孫風(fēng)光
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鋼纖維混凝土(SFRC)具有比普通混凝土優(yōu)越的性能。它能有效地控制道路橋梁混凝土裂縫的擴(kuò)展,因此越來越受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界的關(guān)注。
(一)有較強(qiáng)的抗沖擊性,鋼纖維混凝土的纖維摻量達(dá)到一定數(shù)值時,其所能承受的沖擊力能達(dá)到普通混凝土所能承受沖擊力的50~100倍,可見其有較強(qiáng)的韌性與抗沖擊性。
(二)抗裂和抗疲勞、耐磨損性能比較高,相比于普通的混凝土而言,鋼纖維混凝土有著較強(qiáng)的抗裂、抗疲勞與抗剪性能。鋼纖維混凝土能很好的阻止和抑制溫度、膨脹應(yīng)力所致裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)張。在對橋路面的剪切試驗過程中,在基面發(fā)生錯動后,而鋼纖維混凝土仍然具有很強(qiáng)的抗裂抗疲勞、抗剪性能以及良好的承載力。
(三)具有良好的抗壓、抗拉與抗彎性能,如果普通混凝土中均勻地?fù)饺脒m量的鋼纖維,混凝土的單軸抗拉極限強(qiáng)度可以提高40%到50%,抗彎度極限強(qiáng)度甚至能達(dá)到150%。鋼纖維的存在使混凝土的抗破壞方式發(fā)生改變,遭壓碾后混凝土雖碎未散。
(四)抗變形性能得到改善,鋼纖維的加入對混凝土的長期收縮變形發(fā)揮著非常重要的作用,可使混凝土的收縮率有效降低一到三成,與此同時,能有效提升抗拉彈性模量。
(五)鋼纖維混凝土抗剪性能明顯提高,能有效防止受溫度因素影響而產(chǎn)生裂縫。
(一)設(shè)置鋼纖維分散裝置
由于鋼纖維一次性直接投入攪拌機(jī)易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,為使鋼纖維充分分散,宜將鋼纖維通過分散機(jī)再進(jìn)入攪拌機(jī)。鋼纖維應(yīng)事先與細(xì)骨料定量拌合均勻或選擇直徑較粗、材質(zhì)較好的纖維,并在料斗入口處設(shè)置振動篩。
(二)攪拌投料順序和攪拌時間
為防止鋼纖維結(jié)團(tuán),需采取分級投料,先干后濕工藝。即按砂—鋼纖維—碎石一水泥?;旌土舷仍跀嚢铏C(jī)內(nèi)干拌1min,然后加水和外加劑濕拌2min。
(三)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)
鋼纖維混凝土攪拌機(jī),一般最好使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)和雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)。當(dāng)纖維摻量較高和坍落度較小時.為不使攪拌機(jī)超負(fù)荷工作,攪拌機(jī)的利用率相應(yīng)有所降低。
(四)澆注和振搗
鋼纖維混凝土在澆注時,不得有明顯的澆注接頭。鋼纖維混凝土的澆注必須連續(xù)進(jìn)行,因使用插入式振動棒插入鋼纖維混凝土進(jìn)行振搗會使鋼纖維朝振動著的振動棒聚集,產(chǎn)生集束效應(yīng)。為確保鋼纖維的二維分布,宜使用平板振動器振搗成型。當(dāng)采用振搗棒時,為保證邊角混凝土密實,應(yīng)使鋼纖維縱向條狀集束排列有利于抵抗板體收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力及荷載的傳遞。振搗好的混凝土表面應(yīng)抹平,將外露的鋼纖維壓人混凝土中,以防止露出表面的纖維銹蝕或刺人。
(五)成型
鋼纖維混凝土具有粗骨料細(xì)、砂率大、纖維亂向分布的特點,因此鋼纖維混凝土路面宜采用真空吸水工藝,機(jī)械抹平以防止鋼纖維外露現(xiàn)象。采用壓紋機(jī)壓紋工藝以避免拉毛產(chǎn)生纖維外露現(xiàn)象。拆模后對纖維外露或漏振時,應(yīng)及時處理。
(六)接縫施工
鋼纖維混凝土的收縮性小、抗裂性能好。有條件封閉交通的施工路段,采用混凝土攤鋪機(jī)可做成整幅式,不設(shè)縱縫。鋼纖維澆筑要達(dá)設(shè)計強(qiáng)度5O%后切鋸縮縫。
(七)運輸
鋼纖維混凝土在運輸過程中,坍落度和含氣量都會有損失,拌和物稠度下降。由于在運輸時受到振動使鋼纖維下沉影響了鋼纖維混凝土的均勻性。因此鋼纖維混凝土的運輸距離應(yīng)盡量縮短料斗出口尺寸要大—些。有條件時也可以采用泵送。
(一)橋面鋪裝
采用鋼纖維混凝土橋面鋪裝層不僅可以增強(qiáng)橋面的抗裂性、耐久性和提高舒適性能,還可以增強(qiáng)橋梁抗折強(qiáng)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(fù)合的雙層橋面也是一種有效措施。
(二)橋梁上部承受荷載部位
采用鋼纖維混凝土作為主拱圈(主梁)或在應(yīng)力集中區(qū)局部加強(qiáng),改善結(jié)構(gòu)受力性能,有效控制結(jié)構(gòu)變形,減輕自重,推動橋梁結(jié)構(gòu)向大跨度、輕型化方向發(fā)展。結(jié)構(gòu)性能良好,造型美觀,而且可減少上部材料用量,使下部墩臺數(shù)量也相應(yīng)減少,從而降低造價,提高經(jīng)濟(jì)效益。通過修建鋼纖維混凝土橋梁降低梁高,滿足使用上的特殊要求。
(三)橋梁墩臺等結(jié)構(gòu)局部加固
對動載長期作用下造成的橋梁墩臺及橋面板裂縫或表層剝落病害,采用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)噴射5cm~20cm鋼纖維混凝土以滿足結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性要求。一般鋼纖維類型采用剪切鋼纖維,摻量為1lO%;采用硫鋁酸鹽快硬水泥和Ts型速凝劑提高早期抗裂性能;對舊混凝土表面噴砂或鑿毛,增加新舊混凝土的整體性。
(四)鋼筋混凝土樁加強(qiáng)
采用鋼纖維混凝土(SFRC)對樁頂或樁尖進(jìn)行加固,使樁身穿透力大大提高。一般在樁頂和樁頂采用鋼纖維混凝土(SFRC)增強(qiáng)樁頂沖擊韌性,避免樁頂在打入設(shè)計深度前發(fā)生斷裂,提高樁頂土體穿透能力,提高沖擊速度。樁身仍采用預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。當(dāng)然,全截面的全鋼纖維混凝土,但其經(jīng)濟(jì)效益會下降。
隨著鋼纖維生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步和基礎(chǔ)理論的不斷完善,鋼纖維混凝土在路橋工程中的應(yīng)用將越來越廣泛。鋼纖維混凝土的施工(10)在道路和橋梁的建設(shè),施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照操作“混凝土施工規(guī)范”,重視技術(shù)要求按照程序,及時進(jìn)行質(zhì)量檢查,努力實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的指導(dǎo)下科學(xué)。