殷鵬昊

（山東省棗莊市公路管理局應(yīng)急搶險(xiǎn)中心，山東 棗莊 277100）

1 鋼纖維混凝土技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

鋼纖維混凝土是在原有的傳統(tǒng)混凝土中加入一定比例的鋼纖維，與普通的混凝土相比，有效地提升了其極限抗壓強(qiáng)度，相較一般的混凝土，它具有多種優(yōu)良的性質(zhì)，一般而言，其單軸抗拉極強(qiáng)度能夠提升45%左右，抗彎極限強(qiáng)度也能增強(qiáng)1．4 倍，抗剪強(qiáng)度提高50%～100%，抗壓韌性大幅度提高，能夠普遍提升工程的安全性并延長其使用壽命。當(dāng)混合比例在1%～2%時(shí)，鋼纖維混凝土中鋼纖維加強(qiáng)了混凝土的黏性，使其沖擊韌性的指標(biāo)能夠提升100 倍左右，這極大地提高了工程物中的抗沖擊力，即便遇到強(qiáng)度稍強(qiáng)的沖擊和震蕩，都能夠在一定程度上減小其破壞。除了優(yōu)良的抗沖擊性之外，鋼纖維混凝土還具有良好的抗裂性表現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)的混凝土，其對(duì)力量的承受非常強(qiáng)，當(dāng)遇到因外力產(chǎn)生的形變之時(shí)，其壓縮程度比普通的混凝土要低很多，這就極好地維持了路橋的固有形態(tài)，從而可以避免出現(xiàn)裂縫，同時(shí)，該抗裂性也能一定程度上抵抗溫度應(yīng)力的作用，減少溫度變化而引起的自然裂縫，并且在抗凍性和耐磨性的綜合作用力下，能將混凝土的長期收縮率減少30%左右，在最大程度上維持路橋工程的最佳狀態(tài)，使得路橋工程的使用壽命加長。

2 鋼纖維混凝土技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用范圍

由于鋼纖維混凝土自身的一系列抗壓、抗裂、耐磨性和抗剪應(yīng)力等優(yōu)勢(shì)，使得其在筑橋的應(yīng)用十分豐富，除了一般的橋面鋪設(shè)，還在路橋結(jié)構(gòu)加固，樁基礎(chǔ)加強(qiáng)，邊坡加固和襯砌隧道防護(hù)中得到廣泛的應(yīng)用。在一般的路面施工也多使用鋼纖維混凝土材料，用鋼纖維混凝土鋪設(shè)路面不僅節(jié)省材料，施工過程也相對(duì)簡單，加之材料所具備的低溫、耐磨特性性，使得路面壽命能延長到普通路面的1．5 倍左右。當(dāng)然，不同的施工項(xiàng)目需要不同的施工方式和工藝，只有根據(jù)施工的具體需求，制定科學(xué)、適宜的施工方案，才能讓鋼釬混凝土施工技術(shù)在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域得到最大的應(yīng)用價(jià)值，才能夠保障各項(xiàng)施工的質(zhì)量，提升工程的安全性與使用壽命。

3 鋼纖維混凝土技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用實(shí)操

3.1 鋼纖維與混凝土的配比設(shè)計(jì)

鋼纖維混凝土的配比設(shè)計(jì)工藝與普通水泥的配比設(shè)計(jì)并無明顯差異，最大的差異在于在配比設(shè)計(jì)中需對(duì)鋼纖維體積率進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的計(jì)算和測量，除此之外，鋼纖維的韌性強(qiáng)度以及體積率同樣也需要精確地進(jìn)行計(jì)算。在具體的施工過程中，路橋抗彎強(qiáng)度、路面厚度及鋼纖維混凝土材料抗折強(qiáng)度都需要達(dá)到符合工程的要求，這就需要施工人員能夠?qū)︿摾w維和混凝土材料配比進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置，也就成了保障項(xiàng)目工程的質(zhì)量的基礎(chǔ)。例如，當(dāng)鋼纖維摻入量介于0．6% ～1．2% 時(shí)，材質(zhì)的抗拉力強(qiáng)度會(huì)隨著摻入量的不同呈現(xiàn)出類正太分布的規(guī)律性變化，隨著摻入量由0．6% 逐步增加至0．8%，鋼纖維混凝土的抗拉力強(qiáng)度會(huì)逐漸提升，并且在達(dá)到0．8% 時(shí)出現(xiàn)最大抗拉力強(qiáng)度，待摻入量進(jìn)一步增加，這種變化則開始呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的趨勢(shì)，所表現(xiàn)的抗拉力強(qiáng)度也就開始下降。根據(jù)過去的實(shí)操數(shù)據(jù)也發(fā)現(xiàn)，0．8% 的配比相對(duì)來說最為合理，由此僅針對(duì)抗拉力的表現(xiàn)來看，也建議將鋼纖維與混凝土材料的配合比設(shè)計(jì)為0．8%。除了鋼纖維這一重要原料的比例需求之外，為了能達(dá)到最好的效果，在水泥的應(yīng)用過程中，建議優(yōu)先使用32．5 級(jí)的普通硅酸鹽水泥，42．5級(jí)亦可采用；為了能使材料中的各原料分布均勻，在使用石頭的時(shí)候，最好使用立方顆粒的碎石，并且具有一定的強(qiáng)度和硬度，如果碎石內(nèi)部帶有風(fēng)化顆粒，鋼纖維混凝土的最終成品質(zhì)量會(huì)大打折扣；由于鋼纖維混凝土材料需要有較高的抗凍性，因此，在使用外加劑時(shí)應(yīng)使用優(yōu)質(zhì)化減水，如果是路橋施工建議使用引氣型減水劑，這樣能最大地提升材料抗凍性；在細(xì)集料在選擇時(shí)，優(yōu)先選擇天然中粗砂，天然砂含量百分比不能超過0．075mm；由于用水量和含沙量對(duì)于鋼纖維混凝土的體積率以及韌性強(qiáng)度也有著不小的影響，所以，在用水上需要采用純凈的自來水，不應(yīng)為了節(jié)約成本或是方便行事而用帶有泥沙之類的河水。只有根據(jù)準(zhǔn)確科學(xué)規(guī)范的操作，將各原料進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)量，才能達(dá)到科學(xué)規(guī)范的鋼纖維混凝土配比，提升鋼纖維混凝土的質(zhì)量，為后續(xù)的工程質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

3.2 攪拌工藝

鋼纖維混凝土的攪拌工藝與普通水泥的攪拌也并無明顯差異，不過，為了能使鋼纖維能均勻地分布在混凝土中，建議采用先干后濕的鋼纖維投放方式，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的配置比例，首先，投入基質(zhì)材料，保證材料攪拌均勻；隨后，用震動(dòng)篩的篩分作用將鋼纖維投入攪拌機(jī)中，并且投入材料時(shí)要分層投入，按照流程進(jìn)行材料的添加，確保上一材料攪拌均勻后再投入后續(xù)材料，這樣能就夠有效保證各級(jí)材料均分布，從而可以避免混凝土攪拌時(shí)鋼纖維結(jié)團(tuán)，并且攪拌時(shí)間也需要嚴(yán)格把控。一般的操作案例是先將粗細(xì)骨料、鋼纖維、水泥分層混合，并干拌1．5 分鐘，添加清水后繼續(xù)攪拌3 分鐘，才能達(dá)到良好的質(zhì)量。針對(duì)不同的施工工程，需要對(duì)攪拌時(shí)間和鋼纖維的投入量進(jìn)行不同的調(diào)整，如果是路面建設(shè)，鋼纖維摻入量至少需要達(dá)到30kg 每立方米，最多不能超過80kg，否則，會(huì)造成攪拌結(jié)塊；針對(duì)橋梁建設(shè)，鋼纖維的投放應(yīng)當(dāng)介于50 ～100kg，過多或者過少，橋路的性能都不能得到最優(yōu)。由過往的數(shù)據(jù)顯示，在鋼纖維混凝土攪拌試驗(yàn)中，最好延長20s 左右攪拌時(shí)間，先干拌，再加水，干拌時(shí)間不能低于1min。如果體積率較高且拌合物較干，建議拌和量不超過額定攪拌量的80%，當(dāng)攪拌機(jī)容量相對(duì)較小時(shí)，需要將拌和時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長1min 左右。除了現(xiàn)場攪拌之外，在鋼纖維混凝土運(yùn)到施工現(xiàn)場的途中，為了減少材料結(jié)塊，需要選擇最佳的運(yùn)輸路線，以節(jié)約運(yùn)輸時(shí)間，運(yùn)輸車也需要特別注意，需選擇卸料方便的運(yùn)輸車，特別是針對(duì)長時(shí)間的運(yùn)輸。如果一旦出現(xiàn)了離析現(xiàn)象，就需要及時(shí)進(jìn)行二次攪拌，避免材料結(jié)塊和浪費(fèi)。

3.3 鋼絞線安裝和混凝土澆筑

在具體的路橋結(jié)構(gòu)施工中，首先，要做好鋼絞線安裝，因?yàn)榘惭b的良好與否直接決定了路橋結(jié)構(gòu)的牢固性和承重能力，由于預(yù)應(yīng)力鋼絞線自身帶有特殊性，在使用時(shí)需要分段使用。為了防止預(yù)應(yīng)力鋼筋表面出現(xiàn)破損和不牢固，首先，應(yīng)該確認(rèn)預(yù)應(yīng)力鋼筋材料的長度，然后，使用鋼絞線兩端作為路橋受力支點(diǎn)，待支點(diǎn)確定之后，順勢(shì)將不同的預(yù)應(yīng)力錨點(diǎn)相連接，在切口兩端用鋼線綁扎，這樣就形成了路橋基本框架。在框架成型后，還需做好鋼絞線的梳理工作，避免鋼絞線交叉。后續(xù)實(shí)行鋼纖維混凝土澆筑中，施工人員需對(duì)混凝土的澆筑進(jìn)行分層施工，在每層施工的時(shí)候，當(dāng)混凝土表面的泥漿不再下沉?xí)r，就需停止?jié)仓?，只有這樣，才能得到均勻的混凝土結(jié)構(gòu)層。在高溫天氣下進(jìn)行澆筑的時(shí)候，還需特別注意控操作速度，理論上建議，混凝土拌合料從攪拌機(jī)卸出，到混凝澆筑完成，所需時(shí)間應(yīng)控制在半小時(shí)內(nèi)，也不能由于時(shí)間控制不好就盲目加水。另外，溫度較高也會(huì)引起溫差變高，所以為了避免鋼纖維混凝土出現(xiàn)裂縫和大面積結(jié)塊，在施工的時(shí)候，通過常用手段來控制溫度也是必不可少的，關(guān)注混凝土溫度的變化規(guī)律，以此避免外部溫度對(duì)鋼纖維混凝土澆筑的不良影響。

3.4 噴射鋼纖維混凝土施工

在隧道的砌襯施工中，往往需要用到噴射鋼纖維混凝土工藝，噴射不僅能很好地保證砌襯的完整性和強(qiáng)度，還能起到簡化隧道的防水防滲的作用，是一個(gè)一舉兩得的有效方法。它與素噴混凝土（不加鋼纖維的簡稱“素噴”）相比，具有的特點(diǎn)是：強(qiáng)度高（抗拉、抗彎、抗剪）；抵抗沖擊、爆炸和震動(dòng)的性能高；韌性（變形性能）好；抗凍、耐熱與耐應(yīng)勞性能好。鋼噴集料回彈率也比素噴低。抗裂性能強(qiáng)，在鋼噴的工藝下，即使構(gòu)件已產(chǎn)生微小裂縫，也會(huì)因鋼纖維繼續(xù)抗拔而使韌性大大提高。由于是噴射施工，施工速度相較普通的澆筑會(huì)更快更方便，使用范圍也特別廣，特別是在小面積施工中應(yīng)用廣泛；噴射后的鋼纖維方向接近二維分布，材料性能能得到明顯的保證。

4 結(jié)語

總的來說，鋼纖維混凝土本身具有的性質(zhì)可有效地加強(qiáng)路橋工程的的剛度、抗壓、抗震等機(jī)械、力學(xué)、熱學(xué)、腐蝕學(xué)等在內(nèi)的各個(gè)方面的性能。而現(xiàn)階段也是我國路橋施工乃至其他建筑領(lǐng)域施工中不可缺少的技術(shù)，該技術(shù)也在我國的實(shí)際操作中越發(fā)成熟，無論是現(xiàn)階段的應(yīng)用范圍和施工技術(shù)，都被越發(fā)地肯定。當(dāng)然，科學(xué)精確的施工技術(shù)是保證工程質(zhì)量的前提，做好最基本的配比和攪拌，并嚴(yán)格地施行澆筑等技術(shù)，才能為工程的可靠性和安全性提供保障。隨著未來工程的高復(fù)雜和高標(biāo)準(zhǔn)性的變化趨勢(shì)，我們還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)，研發(fā)更優(yōu)質(zhì)的工藝技術(shù)，相關(guān)單位也應(yīng)從變化中不斷學(xué)習(xí)并結(jié)合市場需求加大對(duì)路橋施工技術(shù)的研究和開發(fā)力度，并確保這些技術(shù)都能有效地應(yīng)用到實(shí)際施工過程中去，最終提升道路橋梁建設(shè)的施工質(zhì)量。