钢纤维混凝土技术在公路工程中的应用.pdf

PEOPLES TRANSPORTATION|812023 年 第 19 期 钢纤维混凝土分析钢纤维混凝土是一种通过将钢纤维与混凝土材料混合而得到的复合材料，它是在混凝土中加入钢纤维来增加其力学性能和耐久性能的一种技术。钢纤维通常采用高强度、高韧性的钢材制成，具有较高的拉伸强度和抗拉能力。钢纤维的加入使得混凝土具备了更好的抗裂性能和抗冲击性能。在混凝土中，钢纤维能够有效地阻止裂缝的扩展，并承担部分荷载，提高混凝土的韧性和耐久性。项目概况 某路面工程建设的环节，施工项目长度为240km，双向四车道，路面宽25.5m，设计速度80km/h。该项目所处地形条件比较特殊，整个项目建设施工工程量巨大。要想全面提升工程建设的质量水平，在路面铺装层设计中选择应用钢纤维混凝土工艺方案，满足公路工程质量和标准要求，达到道路通行的需要。钢纤维混凝土技术在本次工程项目的实施环节，考虑到现场的具体情况，分析项目的质量、成本、工期等因素，确定采用钢纤维混凝土施工方式，下面展开具体分析。钢纤维混凝土技术在公路工程中的应用 文/李晓冬随着交通运输的快速发展，公路工程对路面材料的要求也越来越高。传统的混凝土路面在长期使用过程中容易出现裂缝和损坏，需要频繁的维护和修复。为了提高公路路面的耐久性和承载能力，不少地方开始尝试使用钢纤维混凝土技术，该技术通过在混凝土中添加钢纤维，能够有效抵抗温度变化、重载交通和反复荷载引起的裂缝和损伤，从而延长路面的使用寿命并降低维护成本。施工流程在施工之前先确定施工流程，做好准备工作，现场铺设钢筋网、模板，准备钢纤维混凝土施工材料，确保材料性能和质量合格，再进行现场的浇筑、振捣、抹平、刻槽、养护等处理，以确保结构性能合格。具体施工过程施工准备阶段。结合目前的工程施工具体需要，准备钢纤维混凝土施工材料，先确定安装施工场地，并做好设备调试处理工作，使得钢纤维混凝土材料的性能达标，避免给工程质量造成影响。在钢纤维混凝土材料制作中，严格执行工艺方案和技术标准，各方面参数都进行控制，优化施工工艺流程，符合工程的施工需要，防止产生严重的质量缺陷和问题。钢筋网铺设。根据本次项目的设计方案，对现场进行钢筋定位，做好现场施工标记工作，在钢筋交汇的部位上，落实设计方案，间隔距离在合理的范围内，通常为20cm左右，并保证钢筋材料的长度尺寸合格，且各个结构的安装合格，铺设强度与尺寸达到标准。在钢筋安装位置设定之后，开82|PEOPLES TRANSPORTATION工程|Engineering展进行钢筋的铺设施工，选取直径8cm、12cm的钢筋补强施工，并完成后绑扎施工。在支架钢筋设置中，绑扎环节应做好固定钢筋绑扎工作，以确保该结构间距合格，避免影响结构的性能。安装钢模板。钢筋网现场铺设工作完成后，进行钢模板的支立施工，确保安装位置准确，结构尺寸合格，为后续的钢纤维混凝土施工提供基础条件。同时，加强现场的标高检测，确保符合设计标准的要求，保证支架具备高度稳固性和安全性，并确保接头连接的平顺度达到要求。为了防止钢模板与梁顶结构连接处出现漏浆问题，需要在模板结构的内壁涂抹一层隔离剂，隔离剂的涂抹厚度要确保符合规定，并在各个位置上达到均匀性的标准。这样可确保在脱模时脱模操作能顺畅进行，避免对现场施工造成不利影响。在工程开展阶段，通过准确安装钢模板、合格尺寸的控制以及适当的隔离剂涂抹，能够提供稳定的工作平台，保证后续钢纤维混凝土施工的顺利进行。通过严格控制施工过程中的各个环节，可确保工程质量符合设计要求，为公路工程的安全性和可靠性提供有力保障。钢纤维混凝土制备。钢纤维材料的选择与确定。考虑到现场的施工需要，本次工程项目钢纤维混凝土结构施工中，抗拉强度超过1000MPa，选用的是直径0.5mm的钢纤维材料，长径比为60，具备较高的性能。在钢纤维材料制作的环节，达到无锈蚀、无油的状态，各方面参数都符合国家标准和设计方案，满足钢纤维混凝土的性能标准。水泥材料选择。结合本次路面工程的施工需要，在水泥材料选择时，应用的是普通硅酸盐水泥材料，各方面性能指标合格，且减少水化热的性能，保持正常的工作状态，具备较高的耐久性。粗集料。该材料起到支撑作用，对于结构强度性能的提高有着重要的价值和作用。对于本次项目来说，选择的粗集料粒径为4.89.5mm、9.519mm两种规格的材料，碎石材料的性能和质量合格。经过对材料的检测发现，含泥量在0.3%左右，空隙率达到40%作用，性能指标合格。细集料。在该项目中，针对细集料的选择，使用了粗砂进行设计和制作。经过性能指标测试，粗砂的性能指标符合工程要求，其中含泥量为2.3%，空隙率为46%。在进行材料选择之后，通过实验室测试和分析，确定了各种材料的比例，即配合比。配合比是根据工程施工标准和设计要求，经过实验验证，确定不同材料的比例关系，以保证混凝土的性能和质量。投料搅拌。钢纤维材料加入到设备搅拌开始前，确保其处于重新打散的状态，以达到均匀性的标准。因此，在钢纤维材料进料搅拌工作开始前，先进行初步处理，应用功率为0.75kW1.0kW的分散机进行处理，经过均匀分散的处理之后，不能一次性投入到设备内，应采取分批次投入的方式，以防止在制作的环节发生结团的问题。在搅拌制作的阶段，主要采用强制式搅拌机，通过双锥翻转的方式达到搅拌均匀的效果。搅拌作业搅拌机留有足够的空间，防止出现超负荷运行的状态。执行工艺方案和顺序的要求，使得钢纤维、砂、水泥、石子等材料充分的利用，设备投料顺序符合要求，执行工艺方案的标准。在将各种材料全部都投入到设备内，开展1min的干拌，加入水、外加剂等材料，搅拌2min以上，总计搅拌超过5min。材料运输。钢纤维材料搅拌结束后，为了预防产生离析的问题，应用自卸式泵车开展材料的运输，提高运输的效率，避免材料发生质量问题。在现场运输阶段，为了预防出现塌落度减小、振动问题，应采取合理的处理措施，以免影响混合料的性能。根据目前工艺方案的要求，加入必要的减水剂材料，使用设备进行摊铺整平处理，执行施工工序方案和标准，现场铺设施工符合要求，不能停机等待过长的时间，以免发生离析的问题。浇筑振捣。1）现场浇筑作业开始的34h前，应进行施工作业路面洒水处理，达到湿润的状态，施工前1h停止洒水，做好现场路面铺筑施工准备工作。2）浇筑施工实施前，需要全面落实各项准备工作，明确工作标准和要求，以满足钢纤维混凝土浇筑施工需要，预防产生严重的结构质量缺陷或者问题，同时还要符合浇筑连续性标准。在现场铺设作业前，明确施工工艺方案，摊铺系数设定为1.21.3，材料铺设达到均匀性 PEOPLES TRANSPORTATION|832023 年 第 19 期 的标准。在浇筑工作结束后，振捣施工极为重要，选择合格的振捣器装置，对性能进行全面检测，符合工程的应用标准。插入振捣器的施工方式，振捣强度合格，且不会给混合料的性能和施工质量造成任何的影响。在振捣操作中，避免存在漏振、过振等问题，预防产生严重的质量缺陷和问题。在振捣阶段加强质量监督控制，每个结构部分的性能合格，钢纤维材料合理分布在施工现场，提高路面结构的性能和水平。施工抹平。钢纤维混合料振捣作业结束后，对现场施工作业面开展抹平处理，裸露出来的钢纤维材料必须插入到混凝土材料之内，以免给后续施工作业造成不利的影响。在抹平作业中，采取机械化作业的方式，路面达到平整性要求。在拆模之后，如果存在裸露钢纤维材料的情况，及时抹平处理，提升施工效果，也能避免发生安全事故。刻槽。路面结构进行钢纤维混凝土施工之后，为了确保结构抗滑效果合格，本次工程还进行刻槽处理。在施工中，执行工艺方案的要求确定刻槽间距、深度、宽度等尺寸，以免给工程质量造成负面的影响。综合分析公路路面结构的施工要求，确定使用寿命、工程强度等因素，还要考虑到路面中车辆行驶的舒适度，将刻槽面积控制在路面面积的12%15%为最佳。切缝处理与后期养护。与普通混凝土材料对比来说，钢纤维混凝土强度性能更高，抗裂性、抗压性的总体效果更好。在路面工程现场施工中，如果施工条件允许，路面工程的钢纤维混凝土施工应采取整幅施工的方式，不能布置纵缝，在施工结束后，钢纤维混凝土的强度达到设计标准的50%以上时，再进行缩缝切锯。对于本次公路项目来说，现场道路交通流量需求较大，使用需求较高，不能完全封闭交通。从路面端部施工开始，间隔30cm进行横向缩缝的切锯处理，和两侧防撞栏达到齐平的标准。与此同时，切缝作业中，明确切缝的时间，其深度为23cm，且处理后及时灌缝处理。此外，在钢纤维混凝土路面结构施工后，养护施工也非常的重要，落实洒水养护施工的工作，表面覆盖麻袋，养护时间在15d以上，进行强度检测，达到设计标准才能投入使用。施工效果本次路面工程施工中，要注意加强钢纤维混凝土路面施工效果检测，包括强度、耐磨、防渗、承载等方面，以掌握是否存在任何质量问题。该项目铺装层厚度为10cm，较之普通混凝土材料结构层厚度减小2.5cm5.5cm，施工材料节约明显。检测之后发现该路面工程效果良好，完全满足道路交通通行需要，对于延长路面使用寿命有着重要作用。公路工程钢纤维混凝土施工要点首先，在公路工程施工之前，确保混凝土配合比的准确性和一致性对于保证施工质量至关重要。配合比的合理选择能够直接影响混凝土的性能和使用寿命。在配合比设计中，要特别重视水灰比、水胶比、粉料掺量等参数的控制，以满足设计要求。其次，在项目开展阶段，控制混凝土搅拌时间、搅拌速度和搅拌顺序是确保钢纤维混凝土质量的关键因素之一。项目开展阶段需要根据具体情况控制混凝土的搅拌时间、搅拌速度和搅拌顺序，以确保钢纤维在混凝土中的均匀分散和与其他材料的充分混合，从而保证钢纤维混凝土的质量和性能。第三，在公路工程施工阶段，控制混凝土的浇筑速度和浇筑方式，避免产生分层、堆积和空洞等质量问题。结语 公路工程钢纤维混凝土技术作为一种创新的路面材料技术，具有广阔的应用前景和巨大的经济效益。通过在混凝土中添加钢纤维，能够显著提高路面的耐久性、抗裂性和承载能力，减少路面维护和修复的频率和成本。但是钢纤维混凝土技术仍然存在一些挑战和问题，例如纤维分散性、混凝土工艺和施工标准等方面都需进一步研究和优化。往后的研究应该着重解决这些问题，以推动公路工程钢纤维混凝土技术的发展和应用，为公路建设提供更加可靠和持久的路面材料。（作者单位：上海港湾工程质量检测有限公司）