钢纤维混凝土路面施工技术与质量控制措施的探析 2页

交通建设甚两目蒜商2012年9月钢纤维混凝土路面施工技术与质量控制措施的探析周治申(湖南金路工程咨询监理有瑕公司)摘要：钢纤维混凝土是将钢纤维掺入到普通混凝土中制得的一种复合型混凝土，是一种新型路用材料。钢纤维混凝土路面在动荷载下具有良好的抗冲击力、抗弯、抗拉、耐磨性能，疲劳寿命长，并具有良好的阻止和抑制因温度应力引起裂缝产生与扩展的能力。此外钢纤维混凝土的抗冻性能良好。在普通混凝土中掺入一定剂量的钢纤维，可以明显减薄路面结构层厚度，改善路用性能，节约成本。关键词：钢纤维混凝土；施工技术；控制措施引言钢纤维混凝土是一种纤维型材料与颗粒型材料混杂的复合材料。由于钢纤维的掺入，使脆性的基体成为具有良好韧性的钢纤维增强水泥基复合材料。钢纤维混凝土路亟在动荷载下，具有良好的抗冲击、抗弯、抗拉、耐磨性能．疲劳寿命长，并具有良好的阻止和抑制因温度应力引起裂缝产生与扩展的能力。此外，钢纤混凝±的抗冻性能良好。这些性质与路面的要求基本一致，并且可以实现按照使用要求设计材料的目的。因而在路面新建、加铺层、路面修补等工程具有广泛的应用前景。但是由于钢纤维的存在，钢纤维混凝土路面质量的优劣不仅取决于混凝土的配合比和钢钎维的性熊，同时往往取决于旅工质爨。钢纤维的存在给混凝土路面施工带来了技术难题，而施工机械的选择及使用对钢纤维混凝土路面的质量产生较为重要的影响。1原材料的选择及配合比设计1．1水泥一般可采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。水泥的技术指标要求：①氧化镁含量：≤5％：②三氧化硫含量：≤3．5％；③细度指标：80“m方孔筛余>10％；④初凝时间不得早于45m诚⑤终凝时间不得迟于10h。因钢纤维混凝土路面特殊的工作条件、厚度小，故路面混凝土应尽可能采用强度高、干缩性小、抗磨性及抗冻性好的水泥。1．2集料(1)粗骨料(粒径大于7mm)，宜采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、表面粗糙，近立方体颗粒的碎石，最大粒径不宣大于20mm和镪纤维长度的2，3，(钢纤维长度一般为3．4cm)，含泥量不大于l％，细长、扁平颗粒及风化石、针片状含量不大于10％，不宣采用石灰岩碎石，必要时应将含有土颗粒的碎石用水冲洗。(2)细集料<粒径小手5R黼>宜采用天然中粗砂或枫制砂，沙粒必颓坚硬、洁净、干燥、无杂质、颗粒均匀，细度模数为2．O～3．5，含泥量不大于3％，含泥量超过标准的砂必须过筛。细集料的洁净程度，天然砂以不小于0．075mm含量的百分比表示，机制砂以砂当量或亚甲蓝值表示，其质量必须满足规范要求。1．3水和外掺剂同普通混凝土一样，无污染的自然水或自来水，混凝土用水量约为130～180k—m3，为保证混凝土具有足够的强度和密实度，水灰比宣为0．42。O．50，水灰比低时，混凝土和易性差，可增加减水剂或塑化剂，为使路面提早开放交通，可在混凝土中掺加适量早强剂，为提高混凝土的和易性、抗冻性，可掺入适量加气剂。{kdkjkjk誓}誓}jk■Ejk蕾}薯章■t瑚t—}—鱼k穹k氆已■}—譬崎k穹‘e崎k■E!》j色、9‘章—蛐e—斗e圣IP!j‘e夸‘e宣；e夸；E宣；章j‘分宣k业省e专‘}j§j}夸k宣；}书e越}曾tjkjk宣k鼬}预应力的损失。在带有预应力的工程施工中。其关键是要正确的确立设计所要求的结构内应力，也就是预应力，而这其中最重要的影响因素就是应力松弛所造成的危害。为了保证施工的正常进行和工程的安全质量，施工必须严格的按照预应力的张拉规定进行，并且做好张拉后的灌浆准备，这些措施和手段对于减少应力损失是非常有效的。在进行张拉的过程中，不仅要有效的控制应力值，对于张拉筋还要进行随时随地的增长值抽查，同时还要按照均匀、对称的方法实施张拉，张拉之后要进行封锚，继而就可以进行灌浆了，灌浆之后不仅可以消减应力的损失，并且将孔道封闭，也减少了预应力筋损失，使其与整体结构共同作用，提高了建筑的抗裂性能。5．2预制临时支座的施工技术在桥梁的施工过程中，临时支座大都采用预制好的长方体的混凝土块。在相应的位置处对称的摆放两块，等到湿接头的混凝土强度达到之后，再利用凿的方法去除。这样的施工，由于预制的混凝土块本身存在的各种问题，容易出现挤动、压碎、破裂等问题，严重的影响梁板的标准高度或是造成梁板的位置偏移。有些临时设立的支座由于梁板发生了拖动，导致其紧贴在台帽的内侧，难以凿除，即使是凿除了之后也难以进行清理，给施工造成了不必要的麻烦。临时支座的主要作用就是减少施工过程中支架的沉降，而支架是否需要设立临时的支座完全取决于支架的实际情况，若是坚实可靠，支架的载重量没有超过标准，施工的工期不会很长，那么就不必设立临时支座。在雨天过后，通常都要对支座、支架进行检查，看其是否发生变形或者破损，这一点很主要，但是在施工过程中经常被忽略。5．3桥梁体外索加固的施工技术-162·体外索的加固方法是一种十分有效的桥梁旋工固定技术，并且简单易行，不会对过往的车辆造成影响，受力的途径也十分明确，对于提高结构的抗裂度和承载能力有着显著的效果，还改善了结构本身的应力状态。为了使加固后旧桥的承载力达到要求的标准，一般体外索都会采用折线的形式，同时还能够满足抗剪强度和粱的正截面的抗弯强度。体外索的材料一般选用粗钢筋或钢绞线与槽钢的组合。在体外索加对桥梁的受弯构件进行加固时，梁的承载力可以按照偏心构件来验算。利用体外索加固方法加固后的桥梁承载力能够达到相应标准，效果非常明显，并且能够有效的改善主梁在使用阶段的性能，减小了裂缝宽度和挠度，明显提高了结构的耐久度，是施工过程中比较常用的技术手段。6总结在桥梁的建筑施工过程中，我们一定要根据实际的施工状况、现场环境等各种因素进行综合考虑，选择合理有效旌工技术和方法。随着科技的不断发展，桥梁建筑龅施工技术也在不断熬截颓，其串也包括先进的施工设备，高科技含量的工程材料。当然，在施工的过程中我们还会遇到各种各样的新闷题，这就要我们在实际工作的过程中不断的总结、探究，创新出新的方法和技术，攻克各种技术难关，促进桥梁建设的飞速发展。参考文献fl】张松华．浅析桥梁施工技术与发展册．城市建设理论研究，2011(31)．【2】曹福生．浅析桥梁重建施工技术问题的分析啪．中国市场。2010(15)．【3】吴新军．浅析桥粱旖工技术田．大陆桥视野(下半月)，20ll(6)．f4潮艳红，李德星．浅折桥梁旋工技术田．城市建设理论研究(电子敝)，20j2<13)n1．4钢纤维类型及尺寸采用的钢纤维为碳钢纤维，路面用钢纤维宜用：熔抽型、剪切性。其抗拉强度应不低于550MPa，纤维直径一般为0|4～0．7mm，长度一般为直径的50～70倍。1．5配合比设计(1)钢纤维混凝土的配合比是指钢纤维混凝土中各组成材料之间的比例关系。其设计的基本目的是将其组成的材料合理配合．使所设计配置韵钢纤维混凝土满足结构设计和质量验收的强度要求，在路面工程的实际运用中，钢纤维混凝土的配合比设计应直接基于钢纤维混凝土的性能与使用进行设计，即在使用钢纤维混凝土配合比设计中，以钢纤维馄凝土的抗折强度作为配合比设计指标，寻求制约钢纤维混凝土抗折强度的主要因素，如钢纤维掺入量，钢纤维长径比，水泥标号与水灰比之间的比例关系。通过上述因素的调整，控制钢纤维的抗折强度。(2)钢纤维混凝土配合比设计时，必须满足路面设计要求的拌和性能及硬化后的性能、钢纤维混凝土路面结构的设计要求决定，通常为抗压强度、抗折强度、弯曲韧度等，通常路面结构设计时以抗折强度、抗压强度为主要强度指标，为提高钢纤维混凝土的韧性，应尽可能选用与混凝土基体粘结强度较高的钢纤维。路面钢纤维混凝土配合比的强度试验，应根据路面等级和工程要求分别进行抗压与抗折试验。2钢纤维混凝土施工技术钢纤维混凝土路面质量的优劣，在很大程度上取决于施工质量。因此，钢纤维混凝土路面施工，除了满足普通混凝土的施工要求外，还应特别重视镊纤维给施工带来的技术问题。掩工时除了将原有的混凝土补强填平外，重点注意以下几个方面的问题：(1)设置钢纤维分散装置。由于钢纤维一次性直接投入搅拌机易出现结团现象，为使钢纤维充分分散，在搅拌机上安装上振动式钢纤维分散机，分散机功率为1．okw，分散能力约为40k—min。由于分散机安装在搅拌机上，分散时间较长，增加了搅拌时间，生产效率有所降低。(2)搅拌投料顺序和搅拌时间。为防止钢纤维结团，采取先干后湿的工艺。投料程序按砂一钢纤维一石子一水泥的顺序投于料斗。首先在搅拌机里干拌1～2min，再加水湿拌2m；n左右。总搅拌时间控制在6min内。搅拌时间过长会形成纤维结团，且每次的搅拌量控制在搅拌机容量的1／3以下。(3)采用强制式搅拌机。钢纤维混凝土搅拌机，使用双锥反转出料搅拌机，容量为250L。由于采用1．2％的钢纤维掺量，且坍落度较小，为不使搅拌机超负荷工作，适当降低搅拌机的利用率。(4)运输。钢纤维混凝土运输采用自卸运输车。由于钢纤维混凝土在运输过程中受到振动，使钢纤维下沉。坍落度和含气量都会有损失，影响钢纤维混凝土的均匀性。因此，选择钢纤维混凝土的搅拌场地时尽量缩短运输距离，并注意选择合适的自卸运输车辆，以保证浇筑时的卸料高度不得超过1．5m，确保混凝土卸料过程中不发生离析现象。同时，宜注意运输时的温度，避免造成混凝土的施工和易性下降。(5)摊铺与振捣。钢纤维混凝土在浇注时，不得有明显的浇注接头，每次倒料必须相压15～20cm，使钢纤维混凝士保持整体连续性。钢纤维混凝土路面采用摊铺机摊铺，辅以人工整平。因使用插入式振动棒插入锅纤维混凝土进行振捣，会使钢纤维朝振动着韵振动棒聚集，产生集束效应，所以为确保钢纤维的二维分布，使用平板振动器振捣成型。为保证边角混凝土密实，将振捣棒顺路线方向插入，使钢纤维成纵向条状集束，从而使钢纤维的排列有利于抵抗板体收缩应力、温度应力，有利于荷载的传递。振捣持续时间以混凝土停止下沉、不再冒气泡并泛出泥浆为准，同时防止过振。(6)抹面、压纹。将外露的钢纤维压入混凝土中，同时在抹平的钢纤维混凝土表面采用滚式压纹机沿路线横断面方向压纹l～2咖。(7)切缝与养护。当钢纤维混凝土养生强度达到设计强度约50％时，用切割机切缝，缝深3cm，缩缝设置为5Ill，道，与旧缝对齐。并保持施工缝与胀缝或缩缝设计位置吻合，簏工缝与路中线垂直，不设置传力杆。对胀缝、缩缝均采用10号石油沥青填缝。混凝土路面采用洒水养生，终凝后用麻袋覆盖，每天洒水养护，保持混凝土呈潮湿状态。养生时间在10～15d。待混凝土测试强度达到规定的强度再开放交通。3钢纤维混凝土的质量控制为保证钢纤维混凝土的施工质量，应注意以下事项：(1)对每一批进场的原材料都应该进行严格的检验，必须使用合格的原材料：(2)事先应检测土基的密实度，基层的强度、刚度和均匀性；(3)现场测定砂、石料的含水量，根据试验配合比，以适当调整施工配合比：(4)摊铺前，应检查基层的平整度、路拱横坡、模板标高等：(5)试件制作。每铺筑400方的钢纤维混凝土，应制作2组抗折试件每增铺looO～2000m3钢纤维混凝士，增做一组试件，备作验收或检查后期强度时用，试件在现场与路面相同条件下进行湿法养生，施工中应及时测定7d龄期试件强度，检查是否达到28d龄期强度的70％以上，否则，查明原因，立即采取措施，以达到设计要求。4钢纤维混凝土路面接缝设置因钢纤维抗拉性能好，阻裂能力和抗收缩性能好，在施工条件许可对，一般7曲m宽的路面勿需设级缝，可用整幅施工，横向缩缝接15。20m间距设置。5结语钢纤维混凝土由于其自身所具有的优异性能，目前已得到广泛应用。由于钢纤维混凝土路面缩缝的间距为10m左右，比普通水泥混凝±路面的大，引起错台颠簸的横向缩缝大幅减少，从而明显减少了错台。因此，钢纤维混凝土路面的行车舒适性明显比普通水泥混凝土路面的高。但是，钢纤维混凝士路面的施工较普通混凝士路面复杂，如果在施工过程中控制不好，很容易出现钢钎维结团、拌合物工作性差等问题。反而降低了路面质量。因此，在钢钎维混凝土路面施工中，一定要严格控制各环节的施工质量，从而达到令人满意的效果。参考文献【1】公路沥青路面施工技术规范(J1BF40_2004)．人民交通出版杜，20泓．[2】马兰花，浅谈高等级公路路面施工中几个常见问题的处理措施田．科技信息，20IO，(20)．【3】雒应，路基路面施工百问【M】．北京：人民交通出版社，z008．·163·