摘 要:科技發(fā)展為現(xiàn)代建設工程提供了更新穎、性能也更強的材料,這其中就包括鋼纖維混凝土。作為一種新型復合材料,鋼纖維混凝土表現(xiàn)出更強的可操作性與更優(yōu)越的性能,在性價比上也具有一定的優(yōu)勢。當這種材料被應用到道路橋梁施工中之后,道路橋梁的耐磨性、抗剪性、抗凍性、抗疲勞性等各方面性能都會獲得大幅提升?;诖耍疚膶@鋼纖維混凝土技術在道路橋梁施工中的應用進行探討。
關鍵詞:鋼纖維混凝土;技術;道路橋梁;施工
中圖分類號:U445.57 文獻標識碼:A
0 前言
鋼纖維混凝土技術是一種全新的復合材料生產技術,生產出的鋼纖維混凝土材料可大量用于建筑工程中。由于普通混凝土在長期受力過程中會出現(xiàn)裂縫,影響混凝土結構的完整性,而鋼纖維混凝土的原理則是將鋼纖維添加進混凝土中,經過合理的技術處理后使鋼纖維在混凝土內部呈現(xiàn)出亂向分布的特征,這樣一來鋼纖維就能代替混凝土承受較多受力,進而限制混凝土基體裂縫的出現(xiàn)與發(fā)展,因此能夠顯著提升混凝土的韌性、強度及各方面性能,并最終體現(xiàn)在工程質量及耐用性上。
1 道路橋梁施工要點
對道路橋梁施工要點的分析是明確鋼纖維混凝土技術應用的關鍵前提。結合道路橋梁的施工特征及鋼纖維混凝土的特性而言,其施工技術要點主要體現(xiàn)在以下幾方面。
根據(jù)工程具體狀況選擇原材料。此處僅僅指出鋼纖維混凝土所需的原材料,即所選鋼纖維、混凝土的類型與強度等級應與工程狀況相匹配,此外也包括其他輔助性施工原材料。而為了保證鋼纖維混凝土的均勻度與密度達到最理想的水準,還需要按照工程具體狀況選擇攪拌機的類型,并合理調整攪拌機的使用率,盡量避免攪拌機出現(xiàn)超負荷運轉的情況。在向攪拌機中投放原材料時需要明確材料投放順序及攪拌時間,一般采用分級投料的方法[1]。為避免鋼纖維在攪拌過程中出現(xiàn)固結的情況,在投入鋼纖維之前需要先對鋼纖維進行整理并分散投入。攪拌方式上通常采用先干攪拌后濕攪拌的策略,即先將原材料投入并進行1 min干攪拌后,再加入其它材料進行濕攪拌。
運輸。鋼纖維混凝土的運輸會受到路況、設備及環(huán)境的影響,因此如果是直接針對攪拌后的成品進行運輸,應盡可能避免在運輸過程中出現(xiàn)振動,盡量選擇平坦、路況良好的道路,避免運輸過程影響未成形鋼纖維混凝土的均勻性和坍落度,杜絕鋼纖維下沉的情況出現(xiàn)。同時也可采取盡量縮短施工現(xiàn)場與攪拌機距離的策略,以減少鋼纖維混凝土運輸所消耗的時間,最大限度保證其性能[2]。最理想的做法是在施工現(xiàn)場進行鋼纖維混凝土的攪拌工作,但需要安排專人做好管理工作,避免工程其他工序影響到攪拌作業(yè)的質量。
澆筑、振搗與成型。鋼纖維混凝土的澆筑過程應避免澆筑接頭出現(xiàn),即保證鋼纖維混凝土澆筑的連續(xù)性,控制好澆筑的量與范圍,在這點上與常規(guī)混凝土澆筑需求相近。如果采用振搗棒作為振搗工具,則要保證材料內部鋼纖維呈現(xiàn)出縱向條狀集束排列的排列方式,以提升混凝土整體的密實性,在攪拌過程中盡量避免將振搗棒插入鋼纖維混凝土中,盡可能選用平板振搗器振動使之成型,保證材料內部鋼纖維能夠均勻分布。對于完成振搗的混凝土則需要抹平其表面,以防鋼纖維露出表面產生銹蝕,因此需要將外露的鋼纖維壓入混凝土內部,之后再進行抹平處理。由于鋼纖維混凝土內部纖維具有亂向分布的特征,且含砂率較高,因此多采用機械抹平、真空吸水的成型工藝,以避免鋼纖維外露。對于拆模后外露的鋼纖維則需要用壓紋機進行進一步處理,提升鋼纖維混凝土整體施工質量。
2 鋼纖維混凝土技術的優(yōu)勢
2.1 提升物理性能
鋼纖維混凝土之所以擁有出眾的性能,很關鍵的一點在于其骨料上的變化,主要是在普通混凝土材料中摻入鋼纖維之后,能夠有效提升混凝土材料本身的凝聚力,同時以鋼纖維承受大部分受力,使得混凝土材料本身的抗壓強度獲得大幅提升,經測試發(fā)現(xiàn)當混凝土中摻雜進1.0%~2.0%比例的鋼纖維之后,鋼纖維混凝土能夠承受的壓力會獲得大幅提升。由于鋼纖維本身具有遠超混凝土的抗拉性能,而在混凝土中加入鋼纖維之后,混凝土基體的抗拉能力會得到顯著強化,能在一定程度上提升其極限抗拉能力,也會使鋼纖維混凝土在抗彎曲能力與收縮變形能力有更好表現(xiàn),也使其擁有更強的彈性。因此鋼纖維混凝土的物理性能比普通混凝土更高,在長期承受外力影響及環(huán)境侵蝕的情況下也不容易產生裂縫,并為材料帶來了優(yōu)秀的抗疲勞性,使材料的抗拉能力與抗彎能力獲得全面提升[3]。
2.2 加強荷載能力
在混凝土與鋼纖維實現(xiàn)有效配合之后,鋼纖維混凝土材料的荷載能力獲得大幅提升,在原本單純由混凝土承受的外力荷載中,有一部分會轉移到鋼纖維上,但更重要的是鋼纖維會在材料出現(xiàn)裂縫時承受大部分的應力,但這需要在嚴格控制鋼纖維與混凝土配比的前提下才能實現(xiàn)。鋼纖維混凝土的開裂荷載與極限荷載之間并不是一種對等的關系,通?;炷猎诔霈F(xiàn)開裂之后,其極限荷載也會有所提升。最初混凝土本體出現(xiàn)的裂縫所造成的荷載會同步提升混凝土整體的韌性與極限荷載,即使是在基體出現(xiàn)錯動的情況下,鋼纖維混凝土依然具有比普通混凝土強大的荷載能力。
3 鋼纖維混凝土技術在道路橋梁施工中的開展
3.1 在道路施工中的應用
鋼纖維混凝土在道路施工中首先可以應用在路面修復上,應用鋼纖維混凝土能夠顯著提升路面破損位置的物理強度,進而避免二次開裂或其他問題的產生。通常情況下鋼纖維混凝土路面修復施工會采取兩種應用方式,最常見的是將鋼纖維混凝土材料直接覆蓋在路面破損處,由于這種方法并不會顯著提升路面的牢固程度,因此常用于路面中非關鍵位置破損的修補工作;另一種則是將鋼纖維混凝土材料與路面本身的施工材料進行混合,將混合后得到的材料覆蓋在路面的破損處,這種做法相比前一種,能夠在一定程度上使路面性能得到強化。
復合式混凝土路面的建造施工也可以應用鋼纖維混凝土材料,而且在應用之后能使路面的關鍵位置性能得到大幅強化。對于復合式混凝土路面而言,應用鋼纖維混凝土的策略通常分為兩種,其一是在道路上下兩層應用鋼纖維混凝土材料,而中間層則應用普通混凝土材料,這種應用方法能夠全面提升道路性能,但相對而言成本會比單純利用混凝土更高,因此在關鍵道路上采用的較多[4];其二是僅在路面表層應用鋼纖維混凝土材料,在這種情況下,路面表層敷設的鋼纖維混凝土材料僅占整個路面厚度的35%左右,路面基底層依然應用普通的混凝土材料。相比前一種應用方法,這種應用方法在成本上更低,技術難度要求也更低,所以在常規(guī)道路建造中更常見。
3.2 在橋梁施工中的應用
鋼纖維混凝土技術在橋梁施工中的應用也很常見,多被用于強化橋梁不同結構的性能。以橋梁的橋墩和樁基為例,這兩處結構在建造過程中可通過分析明確受力位置,之后在受力位置應用鋼纖維混凝土材料,進而提升結構強度、質量及耐用性,即使是在遭遇惡劣災害的情況下,鋼纖維混凝土也比普通混凝土更能耐受侵蝕。對于整座橋梁而言,橋墩是其關鍵受力部位,也更容易遭受侵蝕與損害,因此橋梁施工與運行維護會需要定期對橋墩進行修護加固,這時就可以用到鋼纖維混凝土材料,通常情況下鋼纖維混凝土材料的敷設厚度只要達到工程實際需求,就能有效提升橋墩整體結構的強度。
鋼纖維混凝土在橋面中的應用也能增強后者抗折強度與抗裂能力。較為常見的應用方法包括與普通混凝土材料混合使用,以及與普通混凝土材料分層使用兩種,兩種策略都能大幅提升橋面的耐用性,并延長橋面的使用年限。除此之外,鋼纖維混凝土還能應用在橋梁邊坡防護中,對于一些周邊地理環(huán)境條件較惡劣的路段,可應用鋼纖維混凝土對邊坡進行加固及防護,避免巖體風化墜落損傷橋梁。只要保證噴涂的鋼纖維混凝土厚度完全滿足工程設計的需求,就能有效提升邊坡的防護質量,同時也能作用于橋梁整體穩(wěn)定性的提升。
4 總結
結合上述內容來看,鋼纖維混凝土技術在道路橋梁工程中的應用能夠大幅推動道路橋梁工程的發(fā)展。但相比普通混凝土而言,鋼纖維混凝土具有更高、更嚴格的施工技術要求,對施工工藝控制能力的需求也更高。這需要施工人員在深入分析工程狀況的前提下,結合施工要點嚴格規(guī)劃鋼纖維混凝土的生產施工策略,以切實實現(xiàn)道路橋梁工程整體質量的提升。
參考文獻:
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[2]葉翼,丁婉秋.鋼纖維混凝土技術在道路橋梁施工中的應用新探[J].百科論壇電子雜志,2020(4):891.
[3]韓景科.鋼纖維混凝土技術在道路橋梁施工中的應用新探[J].工程建設與設計,2020(5):188-190.
[4]史長存.鋼纖維混凝土技術在道路橋梁施工中的應用[J].智能城市,2019(20):196-197.
作者簡介:蘇夕恩(1984—),女,江蘇鹽城人,本科,工程師,研究方向:交通工程(公路、水運和建設工程試驗檢測)。