摘要:随着我国公路桥梁建设快速发展,对公路桥梁使用寿命、工程质量等方面也提出较高的要求,钢纤维混凝土技术的应用能够提高公路桥梁结构价值。文章通过对钢纤维混凝土性能进行分析,探讨钢纤维混凝土施工技术措施。
关键词:公路桥梁;桥梁施工;钢纤维;混凝土技术
引言
在钢纤维混凝土施工技术的具体应用中,桥梁施工涉及的工艺流程包括施工准备、材料准备、材料配置、摊铺施工、切缝处理、施工养护。为最大化发挥钢纤维混凝土施工技术的优势,钢纤维对混凝土增强效果发挥、钢纤维与混凝土的粘结强度影响均需要得到重视,可见钢纤维混凝土施工技术的应用价值。
1钢纤维混凝土的性能概述
钢纤维混凝土是在传统混凝土的基础上加入短钢纤维而成,正是这些不规则分布的短钢纤维和传统混凝土的结合,赋予了绝佳的材料性能。与传统混凝土结构相比,钢纤维混凝土具有更好的抗压性能和抗冲击性能。由于钢纤维混凝土自身更好的结构强度使得其能够承受比传统混凝土结构更大的压力。另外这种新型材料还拥有更好的延性,能够有效优化提升整体建筑结构的稳固性。钢纤维的粘结性体现,是指通过摩擦力与混凝土发生作用的结果。常见的做法是通过增加钢纤维材料表面的粗糙度来增加钢纤维与混凝土的粘结性;或者在保证钢纤维强度不变的情况下降钢纤维做得更细,增加表面积;也可以选择将钢纤维加工成各异的形状;还可以将钢纤维表面进行锈化处理等等,最终达到提高粘结性的目的。
2钢纤维混凝土技术的优势
与普通混凝土相比较,钢纤维混凝土不仅具备着普通混凝土已有的优点,同时还克服了普通混凝土存在的容易开裂出缝、物理脆性较大、板块抗弯性较差等缺点,实现了一加一大于二的技术效果。首先,钢纤维混凝土具有更高的强度,其负荷承载的最大值明显高于普通混凝土,在耐磨试验中的表现也更好,在各种自然环境下的耐久考验也符合标准;其次,钢纤维混凝土的抗性非常好,具体表现在抗强压性能、抗拉伸性能、抗弯曲性能、抗冲击性能、抗疲劳性能、抗酸碱性能、抗震性能等;钢纤维混凝土可以在同等条件下,既能满足设计质量要求,又能对面层加以减薄,使内部缝隙之间的间距得以缩小,提升稳定性。不过,钢纤维混凝土由于加入了钢纤维材料,并使用了复合工艺,所以其制造成本略高于普通混凝土,但随着工艺技术的进步与生产设备的普及,成本问题必然会得到解决。
3桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用措施
3.1施工准备
施工准备环节需首先检测施工设备性能,保证其不存在故障缺陷,并立即处理施工设备暴露出的问题,满足施工需要。还需要对钢纤维施工材料进行性能检测,保证其质量满足规范及工程要求,以此避免质量问题出现。值得注意的是,施工准备环节需严格遵循因地制宜原则,施工方式的慎重选择也不容忽视。
3.2控制好物料投放顺序及对应物料搅拌时间
施工操作人员应该选用合理的物料投放方式,一般进行物料投放时选用先干后湿的顺序,按物料的分级进行投放。在进行物料投放的同时,使用分散机将钢纤维投放至混凝土搅拌机中。分散机的使用过程中建议将功率控制在0.7千瓦-1千瓦的范围内,按照一定的顺序投放物料,力争钢纤维混凝土性能要求得到最大程度的满足,并且使得物料分散均匀,最终达到实现搅拌均匀的目的。最后要严格把控物料的搅拌时间,混合料的搅拌需要控制好时间,一般时间把控建议为干拌时间控制在1分钟内,湿拌时间控制在2分钟内,湿拌完成后,外加剂的搅拌时间控制在2分钟左右。
3.3搅拌作业
钢纤维混凝土在搅拌的过程中由于钢纤维的加入,因此在使用的过程中出现结团的现象,在一定程度上造成搅拌机工作效率变差,甚至在一定程度上造成搅拌完成的钢纤维混凝土不符合要求。因此,在搅拌的过程中需要将钢纤维分散进行投入,并且利用分散机对钢纤维进行分散。同时分散的数量也有较为严格的要求,在分散的过程中需要注意分散重量控制在每分钟20kg~60kg,在分散完成后需要分几次放入强制式搅拌机中,并且和之前的细骨料搅拌均匀。在搅拌时严格控制投料的顺序,同时搅拌完成后需要防止搅拌机超负荷工作,最终保证搅拌机的使用效率。
3.4摊铺振捣与整平
在桥面施工中,钢纤维混凝土布料和摊铺不仅要符合普通混凝土路面相关要求,还应注意以下几个要点:第一,铺装层厚度一般按10cm控制,偏差不能超过+10mm和-5mm。第二,布料和摊铺都使用机械设备进行,保证布料和摊铺后面板上的钢纤维得以均匀、连续分布,也就是在同一块面板上混凝土的浇筑与摊铺应保持连续,不得中断。第三,钢纤维混凝土布料过程中,松铺高度根据试铺结果确定,通常要比普通路面略高出10mm。第四,在墩台伸缩缝进行铺装施工时,需要预留40~50cm的宽度暂时不进行浇筑,待将伸缩缝设置好以后,用强度等级为C50的混凝土对预留槽进行浇筑。第五,桥面上的横纵向施工缝都需要修凿出一个垂直面,并尽可能将其设于预留槽内。第六,将钢纤维混凝土摊铺好后,用功率相对较大的振捣器对混凝土进行振捣,使其达到密实,钢纤维混凝土不能使用插入式振捣棒进行振捣,也不能使用人工进行振捣。现场所用振捣机械与方法不仅要使混凝土达到密实,还要使钢纤维的分布达到均匀,在表面以下10~30mm深度范围内的钢纤维,需要达到平面分布。摊铺好后,平整度利用3m直尺进行检测和控制,要求不超过±3mm。
4桥梁伸缩缝修补工程案例
某桥梁车流量大、车速快,维修困难较大。为了能够在最短的时间内,将破损的伸缩缝修复完成,排除安全隐患并尽早开通,修复方法采用快硬钢纤维砼修补法,钢板覆盖养生的方法。第一,材料及配合比。钢纤维混凝土的配合比设计,需考虑抗折强度和抗压强度双控标准要求,抗折强度6.5MPa,抗压强度40Mpa,配合比设计为:水:水泥:砂:碎石=0.4:1:1.19:2.92,每立砼需水175kg、水泥438kg、中砂522kg、碎石1279kg,钢纤维体积占比1.0%~2.0%。第二,钢纤维混凝土拌和。钢纤维混凝土拌和采用滚动式搅拌机,在拌和时,为避免钢纤维混凝土结团,每次的搅拌量不宜超过搅拌机额定搅拌量的80%,并确保钢纤维分布均匀。拌和工艺采用先干后湿的方法,投料顺序为先粗集料再投入钢纤维并干拌1min;投入细集料、水泥,干拌1min。第三,钢纤维混凝土浇捣。由于钢纤维混凝土的流动性相对较差,边角处容易产生蜂窝,所以纤维混凝土的浇筑和振捣过程,是施工的重要环节,对钢纤维混凝土的整体性和致密性有着直接影响。施工时,先用捣棒捣实边角部分,板角采用插入式振动器振捣,再利用夯梁板来回整平。由于钢纤维直径较粗且易冒出路面,所以,在混凝土面层抹平过程中,要将其及时清除,以防行车安全。第四,钢板焊接。在钢纤维混凝土浇捣完成并压平后,为保证伸缩缝的维修质量,可采用厚度为5mm的钢板,焊接在原伸缩缝型钢上。第五,修补效果,修补后近4年时间以来,未发生二次病害,经济和社会效益显著,效果良好。
结语
综上所述,加强路桥工程的施工质量把控,加大对新型材料及新工艺的开发及应用,将极大地促进路桥工程的发展。通过把控钢纤维混凝土的施工质量,施工管理人员应不断强化自身管理水平及专业技能水平,保持施工意识及施工技能的先进性,重点关注施工技术的新发展及新应用。钢纤维混凝土材料的优异性能如果能在路桥工程上得到充分的应用,势必大大提升路桥工程的施工质量及安全管理水平,从而实现路桥企业经济效益和国民经济的良好发展。
参考文献
[1]王义兵.基于道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用研究[J].建材与装饰,2019(33):255-256+155.
[2]刘凯,昌颖,王文.钢纤维混凝土施工技术在路桥工程施工中的运用[J].建筑技术开发,2019,46(22):115-116.
[3]沈阳.现代钢纤维混凝土技术在路桥施工中的运用探究[J].黑龙江交通科技,2019,42(10):118-119.