近年来,我国经济的发展也带动了城市化进入了快速发展的时期,人们对建筑施工质量的要求也达到了新的水平。随着公共基础设施建设的大力推进,建筑技术的不断进步,钢纤维混凝土技术应运而生。钢纤维混凝土技术就是在施工过程中,在混凝土中加入固定量的短钢纤维以增强混凝土的抗拉强度以及承载能力。
由于钢纤维在混凝土中均匀乱向分布,对控制普通混凝土中裂缝具有明显的优势,能显著提高混凝土的韧性和强度,有效提高其承载能力、抗冲击性、抗裂性。因此,钢纤维混凝土目前已广泛应用于我国道路桥梁等基础设施的建设,具有重要的现实意义。
▍1、道路施工中钢纤维混凝土技术的应用
钢纤维可用于减少路面厚度和减少纵向接缝量,而钢纤维混凝土的优势也很明显,如良好的抗冻耐磨性、横向缩缝少,对延长路面使用寿命大有益处,因此在道路施工中已被广泛使用。但同时由于其铺设的薄厚度以及数量少的水平收缩接缝,在施工中道路的使用较为频繁,具有很多类型。
1.1、复合型钢纤维混凝土路面顾名思义,复合型钢纤维混凝土路面不只一层,通常表现为两层式或三层式,两层型是底层为普通混凝土的道路的上层铺设40%~60%全厚的钢纤维混凝土;三层型是在上下两层钢纤维混凝土的中间再加一层普通混凝土。尽管结构和施工过程比较复杂,需要相关施工人员具有丰富的施工经验,但是这种结构的路面更耐用,通常三层复合型钢纤维混凝土路面应在极端条件的地区使用。另外,这种复合型钢纤维混凝土需要较高的施工成本,通常适用于高度机械化的地区使用。
1.2、全截面钢纤维混凝土路面全截面钢纤维混凝土对路面厚度的控制,可取普通混凝土道路的46%~52%,一般为50%左右;钢纤维含量范围为0.79%~1.18%,一般为1%左右;通常不会设置纵向缝隙,而横向缝隙之间的空隙最好控制在20cm左右,距离最大不能超过0.5m。
1.3、碾压钢纤维混凝土路面碾压钢纤维混凝土路面的主要施工方法是沥青混凝土路面的施工方法,将钢纤维置于混凝土中,轧制成型混凝土路面。这种将钢纤维放置在碾压混凝土的方法,可以改善碾压混凝土的力学性能,有效提升路面的韧性和强度,但目前对实现压实度和平整度的统一还存在一些难度。
1.4、钢纤维混凝土罩面在道路施工中的作用为修复受损的混凝土路面,维修和养护旧的混凝土路面。钢纤维混凝土本身具有良好的建筑材料塑性,对提高混凝土的抗拉、抗弯、抗裂性能都很有帮助。因此,采用钢纤维混凝土罩面修复路面是提高路面的性能和使用寿命的有效手段,不仅减薄表层的厚度、扩大接头间距,而且节省工程造价,具有一定的经济效益和社会效益。
钢纤维混凝土罩面包括结合型、直接型、分离型三种,结合型是指将新旧混凝土表层相互作为一个整体结合起到增强整体结构的强度作用;分离型是指新的覆盖层单独作用,不和旧的混凝土粘结,中间还设置了隔离层,独立的层面分别发挥作用;直接型是指将钢纤维混凝土直接加在旧的水泥混凝土表面层,这种方式多用于修补损坏程度较小的旧水泥混凝土路面。
▍2、桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用
2.1、改善桥面铺装钢纤维钢筋混凝土作为桥面铺装层具有很多好处,可以有效地加强桥体的刚度和弯曲强度;大大提高桥梁的舒适性和抗裂性等,延长了桥梁的使用年限;改善了桥梁的受力状况,使桥梁能更好地发挥其功能,保证了较高的施工质量水平。对于钢纤维混凝土桥面铺装,其厚度是正常厚度的一半,包括两层和三层结构,两层结构是指钢纤维混凝土作为上层、普通混凝土作为下层;三层结构是指上下层为钢纤维混凝土,中间层为普通混凝土,这种结构施工过程更复杂,具有一定的施工难度,因此采用两层铺设的结构较多。
2.2、加固桥梁部分结构由于长时间的负荷作用,桥梁难免存在一些问题,比如出现裂纹、表面剥落等,对桥梁结构进行加固十分有必要。桥梁施工中通常采用剪切钢纤维和切削钢纤维两种钢纤维材料,应控制两种材料的产量在1.0%以下,还可以采用转子Ⅱ型喷射机进行钢纤维混凝土喷涂。这种方式是一项有效的科学的技术措施,对提升桥梁的抗震性、满足桥梁结构的总体需要大有益处。此外,为了改善表面的区域下落现象,可以利用钢纤维钢筋混凝土进行部分区域加强工作,使用硫铝酸盐与TS型速凝剂快硬水泥,防止桥梁出现裂缝,在混凝土表面喷砂或凿,增强新旧混凝土完整性。
2.3、强化钢筋混凝土桩对桩顶或桩尖部分使用钢纤维混凝土可以大大提高桩的穿透性,一方面,能对其抗冲击强度和韧性有一定程度的提高,还能有效降低冲击频率;另一方面也能防止桩尖在打入设定深度之前出现破裂现象,有效地提高了桩尖进土的深度,显着提高打击速度。但是对桥梁整体使用钢纤维混凝土需要巨大的资金成本,因此可以对桩身采用预应力钢筋混凝土或非预应力钢筋混凝土,用于节约施工成本。
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