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1、橋面鋪裝層混凝土摻入鋼纖維工程應(yīng)用【摘要】結(jié)合某大橋橋面鋪裝層混凝土工程，闡述了鋼纖維混凝土的特性及其工作機(jī)理。在橋面鋪裝層混凝土中摻用鋼纖維能夠增強(qiáng)其抗拉、抗折、抗?jié)B、抗沖擊能力，并起到阻裂增韌的作用。對該橋橋面鋪裝層混凝土摻用鋼纖維后的配合比進(jìn)行了試驗(yàn)設(shè)計，現(xiàn)場試驗(yàn)和觀測結(jié)果表明，對該橋橋面鋪裝層混凝土摻用鋼纖維進(jìn)行改性是非常有益的，該橋橋面鋪裝層鋼纖維混凝土工程的設(shè)計和施工是成功的?！娟P(guān)鍵詞】橋面鋪裝混凝土；鋼纖維；工程應(yīng)用1.前言隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通流量日益增長，橋梁工程中橋面鋪裝層混凝土過早地出現(xiàn)裂縫，由于滲水及車輛的
2、反復(fù)作用，日積月累，橋面鋪裝層混凝土遭受嚴(yán)重破壞，這直接危及梁體正常功能的使用，甚至導(dǎo)致梁體毀壞，影響交通安全。對橋面鋪裝層的裂縫要及時、有效地進(jìn)行維護(hù)，以保證行車安全和橋梁使用壽命。鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短纖維所形成的一種新型建筑材料（簡稱SFRC）,它能顯著提高混凝土的抗拉、抗剪、抗折強(qiáng)度和抗裂、抗沖擊、抗疲勞、抗震及裂后延性等性能，因此鋼纖維在現(xiàn)代橋梁的橋面鋪裝層混凝土中的應(yīng)因而用日益得到重視和推廣。1.鋼纖維混凝土的基本性能(1)鋼纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度和早期抗壓強(qiáng)度均比普通混凝土有所提髙。鋼纖維摻量為30?9
3、0Kg/m3時比25?50號普通混凝土強(qiáng)度提高5%?20%左右；鋼纖維混凝土的彎拉強(qiáng)度比普通混凝土提高約20%?50%。鋼纖維混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度比普通混凝土提高20%?40%左右。鋼纖維混凝土的耐磨性能比普通混凝土提高約40%o與普通混凝土一樣，隨著混凝土標(biāo)號的提髙，鋼纖維混凝土的耐磨性能也隨之提高，隨著鋼纖維摻量的增加，混凝土的磨損率有所降低，耐磨性能有所增強(qiáng)。(2)鋼纖維水泥砂漿試板摻量為30Kg/m3,,其裂縫長度為基準(zhǔn)試板的58%,其收縮裂縫總量為基準(zhǔn)試板的38%O相同水灰比的水泥砂漿內(nèi)，摻30、45、60、75、90Kg/m
4、3耐鋼纖維的水泥砂漿的收縮裂縫總量與基準(zhǔn)砂漿收縮裂縫總量之比數(shù)據(jù)分析可知：水泥砂漿的裂縫總量隨著鋼纖維摻量的增加而減少。(3)鋼纖維混凝土在沖擊荷載作用下的抗裂性能隨鋼纖維摻量增加而提高，與普通混凝土相比，其沖擊抗裂性能可提高3?4倍。2.工程實(shí)例保阜高速是連接晉冀交通的主干道之一，交通繁忙，隨著重型車流量增多，橋面鋪裝層產(chǎn)生許多裂縫，北流河大橋橋面破壞尤其嚴(yán)重，曾采用瀝青罩面進(jìn)行維護(hù)，可是經(jīng)過一段時間使用后，又出現(xiàn)了裂縫、坑洞等病害。2010年北流河大橋橋面鋪裝層進(jìn)行改造，鑿除舊橋面鋪裝層，采用鋼纖維鋼筋混凝土+瀝青混凝土作為橋面鋪裝
5、層。1.鋼纖維鋼筋混凝土在北流河大橋橋面鋪裝層中的應(yīng)用4.1鋪裝層結(jié)構(gòu)設(shè)計：4?14cm鋼纖維混凝土+7cm瀝青混凝土。鋼纖維混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級為C40、抗折5.5MPa。4.2材料：控制好原材料質(zhì)量，才能保證鋼纖維混凝土質(zhì)量。(1)鋼纖維：鋼纖維表面應(yīng)潔凈無銹。選用石家莊開華纖維廠生產(chǎn)的銃削異型鋼纖維，長30mm,長徑比為40?70,其抗拉強(qiáng)度2380Nmm,剛度較大，散落性好，攪拌時較均勻，與基體的粘結(jié)性能良好，增強(qiáng)效果佳。(2)水泥：選用太行山牌Po525#普通硅酸鹽水泥。經(jīng)檢驗(yàn)，其28天抗壓強(qiáng)度為64.5MPa,抗折強(qiáng)度為8.9
6、MPa,安全性、細(xì)度、凝結(jié)時間等指標(biāo)均符合規(guī)范要求。(3)粗集料：在各種不同纖維率下，粗骨料粒徑對抗折強(qiáng)度的影響的試驗(yàn)表明，當(dāng)粗骨料粒徑為纖維度的12時，所獲得的增強(qiáng)效果最佳，因而粗骨料粒徑不應(yīng)大于20mm,選用5?20mm花崗巖碎石。我們對粗集料的要求較高，到石料場加工定貨，其規(guī)格要求在5?20mm內(nèi)，不能超標(biāo)。經(jīng)抽樣檢測，其含泥量為0.1%；針片狀含量為8.2%；壓碎值為10.6%,均符合規(guī)范要求。(1)細(xì)集料：選用大沙河中砂。經(jīng)抽樣檢測，其含泥量為0.2%,符合混凝土用砂標(biāo)準(zhǔn)。(2)水：不得采用河水，選用深井水。(3)外加劑：當(dāng)將
7、鋼纖維摻到混凝土拌合料中時，隨著纖維率的提高，其稠度顯著降低。為了得到所需稠度,增加單位用水量影響鋼纖維混凝土強(qiáng)度質(zhì)量，因而使用優(yōu)質(zhì)減水劑是有效途徑。同時為了提高混凝土早期強(qiáng)度，提早開放交通，采用山西黃騰髙效減水劑，經(jīng)試驗(yàn)其減水率達(dá)20%,混凝土7天抗壓強(qiáng)度提高28%,為提早開放交通提供了有利條件。4.3SFRC配合比設(shè)計。(1)用在橋面鋪裝層的鋼纖維混凝土配合比設(shè)計，應(yīng)滿足設(shè)計要求的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度要求，同時要滿足施工要求的均勻性、和易性、經(jīng)濟(jì)性要求。鋼纖維摻量宜在1%?2%范圍內(nèi)。每立方米水泥用量宜為360Kg?450Kg,最大不
8、超過500血。經(jīng)幾種配合比方案比較，選用的配合比見表lo與普通混凝土相比，鋼纖維混凝土的含砂率較高，水泥用量較大。(1)施工中每臺班抗壓、抗折試塊各留1組到2組，并與橋面同條件養(yǎng)護(hù)。對鋼纖維混凝土試塊進(jìn)行強(qiáng)
