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1、桥面铺装层混凝土掺入钢纤维工程应用【摘要】结合某大桥桥面铺装层混凝土工程，阐述了钢纤维混凝土的特性及其工作机理。在桥面铺装层混凝土中掺用钢纤维能够增强其抗拉、抗折、抗渗、抗冲击能力，并起到阻裂增韧的作用。对该桥桥面铺装层混凝土掺用钢纤维后的配合比进行了试验设计，现场试验和观测结果表明，对该桥桥面铺装层混凝土掺用钢纤维进行改性是非常有益的，该桥桥面铺装层钢纤维混凝土工程的设计和施工是成功的。【关键词】桥面铺装混凝土；钢纤维；工程应用1.前言随着我国经济的快速发展，交通流量日益增长，桥梁工程中桥面铺装层混凝土过早地出现裂缝，由于渗水及车辆的
2、反复作用，日积月累，桥面铺装层混凝土遭受严重破坏，这直接危及梁体正常功能的使用，甚至导致梁体毁坏，影响交通安全。对桥面铺装层的裂缝要及时、有效地进行维护，以保证行车安全和桥梁使用寿命。钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短纤维所形成的一种新型建筑材料（简称SFRC）,它能显著提高混凝土的抗拉、抗剪、抗折强度和抗裂、抗冲击、抗疲劳、抗震及裂后延性等性能，因此钢纤维在现代桥梁的桥面铺装层混凝土中的应因而用日益得到重视和推广。1.钢纤维混凝土的基本性能(1)钢纤维混凝土的抗压强度和早期抗压强度均比普通混凝土有所提髙。钢纤维掺量为30〜9
3、0Kg/m3时比25〜50号普通混凝土强度提高5%〜20%左右；钢纤维混凝土的弯拉强度比普通混凝土提高约20%〜50%。钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度比普通混凝土提高20%〜40%左右。钢纤维混凝土的耐磨性能比普通混凝土提高约40%o与普通混凝土一样，随着混凝土标号的提髙，钢纤维混凝土的耐磨性能也随之提高，随着钢纤维掺量的增加，混凝土的磨损率有所降低，耐磨性能有所增强。(2)钢纤维水泥砂浆试板掺量为30Kg/m3,,其裂缝长度为基准试板的58%,其收缩裂缝总量为基准试板的38%O相同水灰比的水泥砂浆内，掺30、45、60、75、90Kg/m
4、3耐钢纤维的水泥砂浆的收缩裂缝总量与基准砂浆收缩裂缝总量之比数据分析可知：水泥砂浆的裂缝总量随着钢纤维掺量的增加而减少。(3)钢纤维混凝土在冲击荷载作用下的抗裂性能随钢纤维掺量增加而提高，与普通混凝土相比，其冲击抗裂性能可提高3〜4倍。2.工程实例保阜高速是连接晋冀交通的主干道之一，交通繁忙，随着重型车流量增多，桥面铺装层产生许多裂缝，北流河大桥桥面破坏尤其严重，曾采用沥青罩面进行维护，可是经过一段时间使用后，又出现了裂缝、坑洞等病害。2010年北流河大桥桥面铺装层进行改造，凿除旧桥面铺装层，采用钢纤维钢筋混凝土+沥青混凝土作为桥面铺装
5、层。1.钢纤维钢筋混凝土在北流河大桥桥面铺装层中的应用4.1铺装层结构设计：4〜14cm钢纤维混凝土+7cm沥青混凝土。钢纤维混凝土设计强度等级为C40、抗折5.5MPa。4.2材料：控制好原材料质量，才能保证钢纤维混凝土质量。(1)钢纤维：钢纤维表面应洁净无锈。选用石家庄开华纤维厂生产的铳削异型钢纤维，长30mm,长径比为40〜70,其抗拉强度2380Nmm,刚度较大，散落性好，搅拌时较均匀，与基体的粘结性能良好，增强效果佳。(2)水泥：选用太行山牌Po525#普通硅酸盐水泥。经检验，其28天抗压强度为64.5MPa,抗折强度为8.9
6、MPa,安全性、细度、凝结时间等指标均符合规范要求。(3)粗集料：在各种不同纤维率下，粗骨料粒径对抗折强度的影响的试验表明，当粗骨料粒径为纤维度的12时，所获得的增强效果最佳，因而粗骨料粒径不应大于20mm,选用5〜20mm花岗岩碎石。我们对粗集料的要求较高，到石料场加工定货，其规格要求在5〜20mm内，不能超标。经抽样检测，其含泥量为0.1%；针片状含量为8.2%；压碎值为10.6%,均符合规范要求。(1)细集料：选用大沙河中砂。经抽样检测，其含泥量为0.2%,符合混凝土用砂标准。(2)水：不得采用河水，选用深井水。(3)外加剂：当将
7、钢纤维掺到混凝土拌合料中时，随着纤维率的提高，其稠度显著降低。为了得到所需稠度,增加单位用水量影响钢纤维混凝土强度质量，因而使用优质减水剂是有效途径。同时为了提高混凝土早期强度，提早开放交通，采用山西黄腾髙效减水剂，经试验其减水率达20%,混凝土7天抗压强度提高28%,为提早开放交通提供了有利条件。4.3SFRC配合比设计。(1)用在桥面铺装层的钢纤维混凝土配合比设计，应满足设计要求的抗压强度、抗折强度要求，同时要满足施工要求的均匀性、和易性、经济性要求。钢纤维掺量宜在1%〜2%范围内。每立方米水泥用量宜为360Kg〜450Kg,最大不
8、超过500血。经几种配合比方案比较，选用的配合比见表lo与普通混凝土相比，钢纤维混凝土的含砂率较高，水泥用量较大。(1)施工中每台班抗压、抗折试块各留1组到2组，并与桥面同条件养护。对钢纤维混凝土试块进行强
