浅议钢纤维水泥混凝土路面施工要点

'浅议钢纤维水泥混凝土路面施工要点　　摘要：本文针对目前使用越来越广泛的钢纤维水泥混凝土路面，从原材料的选择、配合比设计、施工技术和质量控制方面进行了阐述，对于钢纤维路面的设计和施工具有一定指导意义。关键词：钢纤维混凝土；原材料选择；配合比设计；施工技术；质量控制Abstract:Aimingattheincreasinglywideuseofsteelfibercementconcretepavement,elaboratedfromtheselectionofrawmaterials,mixingratiodesign,constructiontechnologyandqualitycontrol,thesteelfiberconcretepavementdesignandconstructionhascertainguidingsignificance.Keywords:steelfiberconcrete;materialselection;mixdesign;constructiontechnology;qualitycontrol中图分类号；TU377文献标识码：A文章编号：1概述8 随着经济的不断发展，很多公路项目重载交通量大，因此主线收费站和互通式立交匝道很多采用钢纤维水泥混凝土路面。钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。2原材料的选择2.1钢纤维类型及尺寸采用的钢纤维为钢锭铣削型钢纤维，其抗拉强度应不低于600Mpa，钢纤维的长径比为30～40。2.2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。每立方米钢纤维混凝土的水泥用量（或胶凝材料用量）不宜小于380kg。当钢纤维体积率或基体强度等级较高时水泥用量（或胶凝材料用量）可适当增加，但不宜大于550kg。2.3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，公称最大粒径宜为钢纤维长度的1/2~2/3，并不宜大于26.5mm。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，其硅质砂或石英砂的含量不宜低于25%。8 2.4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（钢纤维混凝土的水灰（胶）比不宜大于0.50；对于以耐久性为主要要求的钢纤维混凝土，不宜大于0.45；配制高强钢纤维混凝土所用的水灰（胶）比宜控制在0.24~0.38范围内，并应掺高效减水剂。），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。3配合比设计钢纤维混凝土混合料配合比设计需保证钢纤维混凝土有较高的抗弯强度，以满足结构设计对强度等级的要求即抗压强度与抗折强度，以及施工的和易性。钢纤维混凝土配合比设计应按绝对体积法计算，并按以下步骤进行。（1）根据强度设计值以及施工配制确定强度提高系数，确定试配抗压强度与抗折强度；钢纤维混凝土抗折强度设计值的确定：式中，—钢纤维混凝土抗折强度设计值；—同强度等级普通混凝土抗折强度设计值；按现行有关水泥混凝土路面设计规范的规定采用。8 —钢纤维对抗折强度的影响系数（试验确定），建议值为1.19；—钢纤维含量特征参数，；式中，—钢纤维体积率，％，一般为0.4~0.8%；—钢纤维长径比，其值为30~40。（2）根据试配抗压强度计算水灰比；（3）根据试配抗压强度，确定钢纤维体积率；（4）按照施工要求的稠度确定单位体积用水量，钢纤维每掺加0.5%（体积率），单位体积用水量相应增加6kg，如掺用外加剂应考虑外加剂的影响；（5）确定合理砂率，钢纤维每掺加0.5%（体积率），砂率相应增加2%；（6）按绝对体积法计算混合材料用量，确定试配配合比；（7）按照试配配合比进行拌合物性能试验，调整单位体积用水量和砂率，确定强度试验用基准配合比；（8）根据强度试验结果调整水灰比和钢纤维体积率，确定施工配合比。一般要求：水泥用量不得低于380kg/m3，钢纤维用量为45kg/m3。4施工技术要点4.1拌和8 为防止钢纤维混凝土在搅拌时纤维结团，在施工时每拌一次的搅拌量不宜大于搅拌机额定搅拌量的80％。为保证混凝土混合料的搅拌质量，采用先干后湿的拌和工艺。投料顺序及搅拌时间为：粗集料→钢纤维（干拌1min）→细集料→水泥（干拌1min），其中钢纤维在拌和时分三次加入拌和机中，边拌边加入钢纤维，再倒入砂、水泥，待全部料投入后重拌2min～3min，最后加足水湿拌1min。总搅拌时间不少于5～6min，超搅拌会引起湿纤维结团。按此程序拌出的混合料均匀。若在拌和中，先加水泥和粗、细集料，后加钢纤维则容易结成团。而且纤维团越滚越紧，难以分开，一旦发现有纤维结团，就必须剔除掉，以防止因此而影响混凝土的质量。4.2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。4.3浇筑8 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。4.4振捣钢纤维混凝土的振捣机具宜用平板振捣器。若板厚在20cm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。4.5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。4.6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。用土工布覆盖于混凝土表面，每天均匀洒水数次，使其保持潮湿状态，养护不得低于7天。8 4.7切缝钢纤维混凝土设有多种切缝。胀缝与路中心线垂直，缝壁必须垂直，缝隙宽度必须一致，缝中不得有连浆现象，缝隙内应及时浇灌填缝料，当混凝土达到强度25~30％时，采用切缝机进行缩缝切割，切缝深度3cm，缩缝设置8m一道。施工缝位置宜与胀缝或缩缝设计位置吻合，施工缝与路中心线垂直。对胀缝、缩缝均采用10#石油沥青，灌式填缝。5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）严格对原材料的检验，确保使用合格的原材料；（2）事先应检测基层的强度、刚度和均匀性、高程、平整度等均符合设计要求；（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；8 （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。（6）水洗法检测钢纤维含量偏差不应大于设计掺量的±15%。6结语本文立足于公路项目，对钢纤维水泥混凝土路面的设计、施工、质量管理等进行了简要说明，由于钢纤维水泥混凝土路面具有优异的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，将会越来越广泛的运用到路面结构中去。参考文献：[1]《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002）[2]《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTGF30-2003）[3]郭平《神府高速公路路面施工细则》，2010.5[4]蒋应军，刘海鹏，王琪等.钢纤维混凝土性能与施工工艺研究[J]混凝土，2008.88'