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钢纤维混凝土技术在路桥施工中的应用

2018-08-31李曦

中国科技纵横 2018年13期
关键词:钢纤维混凝土路桥施工概况

李曦

摘 要:在重载车轮反复荷载影响下,因弯拉强度、抗疲劳性能降低,极易出现裂缝,为有效提升工程质量,必须合理选用施工材料。本文以某特大桥面施工案例为依托,结合钢纤维混凝土的工作特性,对路桥施工中钢纤维混凝土施工材料准备及技术要点进行了分析与探究。

关键词:钢纤维混凝土;路桥施工;概况

中图分类号:U445.57 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)13-0131-02

1 钢纤维混凝土的概况

将分布方向不一的短钢纤维掺加到普通混凝土构成的多相新型复合材料就是我们所说的钢纤维混凝土。通过此类钢纤维作用,可对混凝土内部微裂缝的扩展、宏观裂缝的形成起到有效的阻碍功效,且对混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击与抗疲劳性能改善作用突出,延性良好。通常情况下,纤维体积率在普通钢纤维混凝土内所占比例仅为1%到2%范围内,钢纤维混凝土的抗拉强度比普通混凝土可高出40%~80%之间,且具有良好抗弯强度。当前,随着科学技术水平的不断提升,湿喷钢纤维混凝土应用较多,所选取的钢纤维厚度一般为0.5mm,长度为20~40mm之间,其特点如表1所示。

2 工程概况

某特大桥面原设计为8cm沥青混凝土。因调平层在主跨梁顶面并未设置,无法有效控制梁面平整度,对沥青混凝土层施工质量影响较大。与此同时,箱梁顶竖向预应力筋顶端位于沥青混凝土层内,这样不仅会对沥青混凝土摊铺施工造成不利影响,还对锚头防腐质量不利。为此,决定选取钢筋纤维增强钢网混凝土用于此桥桥面铺装施工。

3 路桥施工中钢纤维混凝土材料准备

作为一种性能优良,且应用较为广泛的新型复合材料,钢纤维混凝土在路桥工程建设中得到了大量使用。短钢纤维、水泥、砂、石、水及相应外加剂是构成钢纤维混凝土的主要材料,将上述材料遵循相应比例进行配制,待凝结硬化后即可产生所需的钢纤维混凝土复合材料。在此复合材料内起到骨架作用的材料主要为砂、石,也可叫做骨料或集料。在骨料附近均匀撒布着钢纤维,可达到提高强度、韧性,防止开裂等作用。

(1)钢纤维。试验证明,一定条件下,随着长径比的增加,钢纤维增强作用也会随之增强。如钢纤维长度不足,则增强效果将大打折扣,如长度过长,则会加大施工难度,对拌合物质量造成严重影响。为此,可在15~60mm之间合理控制钢纤维长度。直径可控制在0.3~1.2mm,当长径比为20~100时,其增强效果与施工性能符合施工要求。(2)水泥。作为一种胶结材料,水泥拌合水可形成水泥浆,粘结力较强,能够有效提升钢纤维混凝土的强度。(3)砂。砂也被叫做细骨料,可对碎石等粗骨料产生的空隙进行充分填充,并起到骨架作用。通常以砂的细度模数作为砂粗细程度的衡量标准。必须选取合理的细度模数,砂密度可控制在2.5~2.7G/cm3。(4)石料。石料如碎石、卵石等材料,也被叫做粗骨料,一般以碎石作为钢纤维混凝土石料。由于碎石具有较为粗糙的颗粒表面,且棱角分明,机械嵌锁效果良好。以此,可在5~20mm之间合理控制钢纤维混凝土石料粒径。(5)水。钢纤维混凝土施工用水选取无污染、无杂质的饮用水即可。(6)外加剂。拌制钢纤维混凝土时,为对拌合物和易性加以改善,或降低水泥用量,可适量添加一定外加剂。本工程选取减水剂作为钢纤维混凝土外加剂。

4 路桥施工中钢纤维混凝土技术要点

4.1 铺装层下梁面或平层处理

按照施工现场情况分析,可选取以下方式处理铺装层下的梁面或平层。

其一,T梁引桥局部浇筑整体层过程中,需将剪力钢筋插入其中,间距为75×75cm,分别向整体层、铺装层伸入6cm、5ccm。剪力筋成型,可有效增加铺装层内的锚固长度,并避免车辆运行时因剪力筋尖角等因素,对轮胎造成损害。选取此类处理方法,必须进行混凝土表面拉毛,并将浮浆清理干净。

其二,变更设计实施前,局部区段整体化层已浇筑。需凿花混凝土面,并将浮浆清理干净,在混凝土面间隔75×75cm距离进行钻孔,随后将钢筋棒插入,选取环氧树脂固结。

其三,因主桥箱梁顶面无调平层,且存有大量梁顶预应力筋,这种情况下钻孔、插埋钢筋难度较大,必须选用“地毯式”凿毛法,将新鲜混凝土面全面凿出。

4.2 标高带及钢筋网的设置

选取角钢用于模板,阴角向上安装,滚筒应连接角钢,为高程控制提供便利。采取水泥砂浆将角钢底充分填充,以此提高模板刚度,避免产生漏浆现象。间距1.5m进行角钢测点设置,要求在-1~+1mm之间有效控制测量精度。局部区段需将与防撞栏相近的边模做成标高带。为提高防裂作用,需将钢筋网按照间距15×15cm安设到钢纤维混凝土铺装层内。钢筋与混凝土顶面之间的距离,需控制在3cm左右,为切缝提供便利。选取架立筋进行钢筋网支撑,且做好焊接工作。

4.3 钢纤维混凝土搅拌与运输

在混凝土内为将钢纤维的作用全面发挥出来,必须做好分布均匀。要求施工搅拌时选取强制式拌和机,相比搅拌机额定搅拌量,各次搅拌量需控制在4/5左右。在干料上面需均匀撒布钢纤维,需先进行15分钟干拌,待质量检查合格后,可适量掺水,进行3分钟湿拌。为确保准确投料,计量时需选取精确的电子计量系统。如钢纤维存在锈蚀、结块等问题,则不得用于施工。运输过程中,应选取混凝土拌合车运送,防止钢纤维在运送环节出现振动下沉现象,必须对其均匀性造成严重影响。特殊情况下,可将高效缓凝减水剂掺加到混凝土内,确保混凝土运输过程中的质量。

4.4 摊铺及振捣施工

待浇筑地面需提前冲洗干净,铺装层厚度不足位置,需通过浓水泥浆扫浆,随后进行混凝土浇筑。混凝土通过搅拌运输车向桥面运送,卸料前,需进行2分钟快速转动,均匀拌合熟料。混合料卸除后,不得选取振动梁推浆,应选取拉板、铁铲初步整平混凝土。相比设计标高,混凝土摊铺高度可多出0.5cm,为整平、收浆提供便利。施工时,可选取振棒轻振模板边,其他部位则选取平板振器横向进行平行振实,每次平板需重叠50%。碾压时选取钢管滚筒施工,其直径为15~20cm之间,以此完成滚平提浆作业。

4.5 切缝施工

纵向不切缝,横向缩缝间隔10m由墩顶进行设置,且对齐防撞栏缩缝。切缝时必须合理控制器切缝时间,如时间太早,由于锯片振动,无法充分粘结碎石、钢纤维与水泥,出现早期损坏现象。如切缝时间太晚,混凝土极易出现收缩开裂问题,为此当8~15Mpa为混凝土强度时确定其切缝时间,完成切缝作业后,需及时灌缝。

4.6 压纹处理

通过改善普通压纹轮,可提高压纹质量,8cm为其直径,38cm为有效宽度,1.2cm为螺纹深度,5:3为斜率。初凝后即可实施压花作业,滚压遍数定为3遍左右,保证满足构造深度规定。为增加混凝土表面粗糙性,避免表面降雨时打滑,局部区段需做好拉花板拉毛施工。选取不锈钢轧制拉花面板,15cm为花纹间隔距离,2.5mm为其纹深。在专用拉花手柄上钉好不锈钢板,构成专用拉花板。通常情况下,可在混凝土初凝前进行拉毛作业,混凝土拉花前如表面存有泌水,需等泌水消除后,再光面拉花,最后压纹。

4.7 养护施工

混凝土终凝前,养护时可选取喷雾器施工。待混凝土按压没有显著痕迹的情况下,即可覆蓋湿麻袋,以此避免表面被水流冲毁,随后在麻袋上淋水。要求覆盖麻袋7天,淋水后需进行2周养护。

5 结语

综上所述,自改革开放以后,我国路桥工程建设规模越来越大,施工质量也引起了人们的普遍关注。将钢纤维混凝土技术合理应用于路桥施工中,可有效提升基层承载力,延长桥面使用寿命。

参考文献

[1]杨大为.现代路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术研究[J].科技致富向导,2011,(23):395.

[2]赵华锋.浅析钢纤维混凝土技术在桥梁施工方面的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011,(12):154.

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