张振杰
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济南黄河路桥建设集团有限公司 250000
摘要:道路建设的快速发展推动我国运输行业的不断进步,改善我国人们出行水平和出行质量,随着我国经济的发展,使都市化的发展越来越迅速,道路的现代化也方便了人们的生活,而如今,个别建筑工程质量堪忧使建筑工程质量出现不确定性,政府和人民也越发关注在建筑行业施工的工程质量,尤其是道路桥梁。同时,为加强道路桥梁的安全性、稳固性,相关行业的技术人员在原来的基础上发现了钢纤维混凝土技术,这也就使道路桥梁的安全性、稳固性得到了保障,继而保证了人们出行时车辆和乘坐人员的人身安全,也为未来道路桥梁更好的发展打下了坚实的基础。
关键词:道路桥梁施工;钢纤维混凝土技术;应用
引言
近年来,很多先进技术运用到我国各行业中,助其自身发展更为快速,为我国基础建设的不断进步贡献力量。路面和桥梁在其使用年限内会遇到各种动荷载的作用,如行车荷载和水流、船只撞击荷载等,给混凝土的使用寿命带来严峻考验。冲击荷载产生的瞬时压强往往很大,混凝土在这种荷载作用下容易产生损伤和裂纹,结构安全隐患较大。钢纤维混凝土的力学性能较素混凝土有较大提高,尤其是延性与抗疲劳性能,这在较大程度上拓宽了混凝土的应用范围。
1钢纤维性能
钢纤维其本身具有一定的弹性,并且在应用中抗拉能力较强,因此在使用中可以更好适应外界的环境变化,断裂的情况较少。钢纤维是一种金属纤维,具有金属的强度和硬度,适应性较强,在实际应用过程中对钢纤维会进行改造,更符合工程的建设要求,因此钢纤维的应用更具有可塑性,与水泥更好地结合,可以提升钢纤维混凝土的强度和质量。钢纤维根据不同的工程要求可以分成四种形式,分别是切断钢纤维、切削钢纤维、剪切钢纤维、熔抽钢纤维。
2钢纤维混凝土的优势
1.强度好,在使用原来的混凝土时,会因为混凝土强度不高,导致道路出现缝隙或是断裂,而在如今的道路、桥梁中,采用普通混凝土与一定数量的短钢纤维相混合,制成新式的多相复合材料——钢纤维混凝土。钢纤维混凝土比原来普通的混凝土强度高好几倍,在相同重量的货物下,钢纤维混凝土变形的可能性比原来普通的混凝土的可能性要小得多,这在实际道路、桥梁运用中,能有效降低道路桥梁出现缝隙或是发生道路桥梁破裂的事故,也在一定程度上确保了人们出行时的安全。但是需注意,在强度提高的同时,其自身的重量也有了明显的提升。2.抗裂性好,将普通混凝土与一定数量的短钢纤维充分混合,形成钢纤维混凝土,虽然相比原来的混凝土的重量来说,钢纤维混凝土的重量较重,但是并不影响道路或是桥梁的施工情况,反而能有效降低道路桥梁出现变形、缝隙等不良现象。假设道路上或是桥梁上的车辆不断增多,若是对于原来的普通混凝土来说,道路或是桥梁上的车辆的数量增加到一定程度,或是车辆上的货物超标等,道路或是桥梁很有可能出现变形、出现缝隙等危险情况,进而导致道路或是桥梁破裂,从而发生不可弥补的事故。但若是对新式的钢纤维混凝土来说,即使道路上或桥梁上的重量在不断增多,但钢纤维混凝土制成的道路或桥梁出现变形、发生断裂的可能性要比原来普通的混凝土制成的道路或桥梁发生事故的可能性要小得多,这不仅有效延长了道路或桥梁的使用时间,也为人们出行时的车辆或是乘坐人员的安全保驾护航。
3钢纤维形状与掺量
1.在钢纤维掺量为0%-4%范围内,纤维掺量每增加0.5%,UHPC扩展度平均降幅为2.72%,抗压强度平均值和标准值平均增幅分别为5.79%和6.68%,抗折强度、弯曲韧性指数和能量吸收呈先增后减的趋势,开始降低时的临界纤维掺量为3.5%;断裂能在钢纤维掺量为3%时最低。
2.随着纤维长径比的增大,UHPC扩展度降低,抗压及抗折强度基本呈递增趋势,UHPC受弯应力-挠度曲线(下降段)有变缓和的趋势;相同长径比时,平直形纤维增强UHPC抗压、抗折强度、弯曲延性、能量吸收性能优于端钩形纤维,扩展度、弯曲韧性指数则低于端钩形纤维。3.平直形纤维混掺时,UHPC扩展度介于其对应的单掺短纤维与单掺长纤维之间,抗压、抗折强度较单掺纤维稍有降低;端钩形纤维混掺时,UHPC扩展度、抗压强度较单掺时皆下降,抗折强度则有较大提高。4.同形纤维混掺可显著提升UHPC弯曲韧性指数和等效弯曲强度,能量吸收及断裂能则基本介于单掺短纤维试件和单掺长纤维之间(平直形纤维)或大于对应单掺纤维试件(端钩形纤维)。
4实时高温下钢纤维混凝土的力学特性
对比相同温度段普通混凝土和钢纤维混凝土的时间-应力-振铃计数率曲线可以得出钢纤维掺入的影响,声发射损伤信号方面,除峰值应力点附近个别声发射数据以外,整体上钢纤维混凝土的振铃计数率曲线的密集程度都明显高于普通混凝土。分析原因是钢纤维在水泥混凝土中较好地发挥了阻裂效果,可有效阻碍微裂缝的扩展,增强了混凝土的强度和延性。混凝土在高温下的受压经过实质上是试件能量的吸收、耗散和释放循环反复的过程,混凝土强度的提高将使得其在受压过程中吸收更多的能量,而吸收的能量将伴随着试件内部微裂纹的张开等释放出来,反映在声发射上表现为钢纤维混凝土的振铃计数率曲线整体上更为密集,声发射信号强度更大、活度更高,并且密集持续波段更长。
5钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用
使用钢纤维混凝土铺设道路,可大幅减少铺设的厚度,厚度一般可降低到传统混凝土铺设道路厚度的1/2左右。应用效果可达到这种程度的钢纤维混凝土,钢纤维含量在1%左右。在建筑行业相关技术人员对钢纤维混凝土分析研究后发现,通常道路在进行施工时,主要有2种方法确保道路的稳固性,一种是三层式,另一种是两层式。三层式主要是指使用三层混凝土来建造道路,但在第一层和第三层都应用加入短钢纤维的钢纤维混凝土,中间一层应用原来普通的混凝土,这种方法能减少道路出现缝隙,甚至减少造成道路破裂等事故,但同时,这种方法也有不可避免的缺点,由于使用混凝土比两层式的要多一层,这也就造成了原料成本要比两层式的要高,以及在施工时耗费大量的人力和物力。两层式主要是指使用两层混凝土建造道路,上面一层应用加入短钢纤维的钢纤维混凝土,下面一层应用原来普通的混凝土,这种方法使施工时的原料成本低,也缩短了工程工期。三层式和两层式各有各的好处,也各有各的缺点,在对不同情况的道路上使用不同的方法,这样才能保证道路的使用时间,也为人们安全出行做出了保障。通常情况下,应用三层的钢纤维混凝土施工的道路只在机械水平较为发达的地区。因为其施工过程相对比较精密严格,对于施工人员的要求较高。
结语
综上所述,在道路或是桥梁中使用钢纤维混凝土技术可有效延长道路或桥梁的使用时间,短钢纤维的出现不仅是技术发展的成果,更是我国经济迅速发展的结果,钢纤维混凝土技术以其稳定性好、价格低廉等优势在建筑行业广泛的应用,已在如今建筑行业积累了大量的实践经验,这为未来钢纤维混凝土技术的发展打下了稳固的基础,这无疑是一种最
好的结果。
参考文献
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