袁智義

(武邑縣交通運(yùn)輸局)

纖維混凝土路面的應(yīng)用

袁智義

(武邑縣交通運(yùn)輸局)

混凝土的高性能化是混凝土技術(shù)發(fā)展多年來的努力方向，在素混凝土中摻加合成纖維和粉煤灰正是體現(xiàn)了復(fù)合材料的概念，符合新型建筑材料的要求。在分析纖維混凝土路面的應(yīng)用實例的基礎(chǔ)上，對纖維混凝土路面設(shè)計容易產(chǎn)生的誤區(qū)進(jìn)行探討。

高性能混凝土;合成纖維;粉煤灰

1 聚丙烯纖維在我國路面施工中的實際應(yīng)用

聚丙烯纖維在我國當(dāng)前路面施工中應(yīng)用還是比較廣泛的。比如，廣州市在進(jìn)行環(huán)城高速公路一期工程的施工時使用的是普通混凝土進(jìn)行路面鋪設(shè)，但是后期出現(xiàn)了極為嚴(yán)重的龜裂現(xiàn)象，在二期工程施工時就加入了鋼纖維，極大降低了路面的龜裂程度，但是卻產(chǎn)生了另外一個問題——對車胎產(chǎn)生破壞性影響并且出現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕現(xiàn)象;在這一項目的三期工程施工時采用了聚丙烯纖維，經(jīng)過一段時間的運(yùn)營，使用情況良好。除此之外，我國的四川、河南等省份目前也已經(jīng)在高等公路收費(fèi)站以及隧道混凝土面層等地方成功使用了聚丙烯纖維，極大的延長了這些工程的使用年限。聚丙烯纖維混凝土主要用于路面修補(bǔ)及罩面，也可以用于修建新公路，在新建公路中的使用比較不常見。

就當(dāng)前聚丙烯纖維在我國的發(fā)展態(tài)勢來看，聚丙烯纖維在制造纖維混凝土領(lǐng)域具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。從我國當(dāng)前采用聚丙烯纖維混凝土進(jìn)行施工的工程項目實踐來看，聚丙烯纖維正是以其抗裂的優(yōu)勢得以在建筑施工領(lǐng)域大面積使用。

2 纖維混凝土路面設(shè)計應(yīng)當(dāng)注意的問題

2.1 纖維混凝土的缺陷分析

(1)纖維摻量的選擇應(yīng)當(dāng)適度。纖維摻量的選擇應(yīng)根據(jù)合成纖維物理力學(xué)性質(zhì)的不同以及工程的特殊要求而定，同時考慮混凝土的具體配比、集料和其他外加劑的情況。由于摻量差異的理論根據(jù)不足，決定纖維摻量的最可靠的辦法是根據(jù)工程目的進(jìn)行試配，認(rèn)真進(jìn)行比較。

(2)施工程序比較繁瑣。將纖維與混凝土進(jìn)行拌和，最重要的一點(diǎn)就是要保證纖維能夠在混凝土中均勻分散開，不能產(chǎn)生纖維團(tuán)，這是充分發(fā)揮纖維增韌功能的重要基礎(chǔ)。在工程施工過程中根據(jù)纖維種類的不同有兩種拌和方法可以選擇。第一種是將纖維同其他骨料先進(jìn)行干拌，在攪拌均勻后再添加水進(jìn)行濕拌;第二種是將混凝土攪拌以后再加入分散的纖維方法。無論采用上述哪種方式，都應(yīng)當(dāng)適當(dāng)延長它們的拌和時間，并且在拌和完畢以后目測一下纖維在混凝土中的分散狀況，這就對拌和檢測人員提出了更高的要求。

加入合成纖維后，混凝土原配合比不變，也不取代原設(shè)計的受力鋼筋。摻加了合成纖維的混凝土養(yǎng)護(hù)無特殊要求，可按正常混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。合成纖維混凝土的攪拌采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)為好，拌和方法宜用先干后濕法，即先加砂、石、纖維、水泥干拌1～2 min，然后再加水濕拌2～3 min;除此之外，還可以采用濕拌法，也就是砂、石、纖維、水泥和水一起拌和3～5 min。普通混凝土中加入合成纖維后，混凝土粘聚力增加。塌落度有少量損失，為了保持良好的和易性，可適量摻加或增加減水劑，也可在保持水灰比不變的條件下，適當(dāng)增加用水量和水泥用量。加入合成纖維后，水泥混凝土的壓紋和割鋸應(yīng)比普通水泥混凝土滯后約0.5～1 h，以避免出現(xiàn)縫邊拉毛。

(3)纖維造價較高。目前國內(nèi)市場上常用的合成纖維品種較多，價格相差比較大。因此，應(yīng)根據(jù)工程情況和使用目的選用滿足要求的纖維品種，并進(jìn)行試驗確定合理摻量，不一定都用價格高的合成纖維。

2.2 纖維混凝土的優(yōu)勢分析

(1)纖維混凝土的力學(xué)性能。纖維在混凝土中阻礙了混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展，阻滯宏觀裂縫的發(fā)生和發(fā)展。從而對混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度等有明顯的改善作用。但是如果原材料選擇不當(dāng)、配合比設(shè)計不合理或纖維分布不均勻，纖維就起不到增強(qiáng)作用或作用不明顯。

(2)纖維對混凝土變形性能的影響。纖維混凝土彈性階段的變形性能與其他條件相同的普通混凝土基本相同，受壓彈性模量和泊松比與普通混凝土差別很小，受拉彈性模量略有提高可忽略不計。但纖維混凝土的抗壓韌性可提高2～7倍，抗彎韌性可提高幾十倍，彎曲沖擊韌性可提高2～4倍。

(3)纖維對混凝土長期性能的影響。纖維混凝土的收縮值和受壓徐變略有降低，可忽略不計。但纖維混凝土的抗壓疲勞性能和抗彎疲勞性能比普通混凝土都有較大改善。同樣應(yīng)力比條件下，纖維混凝土的疲勞壽命是普通混凝土的幾十倍。纖維混凝土的抗凍性能和抵抗碳化的能力都有不同程度的提高。

總之，纖維混凝土在公路或機(jī)場路面的應(yīng)用已有較多的工程實例，也取得了許多令人滿意的效果。但是，大多數(shù)的路面設(shè)計人員對纖維混凝土路面設(shè)計的認(rèn)識還很不夠，往往認(rèn)為，纖維的加入只是為了提高工程項目的抗折強(qiáng)度或抗壓強(qiáng)度，卻忽略了纖維在限制裂縫、增加變形性能等方面的作用。因此，在應(yīng)用纖維混凝土過程中首先應(yīng)當(dāng)把握其獨(dú)有的特點(diǎn)，將其用在能發(fā)揮較大作用的地方。

:

［1］朱冬梅.梅州西環(huán)高速公路聚丙烯纖維路面混凝土配合比正交試驗［J］.公路交通技術(shù)，2006，(6).

［2］楊成忠，黃貽鳳，楊吉新，等.聚丙烯纖維路面混凝土力學(xué)性能試驗研究［J］.公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2007，(12).

［3］付智，李紅.纖維混凝土路面施工技術(shù)［J］.公路，2011，(1).

［4］尹華.纖維混凝土路面的應(yīng)用與發(fā)展［J］.北方交通，2007，(6).

U416.216

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1008-3383(2012)05-0014-01

2011-10-14

袁智義(1985-)，男，助理工程師。