鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用

孫辰睿

摘要：就鋼纖維混凝土的應(yīng)用本質(zhì)來講，其作為當(dāng)前研發(fā)的一種新型施工材料，隨著近年該技術(shù)的不斷成熟，被廣泛應(yīng)用于道橋施工中，相對(duì)于以往道路橋梁施工中所使用的普通混凝土而言，鋼纖維混凝土在實(shí)際施工中能夠體現(xiàn)出其良好的抗剪、抗拉以及抗裂等方面的應(yīng)用性能，以此進(jìn)一步強(qiáng)化整個(gè)工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，具有積極性應(yīng)用意義。

關(guān)鍵詞：鋼纖維混凝土;道路橋梁;應(yīng)用

1鋼纖維混凝土技術(shù)分析

1.1概念

鋼纖維混凝土技術(shù)作為一種混凝土材料優(yōu)化技術(shù)，是將鋼料與混凝土結(jié)合的一種新型技術(shù)。在混凝土受到外力擠壓時(shí)，通常會(huì)發(fā)生形變現(xiàn)象，嚴(yán)重影響后期混凝土的使用。例如，道路經(jīng)過長時(shí)間使用會(huì)出現(xiàn)車轍問題。這一問題長期困擾著建筑施工行業(yè)。為了有效解決此類問題，技術(shù)人員將鋼纖維融入混凝土攪拌工序中，等混凝土凝結(jié)后，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，混凝土質(zhì)量顯著提升。

隨著技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，將不同的鋼纖維融入混凝土中，可以達(dá)到不同的硬度與強(qiáng)度效果。一般來說，其可以分為切斷型鋼纖維、剪切型鋼纖維、銑削型鋼纖維和熔抽型鋼纖維，每一種混凝土鋼纖維都有自己的特點(diǎn)。例如，切斷型鋼纖維利用小直徑冷拔鋼絲作為原料，把鋼絲切成短纖維，再將其融入混凝土中，這種方法的最大優(yōu)勢(shì)是可以提升鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度，使用切刀、沖床就可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?剪切型鋼纖維一般由冷軋帶鋼剪切而成，具有強(qiáng)度高、易分散等特點(diǎn)，自身與混凝土之間有較好的黏結(jié)性能，十分適用于橋梁、公路等方面的建設(shè);銑削型鋼纖維是一種利用鋼錠銑削工藝制成的鋼纖維材料，它的兩端都帶有錨固端，同時(shí)兼具粗糙、光滑的特性，一般被應(yīng)用于水利工程、港口建設(shè)等方面，自身具有很強(qiáng)的彈性與抗壓性;熔抽型鋼纖維制作方法與切斷型鋼纖維制作方法相似，二者的不同之處在于冷軋帶鋼處理方式，熔抽型鋼纖維制作過程更加復(fù)雜，需要進(jìn)行加溫處理，但強(qiáng)度會(huì)高于切斷型鋼纖維。

1.2優(yōu)勢(shì)

與普通混凝土相比，鋼纖維混凝土具有柔性高、抗開裂、強(qiáng)度大和延展性好等特點(diǎn)。普通混凝土添加少量鋼纖維，就可以顯著提升整體強(qiáng)度與承載能力，而不同形狀的鋼纖維存在差異性，具體應(yīng)用則要根據(jù)工程的實(shí)際情況來定。目前，鋼纖維混凝土技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于我國建筑項(xiàng)目中并取得卓越的建筑效果。鋼纖維質(zhì)量合格是保證鋼纖維混凝土質(zhì)量的基礎(chǔ)，而將鋼纖維混凝土技術(shù)融入道路橋梁建設(shè)項(xiàng)目中，可以有效提升路面抗彎、抗壓能力，延長道路橋梁使用壽命，減少后期出現(xiàn)工程質(zhì)量問題的可能性。但是，鋼纖維與混凝土沒有交融性，使得混凝土容易出現(xiàn)形變問題。面對(duì)這種問題，施工單位應(yīng)該有效控制和減少混凝土的雜質(zhì)含量，提升鋼纖維與混凝土的融合速度。

鋼纖維混凝土具有良好的耐堿性與抗磨性，在一些特別惡劣的環(huán)境下也表現(xiàn)出良好的性能，其在我國北方地區(qū)多有應(yīng)用。我國北方地區(qū)晝夜溫差大，一年四季氣候差別較大，道路橋梁表面需要承受諸多雨雪的考驗(yàn)。若道路橋梁沒有良好的隔熱性與延展性，則使用幾年后就需要大面積維修，不僅給當(dāng)?shù)卣畮順O大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，還給附近居民出行帶來極大的不便。而將鋼纖維混凝土技術(shù)融入道路橋梁施工中，可以完美消除天氣對(duì)道道路橋梁梁使用壽命的影響。

2道路橋梁施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 鋼纖維制作

制作符合項(xiàng)目建設(shè)要求的鋼纖維，是鋼纖維混凝土施工的基礎(chǔ)性工作。依據(jù)制作原理的差異，鋼纖維的制作方法大致可分為鋼絲切斷法和冷拔法。其中，鋼絲切斷法對(duì)沖床與切刀的依賴性較強(qiáng)，并且出于提升切割效率的考慮，選擇使用旋轉(zhuǎn)刀具;其不足之處在于采用鋼絲切斷法制作鋼纖維時(shí)，對(duì)鋼絲原材料的耗損問題較為嚴(yán)重，容易增加工程項(xiàng)目的建設(shè)成本，故而在當(dāng)?shù)缆窐蛄汗こ淌┕ひ?guī)模較大時(shí)，鋼絲切斷法制作鋼纖維的適用性較差。采用冷拔法制作鋼纖維時(shí)，不僅能確保鋼纖維表面的光滑程度，而且能有效增加鋼纖維自身的黏結(jié)強(qiáng)度。目前，在鋼纖維制作中，大多會(huì)選擇鋼絲切斷法和冷拔鋼絲法的聯(lián)合制作，以0.4～0.8mm直徑的冷拔鋼絲為例，采用鋼絲切斷法將冷拔鋼絲切割成固定長度纖維，然后將其加入混凝土材料中，這樣能有效地提升鋼纖維的抗拉強(qiáng)度，在具體施工中，采用這種功法制成的鋼纖維混凝土，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)到1000～2000MPa。

2.2 鋼纖維混凝土設(shè)計(jì)制造

鋼纖維混凝土制作要點(diǎn)把控具體如下：（1）在鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)中，可按照普通混凝土的配合比要求來決定最終配比。（2）在鋼纖維品種選擇中，應(yīng)確保鋼纖維與基材強(qiáng)度相適應(yīng)，并且應(yīng)確保鋼纖維極限抗拉強(qiáng)度超過500MPa。當(dāng)使用圓直和熔抽鋼纖維時(shí)，應(yīng)選擇圓直和熔抽鋼纖維進(jìn)行配制;當(dāng)使用剪斷鋼纖維時(shí)，應(yīng)選擇高標(biāo)號(hào)混凝土完成配制，確保鋼纖維的含量保持在0.5%～2.0%。（3）鋼纖維混凝土制作需要控制鋼纖維的長度和最小直徑，以此保證混凝土材料的力學(xué)性能，使其滿足施工和易性要求。通常鋼纖維長度不應(yīng)太長，而最小直徑應(yīng)不小于0.4mm，一般鋼纖維的最小直徑保持在0.45～0.70mm，長徑比保持在50～80。（4）與普通混凝土相比，要求提升鋼纖維混凝土的砂率。并且考慮到鋼纖維同基體結(jié)合的牢固性，應(yīng)選擇較小粒徑的骨料，骨料中大粒徑保持在10～20mm。（5）注重水泥用量的控制，在保證鋼纖維混凝土材料性能的情況下，盡可能地減少水泥用量，降低工程成本。同時(shí)應(yīng)借助減水劑或其他外摻劑，不斷提升鋼纖維混凝土材料的設(shè)計(jì)和制造水平。

2.3 投料攪拌

在鋼纖維混凝土投料攪拌過程中，除了專用的強(qiáng)制式攪拌機(jī)，還可使用雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)設(shè)備。在攪拌設(shè)備利用過程中，一旦纖維摻量較高或混凝土坍落度較小，為避免攪拌機(jī)超負(fù)荷作業(yè)，應(yīng)降低攪拌機(jī)的利用率。在實(shí)際攪拌中，應(yīng)注意攪拌投料順序和攪拌時(shí)間的控制。通常，當(dāng)鋼纖維一次性直接投料時(shí)，攪拌機(jī)內(nèi)的鋼纖維容易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)問題，因而需要按照分級(jí)投料的原則進(jìn)行投料，確保鋼纖維充分分散，要求分散機(jī)功率保持在0.75～1.0kW，分散力控制在20～60kg/min。最后按照先干后濕的要求投料攪拌，要求混合料在攪拌機(jī)內(nèi)干攪拌1min后，開始加水并濕攪拌2min。

2.4 澆筑振搗

為進(jìn)一步提升鋼纖維混凝土道路橋梁施工質(zhì)量，在材料澆筑過程中，一是應(yīng)確保鋼纖維混凝土澆筑的連續(xù)性，要求各道路橋梁單元沒有明顯的澆筑接頭，以此保證澆筑單元的連續(xù)性;二是在鋼纖維混凝土振搗中，要求使用平板振搗器振搗成型，因?yàn)槭褂貌迦胧秸駬v棒時(shí)，鋼纖維會(huì)朝著振搗棒方向聚集，由此產(chǎn)生了集束效應(yīng)，影響了道路橋梁澆筑施工質(zhì)量;三是在平板振搗器振搗操作中，應(yīng)充分保證邊角部位混凝土振搗的密實(shí)程度，在邊角地區(qū)要求鋼纖維按照縱向條狀的狀態(tài)集束排列，以此抵抗板體收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力及荷載的傳遞;四是完成振搗后，要求將振搗面抹平，并且應(yīng)確保外露的鋼纖維壓入混凝土，避免鋼纖維發(fā)生銹蝕或者對(duì)人體造成傷害。

結(jié)束語

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度越來越快，人們生活質(zhì)量也隨之有了很大提升，在交通出行方面的頻率也隨之增加，因此路橋工程質(zhì)量也就成為當(dāng)前人們?cè)诒ＷC自身出行安全中重點(diǎn)關(guān)注的一項(xiàng)內(nèi)容，而鋼纖維混凝土具有抗拉、抗壓等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以滿足人們出行方面的要求，而且還能確保整個(gè)道橋工程的施工質(zhì)量，具有很好的應(yīng)用意義。

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