)提高橋梁工程的承載能力和拉伸強(qiáng)度都具有重要的意義和作用，能夠從根本上保證橋梁工程施工質(zhì)量滿足建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求。
1鋼纖維混凝土技術(shù)概述
鋼纖維混凝土指的是在常規(guī)的混凝土材料中適當(dāng)?shù)奶砑觼y向分布的短鋼纖維，屬于一種新型的多相復(fù)合材料。在混凝土材料中加入鍛鋼纖維的目的是為了有效地防止形成宏觀裂縫和內(nèi)部微裂縫，進(jìn)而對(duì)混凝土的抗疲勞、抗沖擊、抗彎、抗拉等多種性能有效改善。其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下方面：一是鋼纖維混凝土技術(shù)的耐磨性比較強(qiáng)。因此廣泛地應(yīng)用于橋梁工程施工中，這對(duì)提高工程質(zhì)量、延長(zhǎng)使用年限都具有重要作用。由于其本身的豎向抗壓縮性能比較強(qiáng)，因此一般不會(huì)形成裂縫，橋梁質(zhì)量得到顯著增強(qiáng)。二是鋼纖維混凝土技術(shù)的技術(shù)適用性比較強(qiáng)，在工程項(xiàng)目中直接通過調(diào)整控制器，就能夠有效地提高其長(zhǎng)徑比，進(jìn)而更好地滿足工程施工要求。由于其適用性比較強(qiáng)，因此在凍土地區(qū)也能夠得到廣泛應(yīng)用；三是應(yīng)用效果良好。為了保證施工質(zhì)量，施工人員需要控制好鋼纖維摻合的比例，同時(shí)還要加強(qiáng)檢測(cè)抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，而且在工程應(yīng)用中的效果也得到了很好的驗(yàn)證。在設(shè)置鋼纖維混凝土配合比的時(shí)候，常規(guī)混凝土材料的配合比能夠作為參考，具體的配合比需要進(jìn)行試驗(yàn)明確。在選擇鋼纖維品種的時(shí)候，應(yīng)該盡可能地符合基材強(qiáng)度，其抗拉強(qiáng)度應(yīng)該＞500MPa。中低標(biāo)號(hào)的混凝土可以配置熔抽和圓直鋼纖維，高標(biāo)號(hào)混凝土可以配置剪切鋼纖維。一般在混凝土材料中，鋼纖維材料的最佳含量在0.5%～2.0%范圍內(nèi)。為了將施工和易性與鋼纖維混凝土的力學(xué)性能保持一致，建筑施工單位需要控制高鋼纖維的長(zhǎng)徑比，并對(duì)其最小直徑進(jìn)行充分考慮，鋼纖維直徑的范圍一般需要控制在0.45～0.70mm之間，最小要控制在0.40mm以上。為了提高基體與鋼纖維之間的牢固性，主骨料的粒徑也應(yīng)該比較小，一般需要控制在15mm之內(nèi)。在攪拌的過程中為了降低成本，減少對(duì)水泥的使用，對(duì)混合料施工的易和性進(jìn)行有效改善，可以在攪拌過程中適當(dāng)?shù)靥砑油鈸絼┗驕p水劑。所使用的鋼纖維材料一定要保證無油污、無銹、潔凈，同時(shí)還需要盡可能地避免其中含有其他碎屑和雜質(zhì)。
2鋼纖維混凝土在橋梁工程施工中的應(yīng)用
2.1橋面鋪裝
在橋面鋪裝項(xiàng)目中應(yīng)用鋼纖維混凝土技術(shù)，一方面能夠有效地增強(qiáng)橋面的舒適性、耐久性、抗裂性能、抗折強(qiáng)度以及自身剛度；另一方面由于橋面鋪裝的厚度明顯減少，因此結(jié)構(gòu)自重得到降低，其受力狀況明顯改善。另外，應(yīng)用橡膠瀝青混凝土和鋼纖維混凝土復(fù)合的雙層橋面，也能夠有效地提升橋梁工程的性能。
2.2局部結(jié)構(gòu)加固
在長(zhǎng)期車輛運(yùn)行的過程中，橋梁的面板和墩臺(tái)都會(huì)出現(xiàn)不同程度的剝落病害和裂縫，采用噴射機(jī)將鋼纖維混凝土均勻地噴灑在出現(xiàn)病害的局部結(jié)構(gòu)位置，其厚度一般在5～20cm之間，能夠有效地提高結(jié)構(gòu)整體的抗震性能和整體性能。在一般情況下，混凝土中添加的短鋼纖維主要是剪切鋼纖維，其比例為1∶100；同時(shí)在鋼纖維混凝土材料中適當(dāng)?shù)丶尤脒m量TS型速凝劑和硫鋁酸鹽快硬水泥，其整體的早期抗裂性能能夠得到有效提高。另外，在發(fā)生病害的混凝土結(jié)構(gòu)表面噴灑鑿毛或砂，也能夠達(dá)到提高整體性能的效果。
2.3加強(qiáng)鋼筋混凝土樁
在樁尖或樁頂局部增強(qiáng)的過程中使用鋼纖維混凝土，能夠從根本上提高樁的穿透力，在提高打擊速度的同時(shí)減少錘擊的次數(shù)。通過對(duì)鋼纖維混凝土的使用，樁頂抗沖擊韌性有所增強(qiáng)，這樣一來不僅僅能夠使樁頂錘擊的深度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)也能夠有效地避免出現(xiàn)裂縫，樁尖入土能力得到顯著增強(qiáng)。在實(shí)際施工的過程中，可以在整個(gè)樁體部分都使用鋼纖維混凝土或者是在樁身部分使用預(yù)應(yīng)力/非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，一定要衡量好技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系，盡可能地實(shí)現(xiàn)雙贏。
3鋼纖維混凝土技術(shù)在橋梁工程施工中的應(yīng)用
就鋼纖維混凝土施工來說，按照施工方法的不同可以將其分為灌漿鋼纖維混凝土、噴射鋼纖維混凝土和澆筑鋼纖維混凝土三種。在橋梁工程施工中應(yīng)用鋼纖維混凝土技術(shù)，不僅需要滿足混凝土施工的需求，同時(shí)還需要加強(qiáng)對(duì)鋼纖維材料的重視，加強(qiáng)技術(shù)支持，保證在基體中能夠均勻地分布鋼纖維材料。
3.1鋼纖維分散裝置設(shè)置
如果在攪拌機(jī)中一次性投入所有的鋼纖維材料，就很容易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，因此為了在混凝土材料中充分地分散鋼纖維，可以先將鋼纖維進(jìn)行分散，然后再分次加入到攪拌機(jī)當(dāng)中。一般所使用的分散機(jī)的分散力和功率分別為20～60kg/min、0.75～1.0kW。另外還可以選擇材質(zhì)比較好、直徑較粗的鋼纖維材料，或者是在攪拌過程中就將細(xì)骨料和鋼纖維之間進(jìn)行充分的拌合，并將振動(dòng)篩設(shè)置在料斗的入口處。
3.2攪拌時(shí)間和攪拌順序的設(shè)置
通過分級(jí)投料，能夠有效的避免鋼纖維結(jié)團(tuán)，攪拌材料投放的最佳順序是砂→鋼纖維→碎石→水泥，同時(shí)還應(yīng)該使用“先干后濕”的工藝，即先在攪拌機(jī)中干拌混合料1min，然后將外加劑和水加入后再攪拌2min。
3.3加強(qiáng)對(duì)攪拌機(jī)的選擇
為了保證鋼纖維混凝土的拌合質(zhì)量，一般建筑施工單位都會(huì)使用雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)和強(qiáng)制式攪拌機(jī)。如果鋼纖維的坍落度比較小、摻量比較高，應(yīng)該適當(dāng)降低攪拌機(jī)利用率，這樣能夠有效地避免攪拌機(jī)出現(xiàn)超負(fù)荷工作的現(xiàn)象。
3.4澆筑和振搗
在澆筑鋼纖維混凝土的時(shí)候，澆筑結(jié)構(gòu)不能過于明顯，為了保證整體的連續(xù)性，在前后兩次澆筑鋼纖維混凝土的時(shí)候，需要相壓15～20cm左右，并盡可能保證澆筑工作能夠連續(xù)進(jìn)行。由于在振搗鋼纖維混凝土材料的時(shí)候，會(huì)使用插入式振動(dòng)器，這樣隨著振動(dòng)的發(fā)生就會(huì)產(chǎn)生聚集現(xiàn)象，形成集束效應(yīng)，因此最好是使用平板振動(dòng)器，這樣就能夠二維分布鋼纖維。為了提高邊角混凝土的密實(shí)度，應(yīng)該盡可能地保證鋼纖維能夠呈現(xiàn)出條狀集束排列，這對(duì)加快負(fù)荷傳遞、抗溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力都具有重要作用。當(dāng)混凝土振搗完成之后，需要及時(shí)地抹平表面，并適當(dāng)?shù)匕磯和饴兜匿摾w維，以免出現(xiàn)傷人或銹蝕現(xiàn)象。
3.5成型
鋼纖維混凝土的特點(diǎn)表現(xiàn)為纖維亂向分布、砂率大、粗骨料細(xì)，因此在橋面中應(yīng)用鋼纖維混凝土的時(shí)候需要加強(qiáng)對(duì)真空吸水工藝的使用，并采用機(jī)械抹平的方式來有效地防止出現(xiàn)鋼纖維外露現(xiàn)象。如果還存在拉毛現(xiàn)象可以加強(qiáng)對(duì)壓紋機(jī)壓紋工藝的使用。在拆模后如果發(fā)現(xiàn)有局部結(jié)構(gòu)存在漏振或纖維外露現(xiàn)象，則需要及時(shí)地采取針對(duì)性措施有效處理。
3.6接縫施工
鋼纖維混凝土的抗裂性能和收縮性都比較好，如果在施工段能夠?qū)嵤┙煌ǚ忾]的話，則可以使用混凝土攤鋪機(jī)，不設(shè)縱縫，盡可能地將整體都設(shè)置成整幅形式。當(dāng)鋼纖維混凝土在完成澆筑和養(yǎng)護(hù)工作中，其強(qiáng)度能夠得到50%后，就能夠進(jìn)行切鋸縮縫處理。
3.7運(yùn)輸
在運(yùn)輸鋼纖維混凝土的過程中，會(huì)隨著運(yùn)輸時(shí)間的變化降低其含氣量和坍落度，進(jìn)而降低其拌合物稠度。在運(yùn)輸?shù)倪^程中鋼纖維混凝土?xí)l(fā)生一定程度的振動(dòng)，這樣就會(huì)導(dǎo)致鋼纖維材料下沉，對(duì)鋼纖維混凝土材料的均勻性產(chǎn)生影響。因此，建筑施工單位需要盡可能地縮短鋼纖維混凝土材料運(yùn)輸?shù)木嚯x，并將出料口尺寸擴(kuò)大，如果條件允許可以采用泵送形式。
4結(jié)語
綜上所述，與普通混凝土材料相比較，鋼纖維混凝土具有更多的優(yōu)勢(shì)，在橋梁工程施工中通過充分的應(yīng)用鋼纖維混凝土，能夠保證工程施工質(zhì)量，提高橋梁工程的抗壓性能和抗拉性能，不僅滿足了車輛安全運(yùn)行的需求，保證了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也能夠提高建筑施工單位的經(jīng)濟(jì)效益，有效地解決工程中的裂縫問題。
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