論鋼纖維混凝土技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用.pdf

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1、主鑒盔量墨堡重墜壘絲墨羔縫鎣絲塑堡iQ墨i星論鋼纖維混凝土技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用劉玉智(北京中鐵大都工程有限公司，北京100162)摘要：鋼纖維混凝土是一種新型盼水泥基復(fù)合型材料，因其顯著提高了混凝土的(抗拉、壓、彎)強(qiáng)度，韌性、延性、抗沖擊疲勞性能和變形模量等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于公路、橋梁等工程中。本文首先對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行概述，然后對(duì)其在公路和橋梁工程中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：鋼纖維；混凝土技術(shù)；公路；橋梁；施工中圖分類(lèi)號(hào)：U416．212文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672—4011(2012)02

2、一0111—02O前言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)道路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度正逐日加大，這就對(duì)建設(shè)材料提出了更高的要求。1鋼纖維混凝土1．1概述鋼纖維混凝土鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復(fù)合材料。這些亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展及宏觀裂縫的形成，顯著地改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能，具有較好的延性。鋼纖維問(wèn)世的時(shí)間不長(zhǎng)，但應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，與此相應(yīng)，鋼纖維的品種也在不斷增多。按生產(chǎn)工藝不同，可分為：切斷鋼纖維、剪切鋼纖維、切削鋼纖維

3、和熔抽鋼纖維四種。熔抽鋼纖維是最便宜、最有前途的一種鋼纖維，它的原材料來(lái)源廣泛，各種廢鋼都可利用，原料成本很低，制造工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率很高。1．2鋼纖維混凝土的工作機(jī)理鋼纖維混凝土的工作機(jī)理類(lèi)似于復(fù)合材料機(jī)理。復(fù)合力學(xué)原理是基于線彈性、均質(zhì)順向連續(xù)配置的纖維而形成的復(fù)合材料。當(dāng)混凝土中加入適量的鋼纖維之后，水泥漿體作為砂、石等骨料的膠凝材料，同時(shí)握裹了大量的鋼纖維。正是這些均勻分散的鋼纖維相互搭聯(lián)形成了散亂分布的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，起到了承托骨料的作用，從而有效減少了骨料的離析，減少了水分的泌出，提高了粘結(jié)性及保水性，在一定

4、程度上提高了混凝土的抗拉強(qiáng)度和韌性。經(jīng)對(duì)摻人體積率為1—2％的鋼纖維混凝土和普通的混凝土基體進(jìn)行沖擊荷載試驗(yàn)，可得出以下結(jié)論：鋼纖維混凝土較普通混凝土的抗拉強(qiáng)度提高了40—80％，抗彎強(qiáng)度提高60一120％，抗剪強(qiáng)度提高50—100％，抗壓強(qiáng)度提高幅度較小，一般在0～25％之間，但抗壓韌性卻大幅度提高。1．3影響鋼纖維混凝土強(qiáng)度的主要因素根據(jù)纖維增強(qiáng)機(jī)理以及對(duì)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，可以確定影響鋼纖維混凝土強(qiáng)度的主要因素包括：基體強(qiáng)度(fm)、纖維的長(zhǎng)徑比(鋼纖維長(zhǎng)度l與直徑d的比值，即L／d)、纖維的體積率(鋼纖維混

5、凝土中鋼纖維所占體積百分?jǐn)?shù))、纖維與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度(t)、以及纖維在基體中的分布和取向(T1)。當(dāng)鋼纖維混凝土破壞時(shí)，大都是纖維被拔出而不是被拉斷，因此改善纖維與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度是改善纖維增強(qiáng)效果的主要控制因素之一。1．4鋼纖維混凝土的施工方法鋼纖維混凝土的施工，按其施工方法來(lái)分有澆注鋼纖維混凝土、噴射鋼纖維混凝土和灌漿鋼纖維混凝土。現(xiàn)代施工工藝中，逐漸采用濕噴鋼纖維混凝土，目前使用長(zhǎng)20—40mm，厚0．5mnl的鋼纖維。其優(yōu)點(diǎn)是：①5—10％的回彈率，比干噴低得多；②不產(chǎn)生鋼纖維的回彈，使用40mm的鋼纖維時(shí)

6、，也能控制回彈；③混凝土質(zhì)量均一，通?？蛇_(dá)到55MPa的強(qiáng)度，特殊作業(yè)時(shí)，可達(dá)到100MPa；④環(huán)境條件好，粉塵少；⑤作業(yè)安全；⑥水灰比小，透水性低；⑦不需要防腐蝕處理，可防止電解和加速腐蝕。2鋼纖維混凝土技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用由于采用鋼纖維混凝土技術(shù)施工的公路路面具有耐磨性高、凍融性好、橫縫少、鋪面厚度薄、使用壽命高等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛地運(yùn)用于公路工程中。2．1新建全截面路面及復(fù)合式路面全截面采用鋼纖維混凝土施工的路面厚度只有普通混凝土路面厚度的一半，鋼纖維摻量為0．8—1．2％，雙車(chē)道路面通常無(wú)需設(shè)縱縫，橫縫間距

7、20～30m，最長(zhǎng)可取50m。復(fù)合式路面一般可做成雙層或者三層式，雙層是在上層(約全厚一半左右)鋪設(shè)鋼纖維混凝土；三層是在上層與下層鋪設(shè)鋼纖維混凝土，中層鋪設(shè)普通混凝土，結(jié)構(gòu)較為合理，不過(guò)施工相對(duì)復(fù)雜，較適宜用于機(jī)械化鋪設(shè)條件較高的地區(qū)。2．2舊路面罩面修補(bǔ)在舊}昆凝土路面發(fā)生破損的情況下，可采用鋼纖維混凝土鋪筑罩面層，通常分為結(jié)合式、直接式和分離式。結(jié)合式是將罩面層與舊混凝土層粘結(jié)成一個(gè)整體，以此來(lái)發(fā)揮結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度作用；分離式是在罩面層與舊混凝土路面層中間設(shè)置隔離層，各自發(fā)貨作用；直接式是直接在舊水泥混凝土面層

8、上加鋪鋼纖維混凝土罩面層，一般用于損壞較輕微的路面。另外還可用鋼纖維水泥砂漿或鋼纖維細(xì)石混凝土對(duì)損壞的路面進(jìn)行修補(bǔ)罩面，此時(shí)鋼纖維體積率以1—2％為宜，長(zhǎng)徑比可略高于鋼纖維增強(qiáng)混凝土的長(zhǎng)徑比，通常限制在70—100范圍內(nèi)。2．3多年凍土地區(qū)在多年凍土地區(qū)采用鋼纖維混凝土修筑路面可起到減少吸熱、維持凍土平衡和提高抗凍性的作用。作者簡(jiǎn)介：劉玉智(1976一)，男