淺談鋼纖維混凝土路面施工技術與質量控制措施論文
摘要：筆者結合鋼纖維混凝土路面施工技術實踐，淺談鋼纖維混凝土路面施工技術與質量控制措施。
關鍵詞：施工技術與質量控制措施
鋼纖維混凝土是將鋼纖維摻入到普通混凝土中制得的一種復合型混凝土，是一種新型路用材料。鋼纖維混凝土路面在動荷載下具有良好的抗沖擊力、抗彎、抗拉、耐磨性能，疲勞壽命長，并具有良好的阻止和抑制因溫度應力引起裂縫產生與擴展的能力。此外鋼纖維混凝土的抗凍性能良好。在普通混凝土中摻入一定劑量的鋼纖維，可以明顯減薄路面結構層厚度，改善路用性能，節約成本。
一、鋼纖維混凝土原材料的選擇及配合比設計
（一）水泥
一般可采用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥。水泥的技術指標要求：
（1）氧化鎂含量：≤5%
（2）三氧化硫含量：≤3.5%
（3）細度指標：80μm方孔篩余＞10%
（4）初凝時間不得早于45min
（5）終凝時間不得遲于10h。因鋼纖維混凝土路面特殊的工作條件、厚度小，故路面混凝土應盡可能采用強度高、干縮性小、抗磨性及抗凍性好的水泥。
（二）集料
粗骨料（粒徑大于7mm），宜采用石質堅硬、清潔、不含風化顆粒、表面粗糙，近立方體顆粒的碎石，最大粒徑不宜大于20mm和鋼纖維長度的2/3.（鋼纖維長度一般為3-4cm），含泥量不大于1%，細長、扁平顆粒及風化石、針片狀含量不大于10%，不宜采用石灰巖碎石，必要時應將含有土顆粒的碎石用水沖洗。
細集料（粒徑小于5mm）宜采用天然中粗砂或機制砂，沙粒必須堅硬、潔凈、干燥、無雜質、顆粒均勻，細度模數為2.0-3.0，含泥量不大于3%，含泥量超過標準的砂必須過篩。細集料的潔凈程度，天然砂以不小于0.075mm含量的百分比表示，機制砂以砂當量或亞甲藍值表示，其質量必須滿足規范要求。
（三）水和外摻劑
同普通混凝土一樣，無污染的自然水或自來水，混凝土用水量約為130-180kg/m3，為保證混凝土具有足夠的強度和密實度，水灰比宜為0.4-0.55，水灰比低時，混凝土和易性差，可增加減水劑或塑化劑，為使路面提早開放交通，可在混凝土中摻加適量早強劑，為提高混凝土的和易性、抗凍性，可摻入適量加氣劑。
（四）鋼纖維類型及尺寸
采用的鋼纖維為碳鋼纖維，路面用鋼纖維宜用：熔抽型、剪切性。其抗拉強度應不低于550Mpa，纖維直徑一般為0.4-0.7mm，長度一般為直徑的50-70倍。
（五）配合比設計
鋼纖維混凝土的配合比是指鋼纖維混凝土中各組成材料之間的比例關系。其設計的基本目的是將其組成的材料(包括鋼纖維、水泥、水、粗細骨料及外加劑等)合理配合，使所設計配置的鋼纖維混凝土滿足結構設計和質量驗收的強度要求，在路面工程的實際運用中，鋼纖維混凝土的配合比設計應直接基于鋼纖維混凝土的性能與使用進行設計，即在使用鋼纖維混凝土配合比設計中，以鋼纖維混凝土的抗折強度作為配合比設計指標，尋求制約鋼纖維混凝土抗折強度的主要因素，如鋼纖維摻入量，鋼纖維長徑比，水泥標號與水灰比之間的比例關系，通過上述因素的調整，控制鋼纖維的抗折強度。
鋼纖維混凝土配合比設計時，必須滿足路面設計要求的拌和性能及硬化后的性能、鋼纖維混凝土路面結構的設計要求決定，通常為抗壓強度、抗折強度、彎曲韌度等，通常路面結構設計時以抗折強度、抗壓強度為主要強度指標，為提高鋼纖維混凝土的韌性，應盡可能選用與混凝土基體粘結強度較高的鋼纖維。路面鋼纖維混凝土配合比的強度試驗，應根據路面等級和工程要求分別進行抗壓與抗折試驗。
二、施工技術
（一）拌和
拌和是保證鋼纖維混凝土在混凝土基體中均勻分布的重要環節，因此，鋼纖維混凝土路面施工須采用機械攪拌，一般采用強制式或反錐式攪拌機，為保證鋼纖維混凝土攪拌均勻，防止鋼纖維結團，采取先干后濕的工藝。其投料順序為：砂—鋼纖維—石子—水泥的順序投料。首先在攪拌機里干拌1-2min，在加水濕拌2min左右。總攪拌時間控制在6min內。攪拌時間過長會形成纖維結團，且每次的攪拌量控制在攪拌機容量的1/3以下。
（二）運料
鋼纖維混凝土運輸采用自卸運輸車，由于鋼纖維混凝土在運輸過程中受到振動，使鋼纖維下沉、坍落度和含氣量都會有損失，影響鋼纖維混凝土的均勻性，因此，應盡量縮短運送的時間和距離，運輸中要防止鋼纖維混凝土受污染，運輸的最長時間以試驗提供的水泥初凝時間并給予施工留有足夠的操作時間為限。 （三）澆筑
當混合料運送至指定地點后，一般直接倒入安裝好模板的路槽內，并用人工找平，落料時應避免同一處大堆落下，在規定的連續施工區段內，必須連續進行，不能中斷，否則會造成鋼纖維沿接縫隙表面排列，不能產生增強作用，易產生裂縫。
（四）振搗
鋼纖維混凝土的振搗機具宜用平板振搗器。若板厚在0.2m以內可一次攤鋪成型，振動時間一般以表面振出砂漿、混合料不再下沉為度，嚴禁漏振，再用兩端置于外側模板的振動梁，沿攤鋪方向振動壓平，振動過程中，多余混合料被刮出，低凹處應隨時補足，最后用置于兩側模板上的無縫鋼管滾筒，沿縱向滾壓提漿，以確保路面的平整度。
（五）表面處理
為防止鋼纖維外露或豎直伸出表面，以保證車輛及行人安全，在整平前可用凸棱的金屬壓滾或其它方法，將豎起或外露的鋼纖維壓入后再整平，抹面和壓紋時也不得將鋼纖維帶出，抹平的表面應在初凝前進行壓紋和拉毛，壓紋和拉毛工具，宜使用壓滾和刷子，不得使用竹掃帚。路面切縫宜采用割縫機割出要求深度的槽口，割槽時間不宜過早或過遲，在鋼纖維抹面后12-48小時左右，抗壓強度達到5-10Mpa作為切縫時間。
（六）養生
鋼纖維混凝土與普通混凝土一樣，應及時養生。當混凝土抹面2小時后，當其表面具有一定硬度，用手指輕壓不出現痕跡時，可以開始養生。可采用草袋、麻袋或濕砂（約20-30mm）覆蓋于混凝土表面，每天均勻灑水數次，使其保持潮濕狀態，養護不得低于7天。也可用不透水的薄膜粘附于表面，從而阻止混凝土中水分蒸發，以保證鋼纖維混凝土的水化作用正常進行。
三、鋼纖維混凝土的質量控制
為保證鋼纖維混凝土的施工質量，應注意以下事項：
1.對每一批進場的原材料都應該進行嚴格的檢驗，必須使用合格的原材料；
2.事先應檢測土基的密實度，基層的強度、剛度和均勻性；
3.現場測定砂、石料的含水量，根據試驗配合比，以適當調整施工配合比；
4.攤鋪前，應檢查基層的平整度、路拱橫坡、模板標高等；
5.試件制作。每鋪筑400方的鋼纖維混凝土，應制作2組抗折試件（以作7天和28天強度試驗強度）每增鋪1000-2000m3鋼纖維混凝土，增做一組試件，備作驗收或檢查后期強度時用，試件在現場與路面相同條件下進行濕法養生，施工中應及時測定7天齡期試件強度，檢查是否達到28天齡期強度的70%以上，否則，查明原因，立即采取措施，以達到設計要求。
四、鋼纖維混凝土路面接縫設置
因鋼纖維抗拉性能好，阻裂能力和抗收縮性能好，在施工條件許可時，一般7-9m寬的路面勿需設縱縫，可用整幅施工，橫向縮縫按15-20m間距設置。
鋼纖維混凝土由于其自身就具有的優異性能，目前已得到廣泛應用，但是鋼纖維混凝土路面的施工較普通混凝土路面復雜，如果在施工過程中控制不好，很容易出現鋼纖維結團，拌合物工作性差等問題，反而降低了路面質量。所以在使用鋼纖維混凝土時，一定要嚴格控制原材料的質量、拌和、運料、澆筑、振搗、養生等施工環節，只有這樣才能有效發揮鋼纖維混凝土的優越性能，提高其社會和經濟效益，為國民發展服務。
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