康吉良

（中鐵二局集團(tuán)第六工程有限公司 四川成都 610061）

路橋工程中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)

康吉良

（中鐵二局集團(tuán)第六工程有限公司 四川成都 610061）

鋼纖維混凝土在路橋施工是一種非常重要的施工材料，具有價(jià)格低、性能好、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可以顯著改善路橋工程的耐久性和防腐性。本文通過(guò)介紹鋼纖維混凝土的性能，分析了其配合比設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)。最后，結(jié)合鋼纖維混凝土在路橋施工中的應(yīng)用技術(shù)及施工要點(diǎn)進(jìn)行探討。

路橋工程；鋼纖維混凝土；施工技術(shù)

鋼纖維混凝土屬于一種優(yōu)質(zhì)的水泥復(fù)合材料，在實(shí)際施工時(shí)，可以根據(jù)工程的具體情況對(duì)配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有施工造價(jià)低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。在路橋工程施工中發(fā)揮著重要的作用。由于混凝土中分布了很多不規(guī)則的剛纖維，可以有效防止混凝土內(nèi)部出現(xiàn)微裂縫，增強(qiáng)混凝土的抗沖擊性、抗拉性和抗彎性。

1 鋼纖維混凝土的性能

1.1 鋼纖維混凝土對(duì)混凝土韌性和抗裂性的影響

通過(guò)使用鋼纖維摻入到混凝土中，可以顯著提高混凝土的抗裂性和韌性。當(dāng)結(jié)構(gòu)受到的外部荷載大于混凝土的承載范圍時(shí)，會(huì)利用混凝土和鋼纖維之間的粘結(jié)性將力傳遞到鋼纖維上。相較于普通混凝土，鋼纖維的負(fù)荷承載能力會(huì)更強(qiáng)，當(dāng)混凝土受到的負(fù)荷傳遞到鋼纖維上時(shí)，鋼纖維會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生約束里，有效避免了混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生新裂縫，并防止裂縫快進(jìn)一步發(fā)展，提高了混凝土的抗壓性能和柔韌性。

1.2 鋼纖維混凝土受力性能

實(shí)踐證明，鋼纖維混凝土并不能顯著提升混凝土的抗壓能力，但是可以顯著提升混凝土的柔韌性。通過(guò)加入鋼纖維材料，提高了混凝土的壓縮變形能力。此外，鋼纖維也會(huì)提升混凝土的抗彎性、抗剪性和抗劈拉性。

1.3 鋼纖維混凝土的耐久性和耐磨性

在混凝土中加入鋼纖維可以提高混凝土的耐用性和耐磨性。通過(guò)在混凝土中加入鋼纖維，可以使混凝土抗磨損能力提升30%，有助于延長(zhǎng)混凝土的結(jié)構(gòu)壽命。

1.4 鋼纖維對(duì)混凝土抗沖擊性的影響

因?yàn)殇摾w維和混凝土之間有一定的粘結(jié)性，所以鋼纖維可以提升混凝土的抗裂性。當(dāng)混凝土表面的荷載足夠大時(shí)，會(huì)加劇混凝土裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展，而由于鋼纖維的存在，裂縫想要擴(kuò)展首先要拉斷或拔出鋼纖維，在這一過(guò)程中會(huì)耗費(fèi)比較大的力，無(wú)形之中就會(huì)使混凝土抗沖擊能力提升。

2 設(shè)計(jì)鋼纖維混凝土配合比

鋼纖維混凝土常用的配料主要有摻合料、外加劑、鋼纖維、砂、卵石、水泥等。在設(shè)計(jì)配合比時(shí)，選擇P.O.42.5普通硅酸鹽水泥，卵石的規(guī)格為6～26mm，含泥量要控制在1%以內(nèi)；砂型選用含泥量低于3%的中砂；泵送劑選用抗壓強(qiáng)度為1000N/m2的泵送劑；鋼纖維選用直徑為0.9mm，長(zhǎng)度為60mm的纖維材料；選用規(guī)格型號(hào)為Ⅰ級(jí)的粉煤灰作為摻合料。在選擇鋼纖維配料時(shí)，要滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：①鋼纖維的類型要和基材強(qiáng)度適應(yīng)，并且抗拉強(qiáng)度要控制在500MPa以上；②最佳鋼纖維摻入量為0.5～0.2%；③為了保證鋼纖維的和易性和力學(xué)性能達(dá)到要求，鋼纖維的長(zhǎng)度不能過(guò)長(zhǎng)，直徑控制在0.5～0.7mm之間；④要保證鋼纖維表面無(wú)雜質(zhì)、無(wú)碎屑、無(wú)銹漬、無(wú)油污；⑤為了進(jìn)一步改善混凝土施工的和易性，需要適當(dāng)加入外加劑和減水劑；⑥對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行攪拌時(shí)，砂率要大于同標(biāo)號(hào)混凝土，并且鋼纖維長(zhǎng)徑比要控制為50～80；⑦主骨料的直徑為10～20mm，保證基體和鋼纖維結(jié)合的牢固性。

按照規(guī)定要求，技術(shù)材料配比和橋梁或者道路的設(shè)計(jì)強(qiáng)度以及施工的配置強(qiáng)度系數(shù)有比較大的聯(lián)系，只有綜合這兩個(gè)方面的系數(shù)才可以將材料的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度確定出來(lái)，這些數(shù)據(jù)對(duì)鋼纖維混凝土配比起著決定性作用，如果不參考這些數(shù)據(jù)，鋼纖維配比就無(wú)法達(dá)到要求。鋼纖維混凝土抗折強(qiáng)度可以根據(jù)公式進(jìn)行確定，計(jì)算公式如下：

利用這公式可以根據(jù)鋼纖維的抗折強(qiáng)度將水灰比計(jì)算出來(lái)，然后經(jīng)過(guò)計(jì)算得到材料的試配比率。通過(guò)使用該公式進(jìn)行輔助計(jì)算，可以得到合理的配比，從而將鋼纖維混凝土的技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，提升路橋工程的施工質(zhì)量，縮短工期，提升施工效率，降低因路橋施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)而造成的損失。在某市政工程施工中，所設(shè)置的混凝土配合比如表1所示。

表1 所設(shè)置的混凝土配合比

3 路橋工程中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

3.1 公路工程中鋼纖維混凝土施工

（1）攪拌施工

在鋼纖維混凝土施工中，攪拌是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，對(duì)技術(shù)人員的要求也比較高。在進(jìn)行攪拌施工時(shí)，隨時(shí)都有可能會(huì)出現(xiàn)混凝土凝固的情況。為了避免出現(xiàn)這種情況，要求施工人員在進(jìn)行攪拌時(shí)，要先倒入干性材料，然后再倒入濕性材料，從而防止鋼纖維混凝土出現(xiàn)凝結(jié)的情況。此外，還要嚴(yán)格控制投遞時(shí)間間隔，例如，為了保證投遞進(jìn)去的材料可以攪拌均勻，一種材料投放要在超過(guò)1min以后才可以投放另一種材料。攪拌的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)閿嚢钑r(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使材料在攪拌時(shí)出現(xiàn)凝固，在攪拌過(guò)程中每間隔一段時(shí)間還要加入一定梁的水，保證鋼纖維材料可以在混凝土中分布均勻。

（2）整平、攤鋪

在進(jìn)行攤鋪施工時(shí)，要先將鋼纖維均勻、連續(xù)的攤鋪到面板中，要保持?jǐn)備亾胶臀锏乃涠认嗤?。為了保證鋼纖維攤鋪的均勻性，在對(duì)相同道路進(jìn)行攤鋪施工時(shí)，要盡量保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的持續(xù)性，完成攤鋪?zhàn)鳂I(yè)后，要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整平和壓實(shí)，為了防止對(duì)密實(shí)度和壓實(shí)度造成影響，需要結(jié)合坡度和路拱情況使用整平機(jī)進(jìn)行壓路作業(yè)。

（3）振搗施工

為了提高鋼纖維混凝土邊緣處的密度，可以對(duì)鋼纖維進(jìn)行縱向條狀集束排列。為了保證鋼纖維混凝土的密度和強(qiáng)度，要使用機(jī)械對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行振搗，提升鋼纖維混凝土路面的抗裂性和強(qiáng)度。在使用施工機(jī)械進(jìn)行振搗時(shí)，要控制好振搗頻率，不能出現(xiàn)漏振和過(guò)振的情況。

（4）整形

鋼纖維混凝土具有含砂率大、纖維分布規(guī)則性差、粗骨料稀等特點(diǎn)，為了防止纖維出現(xiàn)外露，要使用機(jī)械進(jìn)行抹平整形。此外，使用壓紋機(jī)壓紋技術(shù)可以防止拆模和拉毛后出現(xiàn)鋼纖維外露的情況。

（5）施工過(guò)程中需要注意的地方

鋼纖維混凝土施工時(shí)，要盡可能加快施工進(jìn)度，并加入適量的水分，以延緩鋼纖維混凝土的硬化時(shí)間。進(jìn)行鋼纖維的攤鋪和澆筑作業(yè)時(shí)，要計(jì)算好外加劑、水等摻合物的加入量。為了保證鋼纖維混凝土的施工強(qiáng)度，要控制好攤鋪時(shí)間，攤鋪時(shí)監(jiān)測(cè)好混凝土問(wèn)題。如果溫度過(guò)高，要采取相應(yīng)的降溫措施。

3.2 鋼纖維混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用

（1）橋面鋪裝

使用鋼纖維混凝土進(jìn)行橋面施工，可以顯著提升橋面的抗裂性、耐久性以及舒適性。提高橋梁的抗折強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度，降低橋梁鋪裝厚度，降低結(jié)構(gòu)自重，使橋梁的受力情況得以改善。另外，使用鋼纖維混凝土鋪裝橋面可以增強(qiáng)橋面抵御沖擊力的能力，強(qiáng)化伸縮縫和混凝土結(jié)構(gòu)之間的連接強(qiáng)度，進(jìn)而延長(zhǎng)橋梁壽命。

（2）橋墩加固中的應(yīng)用

由于公路橋梁需要長(zhǎng)期承受荷載影響，如果橋面或者橋墩出現(xiàn)裂縫，會(huì)影響橋梁的整體性和抗震性。為了提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可以使用轉(zhuǎn)子型噴射機(jī)向出現(xiàn)問(wèn)題的地方鋪設(shè)一層鋼纖維混凝土，在對(duì)橋墩局部位置進(jìn)行加固時(shí)，可以先將舊混凝土表面鑿毛，然后噴涂鋼纖維混凝土，提高混凝土的牢固性、密實(shí)性和早期抗裂性。

（3）橋梁上部承載位置

橋梁上部應(yīng)力比較集中的位置可以使用鋼纖維混凝土來(lái)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，改善橋梁結(jié)構(gòu)的受力性能，在對(duì)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行控制的同時(shí)降低橋梁結(jié)構(gòu)的自重。使橋梁上大跨度、輕型化的方向發(fā)展。橋梁的上部使用鋼纖維混凝土可以提升結(jié)構(gòu)的抗變形能力和結(jié)構(gòu)承載能力，并且可以降低上部結(jié)構(gòu)材料的使用梁，節(jié)省工程造價(jià)，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

綜上所述，鋼纖維材料最為一種新型的水泥復(fù)合材料，具有良好的力學(xué)性能，施工操作便利，可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過(guò)在路橋工程中使用鋼纖維混凝土可以有效降低施工成本，保證工程質(zhì)量。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用會(huì)必然會(huì)越來(lái)越廣泛。

U445.57

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1004-7344（2016）09-0161-02

2016-3-10

康吉良（1976-），男，四川資中人，助理工程師，本科，從事工程管理工作。