摘要:混凝土作为一种常见的市政工程材料,而近几年来,人们发现钢纤维能够对混凝土材料起到一定的加强作用,使其在市政工程材料中的地位更加稳固。钢纤维混凝土不仅能够提高道路和桥梁路面的承重能力,还能节省其维修时所带来的开支,由于其抗变形能力、抗压、抗剪能力等方面突出优点,所以在市政桥梁路面铺装施工中应用非常广泛。本文笔者将借鉴某桥梁路面工程的施工案例,探讨钢纤维混凝土在桥梁路面的应用,并客观分析其中的利弊,希望能够对类似的工程起到一定的帮助作用。
关键词:道路桥梁;钢纤维??;新型材料 ;路面施工
1钢纤维混凝土的概述
钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入适量的短钢纤维混合而成的一种新型复合材料,无论是房屋建设还是道路桥梁建设都离不开它的参与,然而近几年人们对于该材料的使用问题越来越多。钢纤维混凝土作为新型材料被提出,它不仅能够有效提高道路桥梁路面的承重能力,还能节省市政桥梁路面维修的成本,消除更多的安全隐患。表1钢纤维混凝土和普通混凝土性能的比较,优缺点如下。
表1:钢纤维混凝土和普通混凝土性能的比较
1 工程概况
某市政桥梁建设项目位于浙江地区。在本工程原设计方案当中,8cm左右的沥青混凝土才是首选的铺设路面材料,但是由于设计时没有对该桥梁的顶面预留调平层,使沥青混凝土的施工处于不利的地位,而且箱梁顶竖向预应力筋的顶部放置在沥青混凝土中,这样影响了沥青路面的平整性。针对这些问题,技术人员经过协商之后,采用由钢纤维混凝土CF40来代替最初的沥青混凝土。
2 钢纤维混凝土道桥路面施工技术
2.1 施工流程
在本工程中,该桥梁路面钢纤维混凝土的施工流程为:计算并测量所需材料→设计并安装模板→制作钢纤维混凝土→运输→钢纤维混凝土的浇筑→振动压施工→切缝→养护
2.2 对于材料的技术要求
(1)钢纤维:表面干净,没有锈迹,没有粘结成团,大小和其对外力的抵抗能力能够满足技术的要求,应当尽量降低参杂率。且掺入量不得超过该体积的百分之一。
(2)碎石:使用硬度比较强的石头,其表面必须粗糙且干净,还要求碎石的直径介于6mm到15mm之间,最好是近立方体颗粒的碎石。
(3)水泥:采用32.5级或42.5级普通硅酸盐水泥。
(4)砂:天然中粗砂或机制砂,且规定其应该没有太多的杂质,应保证砂的级配能够尽量满足级配的要求。
(5)水:没有受到过污染的天然水或者自来水即可最好使用中性水。
(6)外加剂:选用质量比较好的减水剂。
2.3 钢纤维混凝土关键工序的施工
2.3.1 钢纤维混凝土的搅拌与运输
在对钢纤维混凝土进行搅拌和运输过程中,为了保证钢纤维对混凝土的加强作用,应该让钢纤维均匀地分散在混凝土的各个角落。在施工过程中,为了确保钢纤维被均匀地拌和在混凝土中,还应该采用以下几种措施。
(1)在混凝土拌和过程中,搅拌的时间应当比普通混凝土长30秒左右。
(2)当体积较高,拌合物含水量不高时,搅拌一次的拌和量应该大于其额定搅拌量的80%。搅拌过程中不应该出现粘连在一起的现象。
(3)在计算材料时,数据应该精确,而量取材料时,应该尽量使用电子测量技术,来保证各种材料的精确使用。
(4)在运输的过程中,应该注意尽量近距离运输,且选择较平稳的路途,防止运输过程中,钢纤维由于震动而集中分布在底部。
(5)应该尽量添加减水剂,来方便钢纤维混凝土的搅拌和运输。
2.3.2 钢纤维混凝土的浇筑
钢纤维混凝土的浇筑施工阶段是桥面铺筑中的重要环节。本工程进行钢纤维混凝土的浇筑施工期其具体的施工过程为:
①在对桥的铺面进行浇筑混凝土之前,应先对需要浇筑的地方用水对其冲洗。鉴于铺筑面的厚薄程度不同,应该有不同的处理方式,厚的直接用水进行处理,而薄弱的地方则应该使用浓度较大的泥浆水对其处理。②然后用相应的混凝土运输车将其运送到桥上,先让混凝土在罐车上快速对其进行60s到120s左右的搅拌转动,然后才能开始卸下混凝土。在卸下混凝土之后,要将混凝土压平,但是不要使用振动梁进行推浆。在每个浇筑点应安排多个铲混凝土的人员和多台振动棒。在进行浇筑时铺的厚度应相较于设计标准高度高出50mm左右。③模板边缘位置采用振捣器轻振,其他位置采用平板振捣器横向振捣。板的一半面积一次重叠。振捣时应避免过度振捣,防止钢纤维沉入混凝土底部。④混凝土浇筑过程中,应同时进行初次压平处理。暴露在表面的钢纤维应将其压到下部。⑤采用直径15-20cm的钢管压路机,对道路进行多次平整提升⑥混凝土表面应沿纵横方向用方尺找平。刮浆时浮浆过多,应将浮浆推出并丢弃⑦在混凝土表面无泌水现象时,即可安排专人抹面收浆处理,其主要目的是将表面抹平,而不是抹光。⑧一般在伸缩缝处设置横向施工缝,中间尽量连续施工,防止接缝不顺。施工中断时,第一道缝应在第二道施工前凿0.5-1m,以有效保证接缝的平整。
2.3.3 切缝
在该工程中的切缝存在横向而不存在纵向。从桥墩的顶端开始每条横向切缝之间应该间隔10m的距离。切缝对于铺装施工十分重要,既不能太早而对材料和水泥之间的粘粘粘性造成影响,而又不能太晚而使混凝土在凝固时部分裂开,导致效果不佳。而在施工的过程中,其进行切缝的时机是由温度的高低决定的,且缩缝的深浅应当控制在大约2cm左右。在用切缝工具进行切缝之后还应在缝中倒入聚氨酯焦油。
2.3.4 抗滑处理
本工程采取抗滑处理主要措施有:
(1)拉毛。混凝土初凝以后,通过该施工方案中独特的拉毛工艺对其路面进行拉毛处理,抹底层灰采用1:3.5水泥砂浆, 底层灰厚度控制在10~13mm。
(2)刻槽。当混凝土凝固到一定程度时,就可以使用专业的刻槽工具对路面进行刻槽处理,一般要求其槽与槽之间的间距在24~26cm左右,宽度和深度都在3mm左右。
2.3.4 钢纤维混凝土的养护
在钢纤维混凝土养护过程中,将其表面润湿,时间不少于7天,且时间越长越好,并用湿的草袋铺在路面。然后用水对其进行养护,且时间不低于润湿路面时间的两倍。如果恰逢冬季施工,可以按照常规方法对其进行防冻处理。
4 结语
从本工程桥梁施工结果来看,钢纤维的加入的确能够使混凝土变得比以前更加有利于道路桥梁的路面稳定,且各项性能都交相较于之前有一定的提高。文章通过对某市桥梁路面施工的相关研究,浅谈钢纤维对混凝土路面加强的应用,由于设计时没有对该桥梁的顶面预留调平层,而不利于使用沥青混凝土层对其进行施工,因此用钢纤维混凝土CF40来代替最初的沥青混凝土,客观地对该工艺的具体实施操作进行研究。从变更方案后该桥梁的路面效果来看,钢纤维能够对混凝土材料起到一定的加强作用,使其相关的物理性能得到改善,可以在同类工程中广泛的应用。
参考文献:
[1]市政桥梁桥面铺装施工中钢纤维混凝土的应用探析[J]. 常瑞民.四川水泥. 2014(07)
[2]论钢纤维混凝土在市政桥梁桥面铺装施工中的应用[J]. 李春雨,殷艳春,张德刚. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2014(06)