钢纤维混凝土路面施工技术及运用

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发表日期:2004年9月18日

杨亮

(江苏省宿迁市公路管理处223800)

[摘要]:简要介绍钢纤维混凝土的特点及其在路面施工中的技术与运用

[关键词]:钢纤维混凝土路面运用

前言

钢纤维混凝土是将钢纤维掺入到普通混凝土中制得的一种复合混凝土,是一种力学性能优良的新型材料。它能显著提高砼的抗拉强度、抗弯强度和抗疲劳性,在路面工程中应用可以明显减薄厚度,改善路用性能。

一、钢纤维混凝土原材料的选择及配合比设计

(一)、水泥

一般可采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。因钢纤维混凝土路面特殊工作条件、厚度小,故路面混凝土应尽可能采用强度高、干缩性小、抗磨性及抗冻性好的水泥。

(二)、集料

粗骨料(粒径大于7mm),宜采用岩浆岩或未风化的沉积岩碎石,不宜采用石灰岩碎石,最大粒径不宜大于20mm和钢纤维长度的1/2。

细集料(粒径小于5mm)可用天然砂,要求颗粒坚硬耐磨、级配良好、表面粗糙有棱角。

(三)、水和外掺剂

同普通混凝土一样,以饮用水为宜,混凝土用水量约为130-180kg/m3,为保证混凝土具有足够的强度和密实度,水灰比宜为0.4-0.55,水灰比低时,混凝土和易性差,可增加减水剂或塑化剂,为使路面提早开放交通,可在混凝土中掺加适量早强剂,为提高混凝土的和易性、抗冻性,可掺入适量加气剂。

(四)、钢纤维类型及尺寸

采用的钢纤维为碳钢纤维,路面用钢纤维宜用、熔抽型、剪切性。其抗拉强度应不低于550Mpa,纤维直径一般为0.4-0.7mm,长度一般为直径的50~70倍。

(五)、配合比设计

为利于路面工程的实际运用,钢纤维混凝土的配合比设计应直接基于钢纤维混凝土的性能及使用进行设计,即在使用钢纤维混凝土配合比设计中,以钢纤维混凝土的抗折强度作为配合比设计指标,寻求制约钢纤维混凝土抗折强度的主要因素,如钢纤维掺入量,钢纤维长径比,水泥标号与水灰比之间的比例关系,通过上述诸因素的调整,控制钢纤维的抗折强度。

钢纤维混凝土配合比设计时,必须满足路面设计要求的拌和性能及硬化后的性能、钢纤维混凝土路面结构的设计要求决定,通常为抗压强度、抗折强度、弯曲韧度等,通常路面结构设计时以抗折强度、抗压强度为主要强度指标,为提高钢纤维混凝土的韧性,应尽可能选用与混凝土基体粘结强度较高的钢纤维。路面钢纤维混凝土配合比的强度试验,应根据路面等级和工程要求分别进行抗压与抗折试验。

二、施工技术

(一)、拌和

拌和是保证钢纤维混凝土在混凝土基体中均匀分布的重要环节,因此,钢纤维混凝土路面施工须采用机械搅拌,一般采用强制式或反锥式搅拌机,为保证钢纤维混凝土搅拌均匀,其投料顺序为:水泥、粗集料、细集料、钢纤维,其中纤维投料分三次投入拌和机中,干拌均匀,再加足水湿拌,拌和时间一般为2~3分钟。

(二)、运料

在运送混合料时,主要采用手推车、翻斗车或自卸汽车运输,应尽量缩短运送的时间和距离,以免运输中振动使钢纤维下沉,影响拌和料的均匀性,运输中要防止钢纤维受污染,运输的最长时间以试验提供的水泥初凝时间并给予施工留有足够的操作时间为限。

(三)、浇筑

当混合料运送至指定地点后,一般直接倒入安装好模板的路槽内,并用人工找平,落料时应避免同一处大堆落下,在规定的连续施工区段内,必须连续进行,不能中断,否则会造成钢纤维沿接缝隙表面排列,不能产生增强作用,易产生裂缝。

(四)、振捣

钢纤维混凝土的振捣机具宜用平板振捣器。若板厚在0.2m以内可一次摊铺成型,振动时间一般以表面振出砂浆、混合料不再下沉为度,严禁漏振,再用两端置于外侧模板的振动梁,沿摊铺方向振动压平,振动过程中,多余混合料被刮出,低凹处应随时补足,最后用置于两侧模板上的无缝钢管,沿纵向滚压一遍,以确保路面的平整度。

(五)、表面处理

为防止钢纤维外露或竖直伸出表面,以保证车辆及行人安全,在整平前可用凸棱的金属压滚或其它方法,将竖起或外露的钢纤维压入后再整平,抹面和压纹时也不得将钢纤维带出,抹平的表面应在初凝前进行压纹和拉毛,压纹和拉毛工具,宜使用压滚和刷子,不得使用竹扫帚。路面切缝宜采用割缝机割出要求深度的槽口,割槽时间不宜过早或过迟,在钢纤维抹面后12—48小时左右,抗压强度达到5—10Mpa作为切缝时间。

(六)、养生

钢纤维混凝土与普通混凝土一样,应及时养生。当混凝土抹面2小时后,当其表面具有一定硬度,用手指轻压不出现痕迹时,可以开始养生。可采用草袋、麻袋或湿砂(约20-30mm)覆盖于混凝土表面,每天均匀洒水数次,使其保持潮湿状态,养护不得低于7天。也可用不透水的薄膜粘附于表面,从而阻止混凝土中水分蒸发,以保证钢纤维混凝土的水化作用正常进行。

三、钢纤维混凝土的质量控制

为保证钢纤维混凝土的施工质量,应注意以下事项:

(1)、对原材料的检验,只允许使用合格的原材料;

(2)、事先应检测土基的密实度,基层的强度、刚度和均匀性;

(3)、现场测定砂、石料的含水量,根据试验配合比,以适当调整施工配合比;

(4)、摊铺前,应检查基层的平整度、路拱横坡、模板标高等;

(5)、试件制作。每铺筑400方的钢纤维混凝土,应制作2组抗折试件(以作7天和28天强度试验强度)每增铺1000-2000m3钢纤维混凝土,增做一组试件,备作验收或检查后期强度时用,试件在现场与路面相同条件下进行湿法养生,施工中应及时测定7天龄期试件强度,检查是否达到28天龄期强度的70%以上,否则,查明原因,立即采取措施,以达到设计要求。

四、钢纤维混凝土路面接缝设置

因钢纤维抗拉性能好,阻裂能力和抗收缩性能好,在施工条件许可时,一般7-9m宽的路面勿需设纵缝,可用整幅施工,横向缩缝按15~20m间距设置。

五、钢纤维混凝土社会、经济效益

应用钢纤维混凝土铺筑路面,其社会和经济效益十分显著。

 
 

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