论文部分内容阅读
摘 要:文章用专业的眼光简要的介绍了钢纤维、混凝土以及二者结合的钢纤维混凝土三种建筑材料的基本性能和在建筑业的应用情况。并根据作者多年的实践经验详细阐述了钢纤维混凝土在应该过程中的注意事项和相关的方式技能,具有十分珍贵的参考价值,希望能为同类工程施工提供一定的帮助。
关键词:钢纤维;施工技术;路桥施工;市政工程
1.引言
现代信息技术的高速发展、新型城市化道路的推进以及人民群众对出行质量的需求也越来越高,使我国对基础设施的要求越来越高,特别是近些年经常出现的一些重大道路桥梁破损事故,使我们认识到加强路桥施工技术的改进必须和施工监管同步进行。众所周知,钢纤维混凝土材料的发明和应用对建筑行业来说可以说是革命性的,其也被很多建筑同行认为是评价一个路桥施工企业是否具有现代化施工水平的重要标志[1],受到越来越多人的重视。而建设一个 优质的路桥工程需要工程师具备相关的技术水准和综合素质,他们既要对工程的功能性、美观性、结构特点等外在的一些特性进行研究分析,又要充分掌握路桥建筑的结构构造、施工特点、建筑材料特性等技术指标,只有从基本原理的层面研究路桥建筑的技术现状和发展趋势,为路桥甚至整个建筑事业的发展探明前进的方向,才能使其向更高科技含量,更节能环保,更低的材料和施工成本挺进。面对当今激烈的市场竞争,以及钢纤维施工技术上的瓶颈,我们必须转变思想观念,在不断改进和创新施工技术的同时,要充分利用现有资源,对其进行优化配置,发挥现有资源的最大价值,使刚纤维混凝土施工这一路桥建筑的核心施工技术能够安全并且保质保量的进行。笔者对当前我国钢纤维混凝土施工技术的应用现状进行了详细分析,阐述了施工过程中的一些利弊,并对钢纤维混凝土施工技术的未来发展进行了展望。
2.我国钢纤维混凝土施工技术在路桥施工的应用现状
1)钢纤维混凝土施工技术发展概述。钢纤维混凝土时在普通混凝土中参入杂乱分布的短钢筋纤维而形成的一种新的复合材料。混凝土内部加入的短钢能够有效的减少混凝土内部微裂纹的扩展和宏观缺陷的形成,极大的改善混凝土的抗拉、抗弯、韧性、塑性、抗疲劳、抗冲击等机械力学性能,使其应用更加广泛。当有外力作用在水泥基料的宏观或者围观微裂纹处时,基料和短钢纤维是同时受力的,由于材料的性能不同会导致基料首先开裂,当基料开裂后受力情况发生改变,大部分力将作用短钢纤维,此作用增加了建筑物的结构强度。但是随着受力的增加,当外力达到钢纤维的抗拉强度时,短刚纤维将出现变形,是路桥建筑物的结构不再稳定,最终导致结构的损坏。在此要着重说明刚纤维混凝土与普通混凝土具有的一些优点:○1强度更大,重量更轻;○2抗拉强度、抗弯强度、抗压强度明显增加;○3抗挠曲的能力显著增强;○4疲劳强度和抗开裂性显著提高;○5抗压性和抗冲击性增强;○6耐磨性、低温性能、抗热应力腐蚀疲劳性能更好;○7耐磨性和抗剪应力的能力更强。
2)桥面铺设中的应用[2]。路桥桥面一般对强度、抗震(尤其是共振)、抗拆、抗冲击等性能指标要求相当严格,尤其是近年来兴起的中国高铁路桥桥面的建设,对质量的要求甚至近于苛刻。一般的混凝土无法满足需要,短刚纤维混凝土的使用有效的解决了这一难题。经过多方专家多次实验验证,这种材料在路桥桥面的运用兼具舒适性和耐用性。与传统钢筋混凝土材料相比,可有效的加强包括桥面的刚度、抗压、抗震等机械、力学、热学、腐蚀学等在内的各个方面的性能,更重要的是减少了桥身的自重,延长其使用年限。
3)路桥结构加固中的应用。路桥桥体加固中当采用喷射机对桥体表面棚舍5至20毫米厚的短钢纤维混凝土材料时,对修补因为动载荷而导致的桥身材料脱落极为有效,无论是表面腐蚀脱落、桥梁桥墩还是桥面出现的裂痕均起到了不错的效果。这不仅保护表面还加固了原有的桥梁结构,防止了进一步的破坏。目前常用钢纤维混凝土中短钢纤维的参入比例为1比100,并使用剪切的方法对钢纤维进行调整。值得注意的是,可使用速凝剂或者硫鋁酸盐提高材料施工前期地抗裂性能。
4)桩基础加强中的应用。钢纤维混凝土在桩基加强时的优势是能够使桩的打击速度和质量得到大幅度的提升。其原理是此种材料使桩顶部的抗打击性和韧性有效的加强,在保护自身难以被破坏的同时增加了桩顶的入土能力。因此当前绝大数路桥桩基的施工均采用短钢纤维混凝土来加强桩顶和桩尖的局部硬度,此种方法可有效的改进桩顶的穿透性,减少打击速度和次数,降低工人的工作强度,间接的为项目工程节约可观的施工费用。好钢用在刀刃上,为了降低施工成本,除了桩顶和桩尖以外的部位仍然采用传统的预应力混凝土或者非预应力钢筋混凝土进行浇筑,而不会全部采用短钢纤维混凝土或者全断面的整体施工的方式。
5)边坡加固与隧道衬砌中的应用。喷射钢纤维混凝土施工十分适合隧道的砌衬,这能很好的保证砌衬的完整性和强度,还能简化隧道的防水防渗设施,是一个一举两得的有效方法。及时对于一些结构松散的边坡岩石缝隙,也可采取先建立普通混凝土支架在使用这种施工方法。
3 钢纤维混凝土在道路施工中的应用
因为钢纤维混凝土的一系列优良性能,使其广泛应用于各种道路的施工过程。使用钢纤维混凝土材料的道路具有节省材料、施工过程简单(不用或者很少的伸缩缝)、良好的低温性能和耐磨性能,路面寿命相比普通路面至少替身百分之五十左右。下面是使用钢纤维混凝土作为原料的几种路面[3]:
1)全截面路面。路面均采用钢纤维混凝土材料,毫无疑问这种路面的质量相当优异。其厚度仅为普通路面的百分之五十至百分之六十左右,钢纤维的含量范围是百分之零点八至百分之一点二之间。
2)复合式路面。目前主要有双层和三层复合式路面。共同特点是下面几层采用普通混凝土,最后使用短钢纤维混凝土加强道路表面的方式。
3)碾压式路面。顾名思义,在路面碾压时向混凝土中加入适量的短钢纤维,这对于成本控制严格,资金紧缺,而路面要求不高的道路项目十分合适。
参考文献
[1] 王强.浅析公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用[J].黑龙江交通科技,2011(3):60-62.
[2] 孟玉梅.公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用探究[J].黑龙江交通科技,2011(8):48-50.
[3] 鲁强.浅谈路桥施工中钢纤维混凝土应用技术[J].科技创新导报,2012(17).
(作者单位:湖南路桥建设集团有限责任公司)
关键词:钢纤维;施工技术;路桥施工;市政工程
1.引言
现代信息技术的高速发展、新型城市化道路的推进以及人民群众对出行质量的需求也越来越高,使我国对基础设施的要求越来越高,特别是近些年经常出现的一些重大道路桥梁破损事故,使我们认识到加强路桥施工技术的改进必须和施工监管同步进行。众所周知,钢纤维混凝土材料的发明和应用对建筑行业来说可以说是革命性的,其也被很多建筑同行认为是评价一个路桥施工企业是否具有现代化施工水平的重要标志[1],受到越来越多人的重视。而建设一个 优质的路桥工程需要工程师具备相关的技术水准和综合素质,他们既要对工程的功能性、美观性、结构特点等外在的一些特性进行研究分析,又要充分掌握路桥建筑的结构构造、施工特点、建筑材料特性等技术指标,只有从基本原理的层面研究路桥建筑的技术现状和发展趋势,为路桥甚至整个建筑事业的发展探明前进的方向,才能使其向更高科技含量,更节能环保,更低的材料和施工成本挺进。面对当今激烈的市场竞争,以及钢纤维施工技术上的瓶颈,我们必须转变思想观念,在不断改进和创新施工技术的同时,要充分利用现有资源,对其进行优化配置,发挥现有资源的最大价值,使刚纤维混凝土施工这一路桥建筑的核心施工技术能够安全并且保质保量的进行。笔者对当前我国钢纤维混凝土施工技术的应用现状进行了详细分析,阐述了施工过程中的一些利弊,并对钢纤维混凝土施工技术的未来发展进行了展望。
2.我国钢纤维混凝土施工技术在路桥施工的应用现状
1)钢纤维混凝土施工技术发展概述。钢纤维混凝土时在普通混凝土中参入杂乱分布的短钢筋纤维而形成的一种新的复合材料。混凝土内部加入的短钢能够有效的减少混凝土内部微裂纹的扩展和宏观缺陷的形成,极大的改善混凝土的抗拉、抗弯、韧性、塑性、抗疲劳、抗冲击等机械力学性能,使其应用更加广泛。当有外力作用在水泥基料的宏观或者围观微裂纹处时,基料和短钢纤维是同时受力的,由于材料的性能不同会导致基料首先开裂,当基料开裂后受力情况发生改变,大部分力将作用短钢纤维,此作用增加了建筑物的结构强度。但是随着受力的增加,当外力达到钢纤维的抗拉强度时,短刚纤维将出现变形,是路桥建筑物的结构不再稳定,最终导致结构的损坏。在此要着重说明刚纤维混凝土与普通混凝土具有的一些优点:○1强度更大,重量更轻;○2抗拉强度、抗弯强度、抗压强度明显增加;○3抗挠曲的能力显著增强;○4疲劳强度和抗开裂性显著提高;○5抗压性和抗冲击性增强;○6耐磨性、低温性能、抗热应力腐蚀疲劳性能更好;○7耐磨性和抗剪应力的能力更强。
2)桥面铺设中的应用[2]。路桥桥面一般对强度、抗震(尤其是共振)、抗拆、抗冲击等性能指标要求相当严格,尤其是近年来兴起的中国高铁路桥桥面的建设,对质量的要求甚至近于苛刻。一般的混凝土无法满足需要,短刚纤维混凝土的使用有效的解决了这一难题。经过多方专家多次实验验证,这种材料在路桥桥面的运用兼具舒适性和耐用性。与传统钢筋混凝土材料相比,可有效的加强包括桥面的刚度、抗压、抗震等机械、力学、热学、腐蚀学等在内的各个方面的性能,更重要的是减少了桥身的自重,延长其使用年限。
3)路桥结构加固中的应用。路桥桥体加固中当采用喷射机对桥体表面棚舍5至20毫米厚的短钢纤维混凝土材料时,对修补因为动载荷而导致的桥身材料脱落极为有效,无论是表面腐蚀脱落、桥梁桥墩还是桥面出现的裂痕均起到了不错的效果。这不仅保护表面还加固了原有的桥梁结构,防止了进一步的破坏。目前常用钢纤维混凝土中短钢纤维的参入比例为1比100,并使用剪切的方法对钢纤维进行调整。值得注意的是,可使用速凝剂或者硫鋁酸盐提高材料施工前期地抗裂性能。
4)桩基础加强中的应用。钢纤维混凝土在桩基加强时的优势是能够使桩的打击速度和质量得到大幅度的提升。其原理是此种材料使桩顶部的抗打击性和韧性有效的加强,在保护自身难以被破坏的同时增加了桩顶的入土能力。因此当前绝大数路桥桩基的施工均采用短钢纤维混凝土来加强桩顶和桩尖的局部硬度,此种方法可有效的改进桩顶的穿透性,减少打击速度和次数,降低工人的工作强度,间接的为项目工程节约可观的施工费用。好钢用在刀刃上,为了降低施工成本,除了桩顶和桩尖以外的部位仍然采用传统的预应力混凝土或者非预应力钢筋混凝土进行浇筑,而不会全部采用短钢纤维混凝土或者全断面的整体施工的方式。
5)边坡加固与隧道衬砌中的应用。喷射钢纤维混凝土施工十分适合隧道的砌衬,这能很好的保证砌衬的完整性和强度,还能简化隧道的防水防渗设施,是一个一举两得的有效方法。及时对于一些结构松散的边坡岩石缝隙,也可采取先建立普通混凝土支架在使用这种施工方法。
3 钢纤维混凝土在道路施工中的应用
因为钢纤维混凝土的一系列优良性能,使其广泛应用于各种道路的施工过程。使用钢纤维混凝土材料的道路具有节省材料、施工过程简单(不用或者很少的伸缩缝)、良好的低温性能和耐磨性能,路面寿命相比普通路面至少替身百分之五十左右。下面是使用钢纤维混凝土作为原料的几种路面[3]:
1)全截面路面。路面均采用钢纤维混凝土材料,毫无疑问这种路面的质量相当优异。其厚度仅为普通路面的百分之五十至百分之六十左右,钢纤维的含量范围是百分之零点八至百分之一点二之间。
2)复合式路面。目前主要有双层和三层复合式路面。共同特点是下面几层采用普通混凝土,最后使用短钢纤维混凝土加强道路表面的方式。
3)碾压式路面。顾名思义,在路面碾压时向混凝土中加入适量的短钢纤维,这对于成本控制严格,资金紧缺,而路面要求不高的道路项目十分合适。
参考文献
[1] 王强.浅析公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用[J].黑龙江交通科技,2011(3):60-62.
[2] 孟玉梅.公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用探究[J].黑龙江交通科技,2011(8):48-50.
[3] 鲁强.浅谈路桥施工中钢纤维混凝土应用技术[J].科技创新导报,2012(17).
(作者单位:湖南路桥建设集团有限责任公司)