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钢纤维混凝土在桥面改建中有哪些应用

文章出处:武汉中鼎责任编辑:武汉中鼎人气:-发表时间:2014-11-21 18:00【


钢纤维混凝土是一种由水泥、粗集料、细集料和随机分布的短纤维掺配而成一种新型的高强的复合型材料。钢纤维混凝土中随机分布的短钢纤维主要的作用是阻碍混凝土内部微裂缝的扩展并阻滞宏观裂缝的发生和进一步的发展,从而大大提高整个复合材料的抗裂性。同时由于混凝土与钢纤维接触界面之间有很大的界面粘结力,因此可将外力传到抗拉强度大、延伸率高的纤维体上,使钢纤维混凝土作为一个均匀的整体起到抵抗外力作用,显著提高了混凝土原有的抗拉性能、抗弯性能和断裂延伸率,特别是提高了混凝土的抗冲击性和耐久性。

钢纤维按照不同的加工和生产方法可分为以下几种:切断钢纤维、剪切钢纤维和熔断钢纤维三种。按照纤维的长度又可分为不同规格,长度宜为20-50mm,等效直径为0.3-0.8mm,长径比在40-100范围内,抗拉强度不低于600MPa。在我国路面工程应用上钢纤维混凝土中钢纤维的体积率多为0.8%~1.0%,水泥采用32.5-42.5#普通硅酸盐水泥,粗骨料最大粒径为钢纤维长度的2/3,最大粒径不宜大于20mm,细集料采用中粗砂,平均粒径0.35-0.45mm。

以水东桥原设计双向二车道,桥面行车道宽8m,为混凝土铺装层。从现场实际调查来看,桥面出现了破碎、断裂、沉陷、邻板错台等现象,局部经沥青碎石修补,面板破损率高达80%以上。新改建方案是在保证桥面车辆单向通行的前提下,所采取的半幅施工方法,首先凿除旧桥面层,对基层进行补强调平,再浇筑面层。桥面铺装结构设计为:面层300px厚C40钢纤维混凝土+基层250px厚C15素混凝土,缩缝间距8m,桥头两端与旧水泥路连接处设2条胀缝。

钢纤维混凝土配合比设计应主要满足设计抗折强度与施工的和易性,抗折强度随着钢纤维数量的增大而增大,但混凝土的和易性却随之降低,为此必须适当增大含砂率。影响配合比的主要因素是钢纤维掺入量、砂率、水灰比,参照《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》和《普通混凝土配合比设计规程》,经过试配对比试验,C40钢纤维混凝土配合比确定为以下比例:水泥:砂:碎石:水:钢纤维1:1.912:2.388:0.45:0.186,每m3混凝土水泥用量420kg,钢纤维体积率1%,即掺入量78kg。

钢纤维混凝土浇筑前,首先要用机械凿除半幅混凝土旧桥面层,再人工配合清除旧基层,最后还要使用高压水枪冲洗粉渣;对桥面中轴线和人行道路缘测定路面标高点,控制基层(调平层)标高。基层用C15素混凝土摊铺,铺筑厚度控制在预留面板厚度为300px处。

钢纤维混凝土的拌和应严格控制纤维分布均匀,以不结团为原则,对钢纤维混凝土进行试拌、确定最佳拌和时间。使用滚筒式搅拌机拌和,其每斗搅拌量不大于搅拌机定额量的70%,采用先干后湿的拌和工艺,按照二次投料三次拌和程序,先将碎石和钢纤维干拌60s,使钢纤维分散,其次将砂和水泥加入再干拌45s后,直接注水再湿拌90s。各种材料用量必须严格计量,保证混凝土的配比准确。控制拌和时间,总拌和时间不超过6min,否则将引起钢纤维结团。在混凝土运输过程中,通常采用水泥灌装车,要求运距不宜过长,保证混凝土不发生离析现象。

 


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