王宏偉

(山西交通建設(shè)監(jiān)理咨詢集團(tuán)有限公司,山西 太原 030012)

0 引 言

在橋梁工程施工環(huán)節(jié),需要對(duì)聚丙烯工藝進(jìn)行優(yōu)化研究,應(yīng)該加大對(duì)聚丙烯化工工藝分析,保證聚丙烯的生產(chǎn)高效性,降低聚丙烯的生產(chǎn)成本,保證高收益。在具體施工環(huán)節(jié),要結(jié)合當(dāng)前的聚丙烯化工生產(chǎn)的工藝技術(shù),同時(shí)引進(jìn)新的技術(shù),兩者相互結(jié)合,提高橋梁工程的質(zhì)量。

1 聚丙烯纖維混凝土概述

聚丙烯纖維混凝土是一種通過(guò)在混凝土中添加聚丙烯纖維以增強(qiáng)其力學(xué)性能和耐久性的復(fù)合材料。聚丙烯纖維是一種合成纖維,由聚丙烯聚合物制成,具有高強(qiáng)度、耐腐蝕性和良好的延性。在聚丙烯纖維混凝土中,聚丙烯纖維被均勻分散在混凝土中,形成一個(gè)三維的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種纖維網(wǎng)絡(luò)能夠有效地抵抗混凝土的開(kāi)裂和裂縫擴(kuò)展,提高混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗沖擊性和耐久性。聚丙烯纖維在混凝土中的添加可以改善混凝土的性能和工程特性。首先,它能夠有效地控制和減少混凝土的塑性收縮和干縮裂縫,提高混凝土的抗裂性能。其次,聚丙烯纖維能夠提供增強(qiáng)作用,阻止裂縫的擴(kuò)展,提高混凝土的韌性和抗拉強(qiáng)度。此外,聚丙烯纖維還能夠提高混凝土的抗沖擊性和抗疲勞性能,延緩混凝土的損傷和老化過(guò)程。聚丙烯纖維混凝土在工程應(yīng)用中具有廣泛的用途。它可以用于各種混凝土結(jié)構(gòu),如樓板、梁柱、橋梁、隧道等,以提高結(jié)構(gòu)的耐久性和抗震性能。此外,聚丙烯纖維混凝土還可以用于特殊工程需求,如地下工程、海洋工程和高溫環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)等。聚丙烯纖維混凝土通過(guò)在混凝土中添加聚丙烯纖維,能夠改善混凝土的力學(xué)性能和耐久性,提高其抗裂性能、抗拉強(qiáng)度和抗沖擊性能。這種復(fù)合材料在工程中具有廣泛的應(yīng)用前景,為工程結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性提供了有效的解決方案。

2 工程概況

公路橋梁施工項(xiàng)目建設(shè)長(zhǎng)度為700 m,橋面寬度設(shè)計(jì)為12 m,根據(jù)二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始建設(shè)。橋梁上部設(shè)計(jì)為30 m連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,下部為柱式墩臺(tái),鉆孔灌注樁的形式,樁體直徑為1.4 m。按照設(shè)計(jì)方案的要求,現(xiàn)場(chǎng)的橋面鋪設(shè)厚度為10 cm的聚丙烯纖維混凝土,強(qiáng)度C50,并且內(nèi)部增加一層鋼筋網(wǎng),部件直徑為12 mm,結(jié)構(gòu)性能和強(qiáng)度滿足要求。

3 聚丙烯纖維混凝土的配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)本次橋梁工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求,聚丙烯纖維混凝土材料在制作時(shí)按照如下的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

(1)粗集料。應(yīng)用硬度等性能合格的礫石材料制作,粒徑在10～20 mm之間,潔凈度符合要求。

(2)細(xì)集料。應(yīng)用中粗砂材料制作,并且細(xì)度模數(shù)為2.27,含泥量控制在合理的范圍內(nèi)。

(3)聚丙烯纖維。按照標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,聚丙烯材料的加入比例為0.9%,也就是說(shuō),現(xiàn)場(chǎng)配制后每100 kg水泥內(nèi)含有0.225 kg聚丙烯纖維材料。

(4)水灰比。按照該項(xiàng)目的工程要求,確定水灰比為0.38。

(5)水。使用潔凈的應(yīng)用汗水即可滿足要求,加入比例按照每100 kg水泥38 kg水的要求。

(6)外加劑。本次工程選擇應(yīng)用緩凝減水劑,加入比例按照每100 kg水泥加入0.75 kg的外加劑。

上述配合比一經(jīng)確定,現(xiàn)場(chǎng)任何人員不能隨意改動(dòng),如果確需調(diào)整,積極和設(shè)計(jì)人員保持聯(lián)系,經(jīng)過(guò)論證、分析、試驗(yàn)后,才能做出調(diào)整。

4 聚丙烯纖維混凝土施工技術(shù)

在混凝土材料制作時(shí)加入聚丙烯纖維后,早期裂縫的問(wèn)題的發(fā)生得到有效的避免,混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量達(dá)到很大的提升,預(yù)防發(fā)生早期裂縫的問(wèn)題。在目前的聚丙烯纖維混凝土材料的制作中,嚴(yán)格執(zhí)行工藝方案的流程,并且落實(shí)橋面鋪裝試驗(yàn)分析工作,對(duì)保證工程質(zhì)量有積極的作用。

4.1 施工工藝流程

在本次橋梁工程項(xiàng)目中,聚丙烯纖維混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝流程如下:清理、鑿毛、立模、鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)、混凝土拌和。

4.2 清除鑿毛

在混凝土結(jié)構(gòu)正式施工前,應(yīng)該對(duì)梁體結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行全面的清理處理,沒(méi)有任何雜物影響工程的質(zhì)量,最為主要的工作是進(jìn)行梁體頂面鉸縫部位的鑿毛處理,為后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)施工提供幫助。經(jīng)過(guò)鑿毛清洗完成后的梁體結(jié)構(gòu),確保橋面鋪裝層的混凝土與梁體有效粘結(jié)。

4.3 立模

在立模的環(huán)節(jié),使得橋面的標(biāo)高與橋面的平整度合格最為重要,所以在該環(huán)節(jié)應(yīng)做好下述幾項(xiàng)工作:(1)模板拼裝監(jiān)控。因?yàn)樵擁?xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的晝夜溫差比較大,通常會(huì)達(dá)到20～-30 ℃,所以技術(shù)人員綜合分析后確定應(yīng)用槽鋼作為側(cè)模施工。模板拼接長(zhǎng)度不超過(guò)6 m,并且側(cè)模件有0.5 cm的縫隙,再應(yīng)用8 mm的鋼筋焊接連接,形成封閉的整體結(jié)構(gòu)。(2)監(jiān)測(cè)模板標(biāo)高。因?yàn)楹髲埛A(yù)應(yīng)力箱梁施工受到環(huán)境溫度的影響比較大,在不同時(shí)間范圍內(nèi),梁體標(biāo)高的差異比較明顯,所以為了能夠掌握標(biāo)高隨著時(shí)間變化的規(guī)律,需要在現(xiàn)場(chǎng)的梁體部位上安裝儀器監(jiān)測(cè)拱度標(biāo)高,這樣可以加強(qiáng)橋面鋪裝層的標(biāo)高控制,對(duì)質(zhì)量管控產(chǎn)生影響。本次工程中,測(cè)量后發(fā)現(xiàn)的梁上拱度標(biāo)高變化見(jiàn)表1。

表1 梁上拱度標(biāo)高隨時(shí)間的變化規(guī)律表

分析表1的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息,發(fā)現(xiàn)梁上拱度標(biāo)高在同一天內(nèi)有不同的變化,所以進(jìn)行橋面鋪裝層標(biāo)高的控制,選擇合適的時(shí)間進(jìn)行立模施工。通常來(lái)說(shuō),應(yīng)在每日清晨7∶00～8∶00立模,晚上22∶00～23∶00校模。

4.4 綁扎鋼筋網(wǎng)

模板安裝工作全部結(jié)束后,開(kāi)始鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)、綁扎作業(yè)。鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)是混凝土結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要的一步,它能夠增加混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。然而,在這個(gè)環(huán)節(jié)施工中,鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層厚度控制變得極為重要。保護(hù)層的厚度直接關(guān)系到鋼筋網(wǎng)的抗裂能力和混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。當(dāng)保護(hù)層的厚度過(guò)大時(shí),鋼筋網(wǎng)無(wú)法充分發(fā)揮其抗裂的作用。這是因?yàn)楸Ｗo(hù)層厚度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力減弱,從而削弱了鋼筋的作用效果。另一方面,如果保護(hù)層厚度過(guò)小,就容易導(dǎo)致鋪裝層發(fā)生裂縫的問(wèn)題。裂縫的出現(xiàn)會(huì)削弱混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,甚至可能影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。因此,在鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層設(shè)置時(shí),必須嚴(yán)格控制其厚度。相關(guān)施工人員需要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整,確保保護(hù)層的厚度在合理的范圍內(nèi)。同時(shí),在保護(hù)層設(shè)置的下部,還需設(shè)置支點(diǎn),通常間隔距離為30～40 cm。這樣的設(shè)置可以進(jìn)一步加固鋼筋網(wǎng)的固定性和穩(wěn)定性,提高整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的抗震和抗變形性能。

4.5 混凝土的施工

(1)混凝土的拌和。本次橋梁項(xiàng)目的實(shí)施中,應(yīng)用強(qiáng)制式攪拌機(jī)開(kāi)展聚丙烯纖維混凝土的拌和作業(yè),自動(dòng)加料形成混合料。各種原材料嚴(yán)格執(zhí)行配合比參數(shù)的要求進(jìn)行添加,并按照砂石、纖維、水泥、水、外加劑的順序投入到設(shè)備內(nèi)攪拌處理。在加入聚丙烯纖維材料時(shí),組織專(zhuān)人將其均勻?yàn)⒃谧詣?dòng)線狀料筒內(nèi),并且自動(dòng)傳輸?shù)綌嚢铏C(jī)內(nèi)。攪拌環(huán)節(jié),做好攪拌時(shí)間的控制,這是影響攪拌效果的關(guān)鍵,所以必須嚴(yán)格控制。通常來(lái)說(shuō),攪拌時(shí)間以2～3 min為宜。為了使得攤鋪?zhàn)鳂I(yè)順利的實(shí)施,加強(qiáng)混凝土塌落度控制極為重要。很多情況下,將聚丙烯纖維混凝土塌落度控制在5～7 cm之間為最佳。在混凝土攪拌均勻后,運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)即可澆筑施工。運(yùn)輸時(shí),對(duì)混凝土表面進(jìn)行覆蓋處理,以免水分蒸發(fā)速度過(guò)快而影響塌落度,保證結(jié)構(gòu)的性能合格,不會(huì)影響橋梁工程的質(zhì)量。在運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后,組織質(zhì)檢人員進(jìn)行質(zhì)量檢查,各項(xiàng)參數(shù)都必須符合要求,達(dá)標(biāo)后才能繼續(xù)投入使用,否則應(yīng)立即作廢。

(2)混凝土的澆筑。在混凝土運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)后,經(jīng)過(guò)檢查驗(yàn)收合格,立即組織人員澆筑施工。澆筑施工的高度通常要低于模板2～4 cm,以確保結(jié)構(gòu)的性能合格。澆筑后及時(shí)插入振搗棒振搗,也可以選擇平板振搗器處理,確保密實(shí)度符合要求。在振搗環(huán)節(jié),加強(qiáng)對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢查,達(dá)到均勻、密實(shí)的效果才算合格,防止存在漏振、過(guò)振等問(wèn)題,以免影響工程的施工效果。在振搗工作結(jié)束后,及時(shí)進(jìn)行表面的抹面處理。在本次工程的施工中,選擇使用一刮、二滾、三縱、四抹的方法施工,從而使得結(jié)構(gòu)平整度合格。抹面施工結(jié)束后,及時(shí)進(jìn)行表面收漿處理,這是聚丙烯纖維混凝土橋面鋪裝的重要工序。在現(xiàn)場(chǎng)施工中,結(jié)合工程的需要選擇最佳的收漿時(shí)機(jī),比如天氣狀態(tài)、氣候條件、風(fēng)力等因素。收漿的時(shí)機(jī)會(huì)給橋面鋪裝層的平整性造成影響,也是規(guī)避早期裂縫的主要方式,從而提高橋面結(jié)構(gòu)質(zhì)量水平。此外,密切關(guān)注測(cè)溫工作,控制混凝土的內(nèi)外溫差,以及近表面與外界環(huán)境溫度之差不超過(guò)25 ℃。在混凝土終凝后即開(kāi)始測(cè)溫,在混凝土澆筑后3 d內(nèi)應(yīng)設(shè)專(zhuān)人進(jìn)行溫度檢測(cè)。充分體現(xiàn)出混凝土內(nèi)外的溫差,及時(shí)反映溫度變化,以便指導(dǎo)混凝土養(yǎng)護(hù)工作,是保溫還是降溫。

4.6 檢測(cè)

要想使得聚丙烯纖維混凝土橋面的平整度符合規(guī)范要求,在現(xiàn)場(chǎng)施工中加強(qiáng)平整度檢測(cè)是至關(guān)重要的一項(xiàng)工作。為此,在本次工程項(xiàng)目的實(shí)施中,施工人員采用了長(zhǎng)度為6 m的鋁合金尺桿進(jìn)行平整度檢測(cè)。平整度檢測(cè)是通過(guò)使用鋁合金尺桿在橋面表面進(jìn)行測(cè)量,以評(píng)估橋面的平坦程度和水平度。施工人員會(huì)沿著橋面的不同方向進(jìn)行測(cè)量,并記錄下不同測(cè)點(diǎn)的高度差。這些測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)及時(shí)傳達(dá)給施工人員,以便他們對(duì)后續(xù)工作進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。

4.7 刻紋

在使用刻紋機(jī)進(jìn)行刻紋之前,施工人員需要確?；炷两Y(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的80%以上。這是因?yàn)槿绻炷两Y(jié)構(gòu)的強(qiáng)度未達(dá)到一定程度,使用刻紋機(jī)可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響,甚至導(dǎo)致?lián)p壞?？碳y機(jī)的操作需要經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員進(jìn)行,根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)情況選擇合適的刻紋機(jī)和刻紋工具,并進(jìn)行精確的操作。在刻紋過(guò)程中,施工人員會(huì)控制刻紋機(jī)的速度、刻紋深度和紋路形狀,以確保刻紋的均勻性和一致性。完成刻紋后,施工人員會(huì)進(jìn)行表面清理和修整工作,以確?？碳y效果的美觀和質(zhì)量。他們會(huì)清除刻紋過(guò)程中產(chǎn)生的碎屑和雜物,并進(jìn)行必要的修復(fù)和養(yǎng)護(hù)工作,以保持混凝土結(jié)構(gòu)的整體美觀和耐久性。

5 結(jié) 語(yǔ)

從工程的應(yīng)用效果來(lái)看,在混凝土材料內(nèi)加入一定量的聚丙烯纖維,有助于提升混凝土結(jié)構(gòu)的性能,抗壓、抗彎的效果都比較好。本文從工程情況出發(fā),針對(duì)于橋面鋪裝層結(jié)構(gòu)使用厚度10 cm的聚丙烯纖維混凝土鋪設(shè)施工,加強(qiáng)材料配合比、性能參數(shù)的控制,落實(shí)每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)督與管理,提高混凝土結(jié)構(gòu)性能,緩解早期裂縫問(wèn)題,為今后同類(lèi)型工程的建設(shè)施工提供參考意見(jiàn)。