摘要:鋼纖維混凝土是一種性能優良的新型復合材料。與普通混凝土相比,其抗拉、抗彎、抗裂及耐磨、耐沖擊、耐疲勞、韌性等性能都有顯著提高,它不僅可使面層減薄,縮縫間距加大,改善路面的使用性能,延長路面使用壽命,而且還可節省工程造價,縮短施工工期。文中結合湖北省宜昌市秭歸縣青干河大橋工程實際,主要介紹了橋面鋪裝鋼纖維砼的施工工藝及質量控制要點,值得借鑒。
1 前言
隨著國民經濟建設和公路交通事業的飛速發展,公路橋梁上的車輛荷載及密度越來越大,行駛速度也越來越快,致使公路橋梁的路面損害日趨嚴重,嚴重影響交通暢通及行車安全。 70年代以來,美國、日本等國家采用鋼纖維混凝土鋪修橋面,對于提高橋面層的抗裂性,耐磨性和減少維修工作量都有很大好處。據國外專家預言,對混凝土工藝而言,鋼纖維的出現是可以與鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土的影響相提并論的一場混凝土技術革命,它的出現使傳統的建筑材料工藝產生深刻的變化。我國從 80年代開始陸續用鋼纖維混凝土修筑橋面,也取得了很好的效果。
2 鋼纖維混凝土的特點
鋼纖維混凝土就是將適量的碳鋼纖維均勻的摻入到普通混凝土中形成的。主要特點是:⑴、較高的抗彎拉、抗剪切和抗滲性能;⑵、較高的抗裂強度,較低的收縮率,可有效阻止裂縫的產生;⑶、能明顯的提高韌性指標;⑷、能明顯的提高抗沖擊、抗疲勞強度;⑸、耐磨強度高;⑹、鋼釬維能夠在混凝土中均勻分布,容易達到不結團、不裸露;
3 工程應用
3.1 工程概況
青干河大橋位于秭歸縣長江南岸沙鎮溪鎮,跨越長江支流青干河。該橋橋型采用中承式鋼管砼桁架拱,全橋孔跨布置為20+256+20+16=312m.橋面寬度為凈一 9m+2×1.0m人行道,其中主跨為256m的中承式鋼管砼拱,邊跨為2孔20m和1孔16m的鋼筋混凝土簡支T梁,全橋橋面連續,在橋臺接縫處設置伸縮縫。橋面縱坡設計為1%,橫坡設計為1.5%。根據設計變更要求,在縱梁連續區,將后澆層與三角墊層砼一次澆筑成型,混凝土強度為40MPa.橋面鋪裝采用鋼纖維混凝土。[1]
3.2 施工材料
3.2.1 原材料
⑴水 泥:選用425#普通硅酸鹽水泥,保證混合料具有較高的強度和耐磨性能。
⑵細集料:用中粗砂,平均粒徑0.35mm-0.45mm,含泥量<2%.
⑶粗集料:碎石粒徑不宜大于20mm和鋼纖維長度的2/3,含泥量<1%,質地堅硬,采用5mm-20mm.
⑷鋼纖維:選用武漢漢森鋼纖維有限責任公司0.5×0.5×2mmSF一32型剪切形鋼纖維,長徑比為57,材質為Q235.
⑸外加劑:湖北沙市UNF有效減水劑。
3.2.2配合比
鋼纖維混凝土混合料配合比的要求首先是使橋面鋪裝厚度減薄,其次是保證鋼纖維混凝土有較高的抗彎強度,以滿足結構設計對強度等級的要求即抗壓強度和抗折強度以及施工的和易性。根據試配結果,確定每立方米砼的材料用量如下:
⑴鋼纖維:60kg;⑵水泥:460kg;⑶碎石:1112.1kg;⑷砂:653.1kg;⑸外加劑:3.2kg;⑹水:74.8kg.其坍落度控制在7cm內。
3.3 施工工藝
3.3.1施工準備
為了使梁體新舊砼結合良好,確保梁體新舊砼及三角墊層砼共同工作,需完成以下施工準備工作:
1、先對T梁翼板頂面砼進行全面鑿毛處理,直至露出新鮮砼面,然后對整個梁體頂面利用高壓水泵進行清洗,并除去梁面的油污及其它的雜物;
2、對縱梁中的預留鋼筋利用鋼刷進行表面除銹處理,并將其復位至設計圖紙要求的位置;對安裝后續各類型鋼筋,其在橋面上的結構尺寸定位必須準確,并且在橋面上設置架空施工過道,以防止鋼筋被踩踏或受壓變形;其綁扎或焊接長度均應滿足施工規范要求;另橋面鋼筋制安前,現場技術員要會同監理對縱梁鑿毛情況進行檢查,合格后方可進行鋼筋的綁扎安裝工序。
3、立模及標高控制。所有模板必須光滑、順直,模板定位應用儀器進行嚴格控制,定位后必須對模板進行重新加固,以保證澆筑前后砼面的線條順直,另施工過程中,在橋中線及橫坡末端的鋼纖維砼頂面安放一根Φ20圓鋼,形成一個三角框架,以保證橋面砼的設計厚度及三角墊層的成形;
4、砼澆筑前的檢查。在砼澆筑前,現場技術員要會同監理及項目部有關負責人作鋼纖維砼澆筑前的全面檢查工作,在確認合格并經監理同意后方允許進行下一道工序即鋼纖維砼的澆筑施工。
5、由于鋼纖維砼的早期強度較高,故在砼終凝后,要立即在其表面周圍鋪上具有一定強度的泥土形成一個養護池,然后在池內灌水,并派專人對其定時進行保水養生,其前后澆水養生時間間隔以保證砼面一直保持有水覆蓋為度,整個養生時間不少于12天。