申大為
(河北承德承秦高速公路管理處,河北 承德067000)
隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及道路建設(shè)事業(yè)的興旺,交通成為了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人們生活穩(wěn)定的保障性因素。路面承載力問題,成為目前人們關(guān)注的重點(diǎn)。普通混凝土與鋼纖維摻雜形成的復(fù)合型新型材料——鋼纖維混凝土,能夠充分阻止微裂縫的形成與擴(kuò)展,進(jìn)一步改善混凝土路面的抗凍、抗拉、抗疲勞等性能,因而得以廣泛應(yīng)用。
鋼纖維混凝土必須根據(jù)具體的工程要求選擇合適的原料,其配比也應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑工程實(shí)際的抗彎、抗壓性能以及設(shè)計(jì)斷面尺寸等要求,進(jìn)行合理的配比?,F(xiàn)階段來說,還沒有形成完善的、統(tǒng)一的材料選擇和配比方法,必須結(jié)合試驗(yàn)以及計(jì)算形式確定。
首先,確定砂率。根據(jù)大量實(shí)踐以及計(jì)算得出,砂率一般確定在38%~50%之間。需要結(jié)合實(shí)際的攪拌物條件,確定卵石以及19mm碎石的最大砂率。
其次,確定水灰比用量。計(jì)算水灰比用量時(shí),需要先計(jì)算普通混凝土的抗彎曲、抗拉伸強(qiáng)度,然后結(jié)合路面使用壽命,設(shè)計(jì)最少水泥用量和最大水灰比。依照設(shè)計(jì)公式,計(jì)算單位用水量。先計(jì)算出水泥用量,然后計(jì)算相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)下所需用水量。測量攪拌物坍落度,然后計(jì)算用水量。一般情況下,坍塌變化度在10mm之內(nèi),變化幅度為10mm,那么,每單位就降低用水量7kg。鋼纖維體積發(fā)生變化,相應(yīng)的用水量也會隨之變化。當(dāng)發(fā)生0.05%的變化幅度時(shí),單位用水量變化8kg。當(dāng)直徑變化10mm 時(shí),用水量也需要變化10kg。詳細(xì)情況見表1。
表1 鋼纖維體積同用水量的變化系數(shù)
為了進(jìn)一步增強(qiáng)鋼纖維混凝土路面的抗滑能力并使被磨損的鋼纖維不裸露,需要通過硬刻槽的方式構(gòu)造路面。當(dāng)鋼纖維混凝土強(qiáng)度在6~12MPa范圍時(shí),應(yīng)該使用刻槽機(jī)橫向刻槽,一般情況下,深度為3mm,槽距25mm,寬度為3mm。
在進(jìn)行路面切縫時(shí),對切縫時(shí)間的掌握非常重要。如果切縫時(shí)間過早,會導(dǎo)致水泥、碎石、鋼纖維等黏貼不牢固,出現(xiàn)松動,進(jìn)而影響路面的質(zhì)量,在道路早期運(yùn)營中,出現(xiàn)路面破壞。如果切縫時(shí)間過晚,就會導(dǎo)致混凝土開裂不均勻。一般情況下,需要將鋼纖維混凝土強(qiáng)度維持在8~15MPa 內(nèi)。路面板長度通常為7m,面板最大尺寸為6m×12m??梢越Y(jié)合混凝土面板大小,確定切縫距離,通常情況下,縫寬4mm,縫深2.5mm,在進(jìn)行切縫之后,需要選擇合適的材料灌縫。
在運(yùn)輸過程中,鋼纖維材料不可避免地受到振動影響,形成一定程度的下沉,進(jìn)而影響到鋼纖維混凝土的均勻性。因此,在選擇混凝土攪拌場地時(shí),盡可能選擇與施工工地距離較近的地方,縮短運(yùn)輸距離,降低運(yùn)輸振動對混凝土均勻性的影響。具體施工步驟如下。
(1)攤鋪與振搗
在澆筑鋼纖維混凝土過程中,一定要預(yù)防澆筑接頭的產(chǎn)生。每次倒料,需要至少相壓15cm,從而保證混凝土結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,進(jìn)一步增強(qiáng)其抗拉性與堅(jiān)固性。在實(shí)際施工過程中,絕大多數(shù)情況都是選擇振動棒(插入式)進(jìn)行操作,很容易導(dǎo)致鋼纖維的集中聚集。為了更好地保證鋼纖維結(jié)構(gòu)的均勻分布,應(yīng)該選擇平板振動器。在進(jìn)行振搗過程中,需要控制振搗時(shí)間,防止過振,“多管齊下”,保證路面施工質(zhì)量以及混凝土使用質(zhì)量。
(2)抹面與壓紋
在路面施工基本結(jié)束之前,需要全面檢查路面情況,將裸露在路面的鋼纖維,進(jìn)一步壓入混凝土。然后使用滾式壓紋機(jī),在混凝土表面橫向壓紋。
(3)保證切縫與路面養(yǎng)護(hù)
在路面施工基本結(jié)束之后,還需要做切縫處理。切縫機(jī)切縫位置需要與施工漲縮縫相吻合。保護(hù)鋼纖維混凝土路面,主要采用灑水的方式,維持路面的潮濕性。在10~15d左右開始養(yǎng)生,一直到路面強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在澆筑路面施工完成后,需要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)與管理,保持路面的潮濕度,這是保養(yǎng)最重要的工作。
在進(jìn)行原材料的選擇時(shí),不宜選擇倒鉤形、切斷形鋼絲,因?yàn)榛炷谅访媸艿侥p時(shí),就會露出鋼纖維,這種類型的纖維結(jié)構(gòu)很容易扎破輪胎。按照一定比例,將鋼纖維摻入混凝土,從而形成一種強(qiáng)度比較高的復(fù)合材料,其彈性較高,具有抗沖擊、抗拉、抗壓等特點(diǎn)。單絲要求抗拉強(qiáng)度≥600MPa。要想充分發(fā)揮鋼纖維的最佳性能,鋼纖維長度不應(yīng)低于直徑的1/3,不超過其直徑的2倍。在路面建筑中,最大鋼纖維混凝土直徑不應(yīng)超過19mm,其長度在38~65mm 之間?;炷林袖摾w維一定要均勻分布,為了預(yù)防攪拌結(jié)團(tuán)發(fā)生,不要選擇波浪形纖維。要想更好地保證其耐磨性與工作性能,應(yīng)該將高效減水劑加入混凝土中。禁止使用氯鹽成分以及海水,防止其失效或風(fēng)化。
在鋼纖維混凝土運(yùn)輸及施工過程中,很容易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。為此,應(yīng)該先使用分散機(jī)充分分散鋼纖維后,再進(jìn)行攪拌。為了保證最佳分散效果,應(yīng)將分散力控制在20~60kg/min之間,功率保持在0.75~1.0kW之間。其他原材料必須與鋼纖維充分融合,要想進(jìn)一步預(yù)防鋼纖維結(jié)團(tuán),必須嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間及材料投入順序。在道路施工中,一般都需要分級投料。先投入砂料、鋼纖維,再投入碎石、水泥;先攪拌干料再攪拌濕料。
相對于其他混凝土材料來說,鋼纖維混凝土凝結(jié)時(shí)間非常短,硬化速度非???。所以說,在整個(gè)澆筑過程中,必須保證澆灌流程的順利進(jìn)行以及澆灌環(huán)節(jié)的緊湊性。與此同時(shí),嚴(yán)格按照時(shí)間要求進(jìn)行澆灌。在整個(gè)建筑過程中,如果出現(xiàn)攪拌含水量低的情況,需要通過噴霧形式,預(yù)防混凝土水分蒸發(fā),不能直接加水。在布料過程中,必須通過試驗(yàn)形式,確定松鋪高度。若坍塌度相同,松鋪高度需要高出普通混凝土10cm。一定要保證整個(gè)布料過程中,鋼纖維的分布均勻。與此同時(shí),可以選擇機(jī)械振搗的方法,保證路面的密實(shí)度。一方面需要考慮混凝土路面的平整度、密實(shí)度;另一方面,還需要考慮道路成功運(yùn)營之后的安全性與可靠性。因此,在路面平整之后,還需要保證20mm深度范圍內(nèi),鋼纖維混凝土的平整。
本文針對鋼纖維混凝土的特性,就鋼纖維混凝土的合理配置、路面施工質(zhì)量控制、鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三個(gè)方面,詳細(xì)論述了鋼纖維混凝土路面的施工技術(shù)。鋼纖維混凝土因其優(yōu)越性而在建筑行業(yè)中得以廣泛應(yīng)用。為了更好地保證路面施工質(zhì)量,必須按照一定的施工標(biāo)準(zhǔn)與流程,全面控制施工技術(shù)。
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