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混凝土專用鋼纖維

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詳細信息

1 前言

隨著我國西部的大開發，溝通東部與西部的交通走廊必須暢通，這樣，廣東省所處的中部地區的交通建設，必將大規模的發展，所以該省的高等級公路建設也將迎來一個快速發展的時期，隨著中西部地區的開放與發展，經濟的增長，公路運輸大型集裝箱載重車的日益增多。這樣，就對高等級公路的橋面鋪裝的抗裂、耐磨性、韌性等指標提出更高的要求，延長橋面鋪裝的修補周期。目前，從高速公路相對發達的地區的經驗來看，越來越多的鋼纖維混凝土被用于橋面鋪裝。

2 概況

綱纖維增強鋼筋網混凝土是由鋼筋、鋼纖混凝土復合而成的高性能混凝土材料，簡稱為SFRC，具有比鋼筋混凝土更為優良的抗拉性能、抗裂度、韌性和承載力。七十年代以來，國內外都在積極研究開發，并在公路、機場、橋梁、建筑等工程領域得到廣泛的應用。從國內現有公路來看，瀝青混凝土橋面往往最先破壞，維修最頻。實踐證明，鋼纖維增強鋼筋混凝土將大大提高橋面的抗裂度、耐磨耐久性，延長橋梁的使用壽命，減少維修次數，而其造價并不比瀝青混凝土橋面高。因此，從長遠來看，鋼纖維增強鋼筋混凝土橋面鋪裝有著良好的經濟效益。京珠高速公路廣珠段工程中，橋面鋪裝采用了鋼纖維增強鋼筋混凝土（SFRC），筆者有幸參加了其中的橫瀝特大橋的現場施工監理工作，親歷了鋼纖維施工的前前后后，對SFRC施工已有了詳細的了解，現將其施工設計、施工工藝等作詳細的介紹，以供我省同行共同探討。橫瀝特大橋為大跨徑連續剛構橋，引橋為預應利50米和30米T梁，全長2862米。采用雙幅分離式結構，雙向6車道，每幅橋面凈寬為14.75米，設計橋面鋪裝厚度為8厘米，鋼纖維增強混凝土面積為42214.5平方米，為確保橋面鋪裝的施工質量，業主、總監辦在SFRC的施工過程中，就其配合比設計、投料、攪拌工藝、保證平整度工藝、刻槽等方面，作了研究和試驗。

3 SFRC的設計

設計文件規定橋面鋪裝的控制標準內，抗折強度為5Mpa，抗壓強度大于35 Mpa，借鑒廣東省其他項目鋼纖維增強鋼筋混凝土橋面鋪裝的經驗，業主、總監辦、施工單位做了以下幾方面的工作：

3.1 材料

3.1.1 鋼纖維選用重慶凌豪工貿有限公司生產的30毫米的強抗構鋼扭曲型鋼纖維LHF32類型，通過施工實踐表明，該類型鋼纖維剛度略大一些（現場判別，用手折90°，反復5～6次才斷裂），散落性好，利于施工，攪拌時較均勻。水泥：選用粵秀牌525普通硅酸鹽水泥。

3.1.2 粗集料粗集料粒徑以纖維長度的一半為宜，采用10～20mm石料，針片狀顆粒含量不大于7%，含泥量不大于0.2%。

3.1.3 細集料選用優質中砂，砂的細度模數2.3～2.8，含泥量不大于0.5%。水：自來水或干凈的河水。

3.1.4 外加劑為了提高混凝土的和易性，提高密實度和早期強度，采用湛家江產的FDN-2H減水劑。

3.2 SFRC的配合比設計

3.2.1 橋面鋪裝層，綱纖維混凝土配合比設計，應滿足設計要求的抗壓強度，抗折強度和施工和易性，按照《鋼纖維混凝土試驗方法》進行試配，并考慮以下原則：

（1）鋼纖維體積率：Vf＝1.0%

（2）砂率：較普通混凝土有所增大，本工程取值為46%，也可按以下公式估算：Sfr＝Scr+10Vf，式中：SFR為SFRC的砂率（%），Scr為普通混凝土的砂率，Vf為鋼纖維的體積。

（3）水灰比：W/C=0.43，一般為0.40～0.45范圍。

（4）用水量：用水量是決定施工和易性的關鍵，在考慮鋼纖維混凝土和易性時，不能象普通混凝土一樣，只考慮坍落度，因為鋼纖維混凝土在振搗前后工作性能相差很大，應以維勃指數VC（秒）來評價其工作性能。

（5）水泥用量：在鋼纖維混凝土中，水泥用量要比普通混凝土大采用每立方米混凝土水泥用量大于400kg。

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