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公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用探究

吴春旭
  
安家(建筑与工程)
2022年19期
山东交通学院 山东 济南 250000

摘要:社会经济的发展带来了地域间的密切互动,公路与桥梁成为了不同地区间交互的重要纽带,承载着人们出行以及交通运输的各类需求。随着人们对于公路桥梁使用要求的进一步提高,公路桥梁施工的复杂程度也在逐渐增加,越来越多的新型材料应用于公路桥梁的施工过程中。钢纤维混凝土以其抗冲击性强、耐摩擦、不易开裂等优良性能逐渐被广泛应用在公路桥梁的施工中,有效提升了公路桥梁的使用寿命,值得在公路桥梁施工中进一步推广。结合钢纤维混凝土的特性对公路桥梁施工中钢纤维混凝土的应用技术进行探究,具有极强的现实意义。

关键词:公路桥梁施工;钢纤维混凝土;应用探究

伴随着经济的不断发展,道路交通量持续增加,重载车辆的出现都使得公路桥梁的整体结构受损情况日趋严重,维修周期逐渐变短。当前交通工程通行需求的增加对公路桥梁工程的建造质量提出了更高的要求,各类新材料和新技术出现在公路桥梁工程的施工中。为了提高公路桥梁的性能,混凝土技术已经成为了当代公路桥梁建设中不可或缺的重要材料,成为了公路桥梁结构主体。作为一种新型的优质混凝土复合材料,钢纤维混凝土是将钢纤维以及其他形式的混合材料加入到传统的混凝土中,减小了混凝土的铺设间隙,从而使其本身的抗外力能力大幅提升。

1 钢纤维混凝土技术概述

钢纤维混凝土技术是指把一定量的不定向分布的钢纤维添加到普通的混凝土中,借助一系列辅助手段而形成的新型复合型材料。不定向钢纤维的加入使得钢纤维混凝土的内部裂缝问题受到了很好的抑制,能够有效阻止混凝土结构中裂缝的产生,从而使混凝土的整体使用性能得到提升,提高公路桥梁的建造质量和使用寿命。与普通混凝土相比较,钢纤维混凝土的优点主要体现在物理学特征方面。

2 钢纤维混凝土的特点

由于添加了一定量的钢纤维,在钢纤维混凝土硬化以后要轻于同等级的混凝土,力学性能也更加的优越。与传统混凝土相比较,钢纤维混凝土的抗弯折、抗外力压迫以及抗拉伸的极限程度也得到了提升,通常情况下钢纤维混凝土的单轴抗拉极限强度能够增加40%-50%,其抗弯折的极限强度更是能够达到传统混凝土极限强度的150%左右。由于韧性增加,当受到外力冲击的时候钢纤维混凝土所表现出来的冲击韧性指标明显优于传统的混凝土,强度能够达到传统混凝土的一倍以上,甚至于更多。钢纤维混凝土具有更强的形变能力,在受到外力冲击时能够通过形态改变来释放冲击带来的能量,避免公路桥梁结构损坏。钢纤维混凝土的形变能力在提高混凝土的抗压弹性模量方面优势并不明显,但是添加的钢纤维有利于提高钢纤维混凝土的抗拉伸能力以及弹性,使得钢纤维混凝土在长期的使用过程中能够表现出优越的收缩形变能力,钢纤维混凝土的收缩率能够提高30%以上。在钢纤维的帮助下,钢纤维混凝土的抗疲劳性、抗裂能力和抗剪能力也有明显的提升。由于长期处于暴露环境中,在硬化以及日常使用过程中,受温度变化的影响混凝土内部极易产生细小的裂缝,严重的影响了混凝土内部结构的稳定性,而钢纤维则能够有效的抑制甚至于阻止混凝土内部裂缝的形成与扩展。而且与传统的混凝土相比较,钢纤维混凝土更加耐磨,抗冻能力也更强,在很多自然条件较为恶劣的地区,由钢纤维混凝土施工建造的公路桥梁性能明显的优于传统混凝土。

3 公路桥梁钢纤维混凝土施工技术要点

在公路桥梁施工过程中钢纤维混凝土的施工质量很大程度上决定着整个建造工程的质量,因此在进行公路桥梁的钢纤维混凝土施工过程中除了要满足常规的混凝土施工技术要求以外,还需要针对钢纤维混凝土的特性所带来的新的施工技术问题来选取合理的施工方式,以确保公路桥梁中钢纤维混凝土的性能。

1 确保钢纤维投放的随机性与均匀性

钢纤维混凝土中的钢纤维并不是一次性投放完成的,钢纤维集中投放会导致在进入搅拌机后与混凝土拌料进行搅拌时造成钢纤维结团现象,为了保证钢纤维混凝土的质量,就需要使钢纤维均匀且随机的分布在混凝土中,才能使钢纤维混凝土的性能得到强化。在投放过程中需要借助专业的分散机来完成钢纤维的投放工作,将钢纤维逐渐投入到混凝土搅拌机的混凝土拌料中。根据长期的具体施工经验能够得知,在进行钢纤维投放时分散机的最佳使用功率为0.75至1千瓦时,当分散力集中在20千克/分钟至60千克/分钟之间时分散效果最好。此外,还要将需要投放的钢纤维与混凝土中的细骨料提前进行定量搅拌,力求让混合物变均匀,钢纤维优先选取直径较粗的优质钢纤维,借助搅拌机料斗入口的抖动筛来完成钢纤维的投放工作。

2 严格控制投料顺序与搅拌时间

除去随机与均匀的在混凝土中投放钢纤维以外,想要保持钢纤维混凝土在施工过程中不会产生结团等问题,还要严格控制钢纤维混凝土各种原材料的投放顺序和搅拌时间,严格执行混凝土的搅拌工艺,这是确保钢纤维混凝土施工质量的基础,也是与传统的混凝土搅拌工艺之间的不同之处。为了提高钢纤维混凝土的质量,在进行混凝土搅拌之前要预先将混凝土拌料中的水泥、各种粗细骨料和钢纤维依照公路桥梁的建造标准以及施工规范来进行干拌,随后再加入添加剂和水进行拌料的湿拌,湿拌过程以持续两分钟为宜。

4 公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用

1 在公路施工中的应用策略

1 在新建的全截面均使用钢纤维混凝土的路面一般浇筑厚度要明显的薄于常规的混凝土路面,一般会减少40%至50%不等,在混凝土中投放大约1%左右的钢纤维进行搅拌。在铺装施工过程中一般不会为双车道的路面留有纵缝,以设置横缝为主,保留间距约为20米至30米,最宽可以保留50米。

2 在进行已有道路的路面修补工作时,则可以选用钢纤维混凝土进行罩面层铺设,通常情况下有结合式、直接式与分离式三种。结合式罩面层是将钢纤维混凝土与路面原有的混凝土层面粘结成一个整体,从而提升整个结构的整体强度。直接式罩面层则经常用于损坏较轻的混凝土路面,将钢纤维混凝土直接铺设在路面原有的混凝土层面之上。而分离式罩面层主要区别于结合式罩面层,在新浇筑的钢纤维混凝土层与原有的混凝土层之间设置隔离层,使之独立发挥作用。

3 由于钢纤维混凝土抗冻能力强,在冻土地区进行公路路面铺设时会被优先考虑,在铺设施工过程中要对钢纤维混凝土的吸热性、抗冻性、冻土热平衡性进行综合考虑,使钢纤维混凝土尽可能的减少路面吸热、保持好冻土层的热平衡,保证路面的抗冻性。

2 在桥梁施工中的应用策略

1 与其他材料的桥面相比钢纤维混凝土的桥面铺装层具有耐久性强,抗裂能力出众的特性,由于钢纤维混凝土自身质量较轻,能够减轻整个桥梁结构的自重,提升桥梁本身的刚度。在桥梁架构过程中为了尽可能的控制好桥梁变形的问题可以在桥梁的主梁部位或者是应力较为集中的位置建筑钢纤维混凝土,促使桥梁结构轻量化。

2 当桥梁长时间受到外力影响出现墩台与面板有开裂现象时,为了改善桥梁结构的整体性能,提升桥梁的抗震性可以使用转子喷射机来对裂缝进行修补。钢纤维混凝土还能应用于增强桥梁桩顶和桩尖位置的性能,增强桩顶的抗冲击性,也能避免桩顶在进入预定深度之前破裂。

结语

作为全新的复合型建筑材料,钢纤维混凝土在公路桥梁施工中被广泛应用,其优良的性能大大提升了建筑结构的抗冲击性与韧性,对于提高公路桥梁的施工质量与使用寿命有明显的推动作用。提升钢纤维混凝土的施工技术,有助于我国道路交通运输业的不断发展。

参考文献

[1]曾海宁.道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用[J].四川水泥,2022(01):222-223.

[2]孙虎.公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用[J].四川建材,2021,47(12):85-86.

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