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道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用研究

發(fā)布日期： 2013-11-03 發(fā)布：  

  2013年18期目錄       本期共收錄文章20篇

　　【摘 要】 最近十幾年，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了很大的成就，尤其是在道路橋梁建設(shè)領(lǐng)域。在橋梁大規(guī)模建設(shè)的過程中，產(chǎn)生了許多橋梁施工新技術(shù)。鋼纖維混凝土技術(shù)就是在這個階段產(chǎn)生的，鋼纖維混凝土具有許多優(yōu)點，最顯著的就是可以防止混凝土裂縫擴展。本文首先對鋼纖維混凝土進行了介紹，然后對鋼纖維混凝土的組成成分進行了探討，最后對道路橋梁中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用進行了研究。
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　　【關(guān)鍵詞】 橋梁施工 鋼纖維混凝土 應(yīng)用
　　鋼纖維混凝土是一種復合型材料，是在混凝土中摻加方向不一致的鋼纖維制成的，這些方向不一致的鋼纖維能夠?qū)⒒炷粮喂痰剡B接在了一起，預(yù)防裂縫的形成和阻止裂縫的擴展，并且能夠顯著改善混凝土的抗彎拉性能，并且讓混凝土的韌性增強。所以鋼纖維混凝土的性能要比普通混凝土的性能要更加優(yōu)良。
　　1 鋼纖維的分類
　　鋼纖維分類方式是按照施工工藝來進行分類，一般可以劃分為四類：剪切鋼纖維、切斷鋼纖維、切削型的鋼纖維和熔抽型的鋼纖維。鋼纖維的特性與制造工藝有很大的關(guān)系。切斷型的鋼纖維抗彎拉強度非常高，唯一不足的地方就是鋼纖維與混凝土沒有很好的粘結(jié)性能混合成整體比較困難。剪切型的鋼纖維是由薄板裝的鋼板為原料制作而成的，厚度較小，一般為0.3-0.6毫米，抗拉強度一般為700Mpa左右，由于兩種物質(zhì)本身性質(zhì)限制，所以兩者結(jié)合力不是很強。切削型的鋼纖維主要是由厚鋼板和鋼錠職稱的，這種纖維強度比較高，粘結(jié)性能也比較好。熔抽型的鋼纖維顧名思義就是由鋼水冷卻制成的，其抗拉強度非常高，彈性也非常好，但是在冷卻形成鋼纖維的過程中，表面的鋼水與空氣中的氧氣反應(yīng)生成了一層氧化膜，這層氧化膜與混凝土的粘結(jié)性能不太好所以就導致了熔抽型鋼纖維與混凝土的粘結(jié)力不強。
　　2 鋼纖維混凝土性能分析
　　鋼纖維混凝土顧名思義是由鋼纖維與普通混凝土構(gòu)成的，具體來說是將鋼纖維和混凝土按照一定的比率混合而成的，然后再經(jīng)過成型和養(yǎng)生就形成了鋼纖維混凝土。鋼纖維混凝土是一種新型的工藝，與普通混凝土的性能比較如下：
　　（1）鋼纖維混凝土的強度比普通混凝土的強度要高，鋼纖維混凝土的強度組成還加入了一部分鋼纖維的強度，所以強度有明顯的提高。缺點也是顯而易見的，鋼纖維的密度比混凝土的密度要大，所以同體積的鋼纖維混凝土的質(zhì)量要比普通混凝土的質(zhì)量大。
　　（2）鋼纖維混凝土的抗拉、抗彎、抗拉能力要比普通混凝土的強。普通混凝土在受到巨大的外力沖擊時會發(fā)生斷裂，比如在車輛巨大的荷載沖擊之下，很多斷板都是因為混凝土的抵抗沖擊能力不足造成的。加入鋼纖維以后，由于鋼纖維的韌性比較好，所以會增強混凝土的沖擊韌性，這樣就能讓路面承受更大的荷載作用。經(jīng)過試驗驗證，鋼纖維混凝土的抗壓強度要比普通混凝土的抗壓強度要高50%。
　�。�3）加入鋼纖維之后，混凝土抵抗變形的能力也大大增強。這是因為鋼纖維的彈性變形能力比較強，在混凝土彈性變形能力改善方面發(fā)揮了很大的作用。
　　3 道路橋梁施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
　　3.1 道路施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
　　因為鋼纖維型的混凝土做成的路面具有很多優(yōu)點，例如可以讓路面厚度變薄、減少路面縱縫數(shù)量甚至可以消除縱縫的設(shè)置，鋼纖維混凝土的耐磨性能比普通混凝土要好，而且鋼纖維混凝土的耐候性比較好，對溫度循環(huán)造成的凍融破壞具有較強的抵抗能力�；谝陨蟽�(yōu)點，鋼纖維混凝土廣泛應(yīng)用在道路建設(shè)工程中。
　　3.1.1 碾壓式的鋼纖維混凝土路面
　　碾壓式的鋼纖維混凝土路面，就是將鋼纖維按照一定的比例沒有方向性地投入到碾壓式的混凝土中形成的一種新型混凝土，能夠有效地改善路面各方面的性能，使路面的使用壽命大幅度地提高。
　　3.1.2 全截面鋼纖維混凝土路面
　　全截面鋼筋混凝土路面就是在混凝土板整個板體之中都加入了鋼纖維，從而使整個路面成為一種新型的復合材料路面，這種新型材料路面的各方面性能都表現(xiàn)比較出色，而且路面厚度比普通混凝土制成的路面要薄很多。厚度最多可以減少50%，在鋼纖維混凝土路面中鋼纖維的摻加量為0.9%-1.1%。一般的兩個車道的路面不需要設(shè)置縱縫，因為鋼纖維的彈性性能和變形能力比較強，完全可以達到不設(shè)縱縫的要求。橫縫的間距比普通混凝土路面橫縫間距要長很多，普通混凝土的橫縫間距是7m左右，鋼纖維混凝土路面的橫縫間的距離可以達到20多米，在鋼纖維設(shè)置合理的地方，橫縫間的距離甚至可以達到50m。這樣就大大改善了路面的行車舒適性。
　　3.1.3 復合式鋼纖維混凝土路面
　　復合式鋼纖維混凝土路面，就是將鋼纖維摻入到復合式路面的某一層路面結(jié)構(gòu)中，復合式混凝土路面一般可以做成兩層復合式路面和三層的復合式路面。兩層的復合式路面結(jié)構(gòu)中，是將路面的50%摻入鋼纖維，起到改善路面結(jié)構(gòu)的作用。在三層結(jié)合式路面當中，是將路面結(jié)構(gòu)的最上面一層和路面結(jié)構(gòu)的最下面一層摻入鋼纖維混凝土，中間的一層用普通混凝土制造，這樣能夠顯著增強路面上層的抵抗破壞能力和增強路面下層的抗彎拉能力，使路面的受用壽命延長。
　　3.1.4 多年凍土區(qū)鋼纖維混凝土路面
　　鋼纖維混凝土路面可以有效地保持熱循環(huán)平衡狀態(tài)，而且鋼纖維是熱的良導體，可以明顯提高路面的抗凍能力。
　　3.2 橋梁施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
　　3.2.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
　　鋼纖維混凝土主要應(yīng)用在橋梁上部結(jié)構(gòu)中的承受荷載比較大的部分，比如拱形橋梁的拱圈部分和橋梁中有應(yīng)力集中的區(qū)域，因為鋼纖維混凝土的抗變形能力和抵抗沖擊荷載的能力比普通混凝土都要強很多，所以用鋼纖維混凝土可以有效地增強橋梁的抵抗荷載變形能力。再就是可以減輕橋梁上部結(jié)構(gòu)的重量，雖然同體積的鋼纖維混凝土要比同體積的普通混凝土的重量大很多，但是達到同樣的力學性能，鋼纖維混凝土的使用量要比普通混凝土的使用量要少很多，從而就有效地減輕了橋梁上部結(jié)構(gòu)的重量。上面結(jié)構(gòu)的重量減輕了，作為支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)的墩臺數(shù)量就可以相應(yīng)的減少，這樣一來就在很大程度上使橋梁的建造費用降低了。
　　3.2.2 在鋼筋混凝土樁中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
　　在樁基中鋼纖維混凝土的應(yīng)用一般是用在混凝土樁基的端部，這樣可以大大增強樁基頂端的強度，讓樁基能夠更容易地穿越地面的各個層次，一次敲擊打入深度也大大增強。這樣能夠有效地提高樁體的打入速度。
　　3.2.3 橋梁墩臺部位的加固中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
　　鋼纖維混凝土在橋梁墩臺部位的應(yīng)用主要是加固橋梁墩臺，一般使用混凝土噴射機向需要加固的部位噴射鋼纖維混凝土，噴射的厚度根據(jù)橋梁加固的實際情況來確定，一般是十幾厘米。因為是在樁體上噴射加固用，所以鋼纖維的規(guī)格和摻量與一般的鋼纖維混凝土鋼纖維摻量是不同的，加固樁體鋼纖維摻量一般為1%左右，用的水泥是快凝型的水泥，，可以讓水泥在短時間內(nèi)凝固在需要加固的樁體和墩臺表面，在噴射之前要對原有樁體表面進行粗糙處理，目的是讓鋼纖維混凝土能夠與樁體更緊密地結(jié)合在一起。
　　3.2.4 橋面鋪裝
　　采用鋼纖維混凝土橋面鋪裝層不僅可以增強橋面的抗裂性、耐久性和提高舒適性能，還可以增強橋梁抗折強度，增加橋梁本身剛度，減少鋪裝厚度，降低結(jié)構(gòu)自重，改善橋梁受力狀況。此外，采用鋼纖維混凝土和橡膠瀝青混凝土復合的雙層橋面也是一種有效措施。
　　總結(jié)
　　鋼纖維混凝土是一種新型的水泥基復合材料，性能優(yōu)良。其可以按照使用要求，對材料實現(xiàn)不同的設(shè)計。隨著科技的進步，鋼纖維生產(chǎn)技術(shù)也飛速發(fā)展，其基礎(chǔ)理論也正在不斷完善過程中。在道路橋梁施工中，使用鋼纖維混凝土技術(shù)，可以有效的節(jié)約生產(chǎn)成本，保證建筑質(zhì)量。鋼纖維混凝土開始越來越受各建筑企業(yè)和施工單位的青睞。相信在不久的未來，鋼纖維混凝土會在道路橋梁施工中得到越來越廣泛的運用。
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