摘 要:混凝土施工技术直接关系到市政路桥建设工程的质量与使用寿命。然而在市政路桥建设过程中,使用普通混凝土往往会出现裂缝等质量问题,严重的甚至会引发坍塌。因此,目前将高性能混凝土施工技术应用于市政路桥建设中成为了主要的发展方向。本文通过普通混凝土与高性能混凝土(钢纤维混凝土)施工技术在市政路桥建设中的应用进行简单论述。
关键词:混凝土施工技术;高性能混凝土;市政路桥建设;应用
随着我国城市化发展的步伐越来越快,市政路桥建设的速度也正以前所未有的速度在往前发展。然而,近年来不断有市政路桥工程因质量问题而频频造成安全事故,甚至对人民群众的生命财产安全构成严重的威胁,因此,如何使市政路桥建设中的混凝土施工技术的应用更为合理、有效、安全,成了市政路桥施工单位日益重视的问题,而高性能混凝土正是为了满足市政路桥建设越来越高的质量要求而发展起来的。
一、市政路桥建设中普通混凝土的常见问题与施工技术分析
在市政路桥工程的施工以及运营过程中,最为常见的就是裂缝病害,严重的甚至可导致路桥垮塌事故。这是由于普通混凝土是由水、砂石、石子、水泥拌合后,再经硬化而得到的施工材料,但其中砂砾、碎石与水泥都具有较大的脆性,相应的抗拉力却非常有限。如果受到弯力或是张拉力影响时,就会因拉应力太小而产生开裂。另外,普通混凝土极易受到热胀冷缩的影响而导致变形,如变形受约束且应力大于抗拉强度,就会出现温度裂缝。普通混凝土的抗侵蚀性较差也是导致裂缝的一大因素。
而在市政路桥建设中应用的普通混凝土施工技术则包括制定吊装方案,即利用架桥机安装或是利用缆索吊装。在挖孔过程中,做好防护流砂以及孔壁的支护,为使开挖安全得到保证,应利用混凝土护壁方式,其壁厚则必须以工程实际情况来确定,同时利用钢筋支护。在开挖过程中,应及时处理侧壁涌沙,沿开挖孔壁向地下打入钢筋,以起到临时支护的作用,并将土工布铺设于钢筋外侧,阻止细砂随着水流向井内流入,再实施混凝土护壁。另外,还要做好相应的桥台的混凝土底板温度控制工作。
二、市政路桥建设中高性能混凝土的性能与应用分析
(一)高性能混凝土性能分析
钢纤维如果按制造方式来划分,则包括四类,即熔抽钢纤维、切削钢纤维、剪切钢纤维以及切断钢纤维。其在混凝土中的作用主要是对外力作用下的基体裂缝扩展进行限制。在受到弯力、拉力荷载的初期,钢纤维与水泥基料一起承受外力,其中水泥基料是主要承受方,当基料开裂后,横跨的钢纤维就成了主要承受方。如果钢纤维的体积掺量大于某临界值时,材料整体则可继续承受较大的荷载,直至钢纤维被拔出基料或是被拉断。所谓钢纤维混凝土,其实就是将钢纤维乱向均匀地分布于普通混凝土中,相较于普通混凝土,其抗弯、抗压、抗压性均有较大程度的提升。适量钢纤维的掺入,可提高40至50%的单轴抗拉强度,50至150%的抗弯极限强度。钢纤维掺量在0.8至2.0%时,冲击韧性可提升50至100倍。另外掺入适量的钢纤维,还能够使混凝土收缩率相应降低10至30%。
(二)市政路桥建设中钢纤维混凝土施工技术的应用
1、应用于道路施工。钢纤维混凝土应用于市政道路建设中的优点包括冻融性、耐磨性良好、横向缩缝少、不设或少设纵缝、铺装厚度薄,并能够使路面寿命有效延长。钢纤维混凝土路面的厚度仅为普通混凝土的50至60%,掺钢纤维量则为0.8至1.2%。一般不在双车道路面上设置纵缝,而横缝的间距则在20至30米,最长50米。复合式路面则能够为双层或三层形式,前者构造是全路面板厚上层占据40至60%的位置进行钢纤维混凝土的铺设,而后者则是将钢纤维混凝土层分别做成上下两层,间夹普通混凝土,虽然这种结构较为合理,但缺点是施工相对复杂,适用于具备较高机械化敷设条件的工程。除此之外,还包括钢丝网-钢纤维施工技术,即在碾压混凝土中置入钢纤维,增强路面的韧性与强度,改善其力学性能。
2、应用于桥梁施工。在市政桥梁建设中应用钢纤维混凝土施工技术不但能够使桥面抗裂性、舒适性、耐久性增强,而且能够使桥梁受力状况得到改善,结构自重降低,铺装厚度减少,桥梁自身刚度与抗折强度增强。可将钢纤维混凝土用作主梁或是在集中应用区域进行局部加强,使结构受力性能得到改善,减轻自重,控制结构变形,真正实现桥梁结构的轻型化、大跨度。另外,利用钢纤维混凝土还能够使桥梁上部材料用量减少,相应也减少了下部墩台的数量,从而使造价降低,经济效益提升。钢纤维混凝土桥梁的梁高也能适当降低,使一些特殊使用要求得以满足。
(三)关键点分析
要保证钢纤维混凝土施工技术在市政路桥施工中保证其施工质量,就应从钢纤维设置与搅拌投料等技术问题上入手。
钢纤维设置分散。如果一次性将大量钢纤维向搅拌机中直接投入,则很容易产生结闭的问题,为保证钢纤维能够分布均匀且分散充分,应在钢纤维向搅拌机中投入的过程中,借助专门的分散装置将钢纤维投入搅拌机。设置分散机功率范围在0.75至1KW,分散力则设置每分钟20至60公斤。先将细骨料与钢纤维进行定量拌合均匀后投入搅拌机,或是直接选择材质较好、直径较粗的钢纤维,另外还应设置振动筛于料斗入口处,以便筛出不合格的钢纤维。
搅拌时间与投料顺序。投料搅拌顺序应是按砂、钢纤维、碎石、水泥。先在搅拌机内将混合料干拌1分钟,再将外加剂与水加入进行2分钟的湿拌。由于普通的搅拌机并不能满足钢纤维混凝土搅拌的要求,因此一般使用双锥反转出料或是强制式搅拌机进行搅拌。如坍落度较小或钢纤维掺量较大时,为避免出现搅拌机超负荷的情况,应相应降低搅拌机的利用率。
结 语:综上所述,对于市政路桥建设工程来说,保证其使用舒适性、抗裂性、耐久性以及使用寿命是至关重要的,而且还与人民群众的生命财产安全息息相关。因此对于市政路桥施工质量有着关键影响的混凝土施工技术来说,就有了更高的要求。随着科学技术的快速发展,普通混凝土已不能满足现代市政路桥工程的需要,本文所述的钢纤维混凝土不仅能够满足市政路桥建设的要求,而且在防止混凝土裂缝上有着更好的效果,同时还能使市政路桥建设的成本造价进一步降低,真正实现市政路桥建设的社会效益与经济效益的双赢。
参考文献:
[1] 赖临春,许晓敏.路桥施工中混凝土施工技术浅谈.[J].金山.2011(4)
[2] 关小玲.浅析路桥施工中混凝土施工技术.[J].城市建设理论研究(电子版).2011(26)
[3] 李金静.道路桥梁工程中混凝土路面施工技术浅谈.[J].中华民居.2012(1)
[4] 信小龙.路桥施工中混凝土施工技术.[J].交通世界(建养机械).2011(12)