钢纤维混凝土在钢筋混凝土
钢纤维混凝土应用规范

钢纤维混凝土应用规范一、前言钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete,SFRC)是一种在普通混凝土中加入钢纤维后制成的一种新型材料。
相对于普通混凝土,钢纤维混凝土具有更好的抗拉性能、抗裂性能和耐久性能。
本文旨在规范钢纤维混凝土的应用,提高钢纤维混凝土的施工质量和使用效果。
二、材料(一)水泥钢纤维混凝土中所使用的水泥应符合GB175-2007《普通硅酸盐水泥》的要求。
(二)骨料骨料应选用符合GB/T14685-2011《普通混凝土用粗细骨料》的要求。
(三)钢纤维钢纤维应选用符合GB/T24242-2009《钢纤维混凝土用钢纤维》的要求。
(四)掺合料掺合料应选用符合GB/T8074-2008《混凝土掺合料》的要求。
(五)水水应选用清洁、无机物、无杂质的自来水或符合GB/T14848-2017《混凝土用水》的要求。
三、施工技术(一)搅拌钢纤维混凝土的搅拌应采用机械搅拌方式,搅拌时间不少于120秒。
(二)浇筑浇筑时应采用震动棒进行震动,浇筑厚度不宜大于200mm。
(三)养护浇筑后应及时进行养护,养护时间不少于7天,养护期间应注意控制温度和湿度,防止裂缝产生。
四、应用范围(一)楼板、地面钢纤维混凝土可用于楼板、地面等水平结构的施工中,能够提高楼板、地面的抗裂性能和承载能力。
(二)隧道、地下室钢纤维混凝土可用于隧道、地下室等地下结构的施工中,能够提高结构的抗裂性能和耐久性能。
(三)桥梁、隧道衬砌钢纤维混凝土可用于桥梁、隧道衬砌等结构的施工中,能够提高结构的抗震性能和耐久性能。
五、质量要求(一)抗压强度钢纤维混凝土的28天抗压强度应不低于C20。
(二)抗拉强度钢纤维混凝土的拉伸强度应符合GB/T50081-2002《混凝土结构设计规范》的要求。
(三)抗裂性能钢纤维混凝土的抗裂性能应符合GB/T50082-2009《混凝土抗裂性能试验方法》的要求。
(四)耐久性能钢纤维混凝土的耐久性能应符合GB/T50082-2009《混凝土抗裂性能试验方法》的要求。
钢纤维混凝土

钢纤维混凝土在混凝土拌合物中,掺入适量的钢纤维,可配成一种既可浇筑又可喷射的特种混凝土,这就是钢纤维混凝土。
与普通混凝土相比,钢纤维混凝土抗拉、抗弯强度及耐磨、耐冲击、耐疲劳、韧性和抗裂、抗爆等性能都可得到提高。
因为大量很细的钢纤维均匀地分散在混凝土中,与混凝土接触的面积很大,因而,在所有的方向,都使混凝土的强度得到提高,大大改善了混凝土的各项性能。
1.钢纤维的基本要求(1)钢纤维的强度钢纤维混凝土破坏时,发现往往是钢纤维被拉断,这不是因为钢纤维抗拉强度不足,而是因为其韧性不足造成的。
因此,要提高其韧性。
如果材料通过淬火或其他急冷硬化方法获得,尽管其抗拉强度较高,但质地较脆,在搅拌过程中易被折断,反而会降低强化效果。
因此,只要不是易脆断的钢材,通常强度较高的纤维可满足要求。
一般钢纤维的抗拉强度不得低于380MPa。
当工程有特殊要求时,钢纤维抗拉强度可由需方根据技术与经济条件提出。
(2)钢纤维的尺寸和形状钢纤维的尺寸,主要由强化特性和施工难易性决定。
钢纤维如太粗或太短,其强化特性差,如过细或过长,则在搅拌时容易结团。
为了增强钢纤维同混凝土之间的粘结强度,常采用增大表面积或将纤维表面加工成凹凸形状,按外形可为平直形、波浪形、压痕形、扭曲形、端钩形、大头形等,见图1。
按横截面可为圆形、矩形、月牙形及不规则形等。
图1 钢纤维的外形钢纤维的标称长度指钢纤维两端点之间的直线长度,其尺寸可为15~60mm。
钢纤维截面的直径或等效直径宜在0.3~1.2mm。
钢纤维长径比或标称长径比宜在30~100。
钢纤维混凝土结构对钢纤维几何尺寸参数的要求宜符合表1的规定。
钢纤维几何参数采用范围表1注:钢纤维的等效直径是指非圆形截面换算成圆形截面的直径。
2.钢纤维的种类和特征钢纤维的种类、制造方法及特征见表2。
钢纤维的抗拉强度见表3。
从各类钢纤维对混凝土的增强效果来看,则以切断纤维、冷轧钢板剪切纤维和加工硬度较大的铣削纤维比较好。
钢纤维混凝土的应用与研究

钢纤维混凝土的应用与研究一、引言钢纤维混凝土是一种新型的建筑材料,其具有高强度、高韧性、高耐久性等优点,因此在建筑行业中得到了广泛的应用。
本文将从钢纤维混凝土的定义、性能、应用领域、施工与试验等方面进行详细介绍和研究。
二、钢纤维混凝土的定义钢纤维混凝土是在混凝土中加入一定量的钢纤维,使混凝土具有更好的抗拉强度和韧性。
钢纤维混凝土可以分为两种类型,一种是钢筋混凝土,另一种是钢纤维增强混凝土。
钢筋混凝土是在混凝土中加入钢筋,增强混凝土的抗拉性能,而钢纤维增强混凝土是在混凝土中加入钢纤维,增强混凝土的抗拉性能和韧性。
三、钢纤维混凝土的性能1.高强度:钢纤维混凝土具有比普通混凝土更高的抗拉强度和抗压强度。
2.高韧性:钢纤维混凝土具有比普通混凝土更好的韧性,能够在受到冲击或震动时不易破裂。
3.高耐久性:钢纤维混凝土具有比普通混凝土更好的耐久性,能够长时间地保持其强度和韧性。
4.施工性能好:钢纤维混凝土的施工性能比较好,能够适应不同的构造形式和施工环境。
四、钢纤维混凝土的应用领域1.工业建筑:钢纤维混凝土可以用于各种工业建筑的地面、墙体和屋顶等部分,具有较好的耐磨性和承重能力。
2.公路和桥梁:钢纤维混凝土可以用于公路和桥梁的路面、桥墩和桥梁板等部分,具有较好的抗冲击性和耐久性。
3.隧道工程:钢纤维混凝土可以用于隧道工程的衬砌、地面和顶板等部分,具有较好的防火性能和耐久性。
4.水利工程:钢纤维混凝土可以用于水利工程的水泵房、水箱和水塔等部分,具有较好的防水性能和耐久性。
五、钢纤维混凝土的施工与试验1.施工流程:钢纤维混凝土的施工流程与普通混凝土的施工流程类似,包括原材料的搅拌、浇注、养护等步骤。
2.试验方法:钢纤维混凝土的试验方法包括抗压强度试验、抗拉强度试验、韧性试验等。
这些试验可以通过国家标准进行。
六、结论钢纤维混凝土是一种新型的建筑材料,具有较好的性能和应用前景。
随着建筑行业的不断发展,钢纤维混凝土的应用将会越来越广泛。
道路桥梁施工钢纤维混凝土技术应用_4

道路桥梁施工钢纤维混凝土技术应用发布时间:2022-07-25T05:49:47.303Z 来源:《工程建设标准化》2022年37卷6期作者:张琪琨[导读] 钢纤维混凝土作为一种新的土木工程施工材料,传统混凝土的基本性能以及较好的抗折性能、抗冲击性能、抗压性能它都同时具备,这些性能使其在道路桥梁施工中发挥很大作用。
张琪琨天元建设集团有限公司 276000 摘要:钢纤维混凝土作为一种新的土木工程施工材料,传统混凝土的基本性能以及较好的抗折性能、抗冲击性能、抗压性能它都同时具备,这些性能使其在道路桥梁施工中发挥很大作用。
而在道路路面、桥梁路面以及道桥局部加固等几个环节中都应用了钢纤维混凝土技术,对提高道路桥梁工程质量有明显效果。
本文先分析钢纤维混凝土技术的概念,,并围绕钢纤维混凝土要求及配比展开讨论,最后深入阐述了钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的具体应用,以期为今后的有关研究提供一些可以参考的依据。
关键词:钢纤维混凝土;道路桥梁;技术应用1钢纤维混凝土概念作为一种混凝土材料的升级,钢纤维混凝土主要是钢纤维和混凝土结合形成的一种新材料。
混凝土结构容易在受到外界荷载挤压而出现变形的问题,对后期道路桥梁的使用和维护会产生一定的不良影响。
通过在混凝土中融入钢纤维可以将凝固后的混凝土强度、延展性显著提升,有助于提升混凝土结构整体质量。
在混凝土结构中融入不同的钢纤维能够得到不同的结果,无论是强度还是硬度都会存在一定差异性。
通常可以在混凝土结构中加入切断型钢纤维、剪切型钢纤维、铣削型钢纤维和熔抽型钢纤维,不同钢纤维的特点存在一定的差别,比如切断型钢纤维的原料主要为小直径冷拔钢丝,切断钢丝后将其融入到混凝土结构中,从而将混凝土结构的抗拉强度显著提升,加工中主要使用切刀、冲床等设备。
2钢纤维混凝土要求及配比2.1钢纤维混凝土路面施工的要求在实施道路桥梁项目的过程中,由于该材料有极快的固化速度,所以在浇筑或摊铺的环节中,必须要加强质量管理和控制。
纤维混凝土的类型

纤维混凝土的类型引言:纤维混凝土是一种通过在混凝土中添加纤维材料来增强其性能和耐久性的工程材料。
纤维混凝土具有较高的韧性、抗裂性和耐久性,被广泛应用于各种建筑和基础设施工程中。
本文将介绍几种常见的纤维混凝土类型,包括钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和玻璃纤维混凝土。
一、钢纤维混凝土钢纤维混凝土是将钢纤维添加到混凝土中,以增强其抗拉强度和抗冲击性能。
钢纤维可以是直径为0.25-0.75mm的钢丝或钢纤维束。
钢纤维混凝土广泛应用于地下工程、隧道、桥梁和机场跑道等需要抗震、抗裂和耐久性的工程中。
钢纤维的添加可以有效地控制混凝土的裂缝扩展,提高混凝土的抗冲击性能。
二、聚丙烯纤维混凝土聚丙烯纤维混凝土是将聚丙烯纤维添加到混凝土中,以改善其韧性和抗裂性能。
聚丙烯纤维是一种具有较高拉伸强度和抗化学腐蚀性能的合成纤维材料。
聚丙烯纤维混凝土广泛应用于地面工程、地下结构和水利工程中。
聚丙烯纤维的添加可以有效地防止混凝土的裂缝扩展,提高混凝土的韧性和抗冲击性能。
三、玻璃纤维混凝土玻璃纤维混凝土是将玻璃纤维或玻璃纤维布添加到混凝土中,以增强其抗拉强度和耐久性。
玻璃纤维是一种具有较高拉伸强度和抗腐蚀性能的无机纤维材料。
玻璃纤维混凝土广泛应用于建筑外墙、隔墙和预制构件等工程中。
玻璃纤维的添加可以有效地增加混凝土的抗拉强度,提高混凝土的耐久性。
结论:纤维混凝土通过添加纤维材料来改善混凝土的性能和耐久性。
钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和玻璃纤维混凝土是常见的纤维混凝土类型。
钢纤维混凝土用于抗震、抗裂和耐久性要求较高的工程;聚丙烯纤维混凝土用于改善混凝土的韧性和抗裂性能;玻璃纤维混凝土用于增强混凝土的抗拉强度和耐久性。
纤维混凝土在建筑和基础设施工程中具有广泛的应用前景。
钢纤维水泥混凝土施工技术

浅谈钢纤维水泥混凝土施工技术摘要:钢纤维水泥混凝土路面旌工主要有施工准备、混凝土拌合物搅拌和运输、混凝土面层铺筑、混凝土的修整与养生、接缝、面层抗滑和养生等施工工序。
水泥混凝土摊铺主要有轨道式摊铺机摊铺和滑模式摊铺机摊铺两种方式。
关键词:钢纤混凝土路面施工工艺质量控制中图分类号:tu7 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2011)12(c)-0000-00在水泥沙浆或小骨料混凝土拌和物中加入适量钢纤维制成的混凝土。
钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。
这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成,显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,具有较好的延性。
1 施工准备工作施工前,应按设计规定划分混凝土板块,板块划分应从路口开始,必须避免出现锐角。
曲线段分块,应使横向分块线与该点法线方向一致。
直线段分块线应与面层胀、缩缝结合,分块距离宜均匀。
分块线距检查井盖的边缘,宜大于1m。
混凝土施工配合比已获监理工程师批准,搅拌站经试运转,确认合格。
模板支设完毕,检验合格。
混凝土摊铺、养护、成形等机具试运行合格。
钢筋安装前应检查其原材料品种、规格与加工质量,确认符合设计规定。
钢筋网、角隅钢筋等安装应牢固、位置准确。
钢筋安装后应进行检查,合格后方可使用。
传力杆安装应牢固、位置准确。
胀缝传力杆应与胀缝板、提缝板一起安装。
2 钢纤维水泥混凝土拌合运输(1)钢纤维水泥混凝土的拌合。
混凝土的搅拌时间应按配合比要求与施工对其工作性要求经试拌确定最佳搅拌时间。
每盘最长总搅拌时间宜为80~120s。
外加剂宜稀释成溶液,均匀加入进行搅拌。
混凝土应搅拌均匀,出仓温度应符合施工要求。
搅拌钢纤维混凝土,当钢纤维体积率较高,搅拌物较干时,搅拌设备一次搅拌量不宜大于其额定搅拌量80%。
钢纤维混凝土的投料次序、方法和搅拌时间,应以搅拌过程中钢纤维不产生结团和满足使用要求为前提,通过试拌确定。
钢纤维混凝土的性能机理与工程应用

钢纤维混凝土的性能机理与工程应用本文结合钢纤维混凝土的性能机理,对钢纤维混凝土的力学性能、耐久性、耐冻融性等多项性能进行分析,并结合现代钢纤维混凝土的实际应用和其独特的性能对其应用前景进行了展望。
钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete,简写为 SFRC)是在普通混凝土中掺入适量短钢纤维而形成的可浇筑、可喷射成型的一种新型复合材料。
它是近些年来发展起来的一种性能优良且应用广泛的复合材料。
近年来钢纤维混凝土在国内外得到迅速发展,它克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点,具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能,已在建筑、路桥、水工等工程领域得到应用。
1.钢纤维混凝土的性能研究1.1 钢纤维混凝土的力学强度1.1.1 抗压强度钢纤维混凝土虽受压强度增加不明显,但受压韧性却大幅度提高了。
这是由于钢纤维的存在,增大了试件的压缩变形,提高了受压破坏时的韧性。
从宏观上呈现,钢纤维混凝土受压破坏时,没有明显的碎块或崩落,仍保持这整体性。
1.1.2 抗剪强度钢纤维混凝土具有优异的抗剪性能,对提高钢筋混凝土结构抗剪能力有重要意义。
通常在钢筋混凝土的构件中,其抗剪承载力主要靠箍筋和弯起钢筋承担,这些筋多了,不仅要提高工程投资,而且施工很不方便,尤其对薄壁、抗震结构和复杂形状的特种结构,问题则尤为突出。
因此采用钢纤维混凝土是提高结构抗剪能力的有效途径。
1.1.3 抗弯强度钢纤维混凝土的抗弯强度,随着纤维掺量的增加而提高。
钢纤维混凝土等级提高,使抗弯强度提高明显。
在弯曲荷载作用下,钢纤维混凝土受拉区开裂,中性轴向上移,受拉区仍有部分纤维与基材的粘结力承受拉力,增加韧性,提高了混凝土的抗弯强度。
而普通混凝土则很快发生断裂,以致脆性破坏。
1.2 钢纤维混凝土的韧性和抗裂性韧性是在材料受压破坏前吸收能量的性质。
抗裂性是指钢纤维在脆性混凝土基体中减少裂缝和阻滞裂缝进一步发展的性质。
钢纤维掺入对混凝土管片局部力学性能的改善

靠 的试 验数 据及 资料 j . 本 研 究 在前 人 研究 的基 础 上 , 广州 地铁 盾 构 以 隧 道管 片 为对 象 , 用通 用 有 限元 软 件 A IA, 利 DN 采 用 简化 的钢 纤维混 凝 土计 算 方 法 , 讨 钢纤 维 的加 探 入对 混凝 土 管片局 部 力 学 性 能 的 改 善 , 以期 为 后 续 的钢纤维 混凝 土管 片试 验 提 供参 考 , 为钢 纤 维 混 也 凝 土管 片在 实际工 程 中的应 用提 供依 据.
掺入钢纤维能有效改善管片表面、 手孔和螺栓孔部位 的局部力学性能 ; 钢纤维混凝土管片
的初 裂荷 载 比普 通 混凝 土管 片提 高 1.% ~2. % , 明管 片的抗 裂性 能有较 大提 高. 33 27 说
关键词: 钢纤维; 混凝土; 盾构隧道 ; 管片; 力学性能
中图分类号 : 45 U 5 文献标识码 : A
大的拉应变是 当前钢筋混凝 土管片破损的主要原 因. 钢纤维掺人能明显提高混凝土的抗折 、 抗拉和抗 冲击 能力 J因此 , 钢 筋 混 凝 土管 片 中 掺 人 钢 纤 . 在
维, 可望能 改善混 凝 土 管 片 素混 凝 土 保 护层 的局 部
特征 决定 于基 体混 凝 土 的性 质 , 钢纤 维 的掺 人 并 没 有 显著 地 改变钢 纤 维 混凝 土 的宏 观 变形 、 伤 和破 损 坏 的本 质 特征 . 因此 , 只需将 普 通混凝 土本 构 的参数 进 行修 改就 可 以采 用 已有 的混凝 土本 构模 型来 描述 钢 纤维 混凝 土 的本构 行为 J .
力学性能 , 降低损坏率 , 提高管片的抗裂性能. 国外 已有应 用 钢 纤 维 混 凝 土 制 造 管 片 的 成 功 实 例 .
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钢纤维增强钢筋网混凝土(SFRC)在桥面铺装改造工程中的应用李永鳞(江苏扬子大桥股份有限公司江苏靖江214500)摘要:桥面铺装层常被设计和施工所忽视,往往造成桥面铺装开裂等病害,引起桥梁使用质量下降,成为桥梁结构安全隐患,降低使用寿命。
钢纤维混凝土作为桥面铺装材料及铺装层的修复材料是目前国内外纤维混凝土较为成功的领域,江阴大桥南接线引桥采用剪切异型钢纤维混凝土修复桥面铺装,成功解决了桥面铺装开裂、渗水等问题。
本文介绍了剪切异型钢纤维混凝土的优点、施工要求和使用效果。
关键词:钢纤维桥面铺装改造应用1 钢筋混凝土桥梁桥面铺装存在的问题桥面铺装层不是桥梁的主体结构,因而常被设计和施工所忽视,所以桥面铺装经常出现混凝土强度不足,发生裂缝、表面蜂窝、麻面等病害;同时,道路超载现象屡禁不止,桥面铺装层在重车荷载作用下容易开裂、破碎,引起混凝土渗水,腐蚀主梁混凝土,锈蚀钢筋,从而使桥梁的使用质量下降,使用寿命降低,严重的甚至造成桥梁的破坏。
桥面铺装层一旦损坏,修复非常麻烦,所以重视铺装结构,采用高质量的桥面铺装材料,保证桥面铺装的良好使用状态非常重要。
2 钢纤维增强钢筋网混凝土的优点、作用钢纤维混凝土作为桥面铺装材料以及铺装层的修复材料也是目前国内外纤维混凝土较为成功的领域。
钢纤维增强钢筋网混凝土是由钢筋、钢纤混凝土复合而成的高性能混凝土材料,简称为SFRC,研究表明,钢纤维混凝土具有比钢筋混凝土更为优良的抗拉性能、抗裂度,其耐磨性能,其韧性和疲劳性能为同等级普通混凝土的数倍,在公路、机场、桥梁、建筑等工程领域得到广泛的应用。
大量工程实践证明,钢纤维增强钢筋混凝土大大提高了桥面铺装的抗裂度、耐磨耐久性,延长桥梁的使用寿命。
采用钢纤维增强钢筋混凝土作为桥面铺装对于减少桥面铺装病害效果明显,有着良好的经济效益。
2.1钢纤维混凝土的力学强度2.1.1抗压强度钢纤维混凝土虽受压强度较普通混凝土增加不明显,但受压韧性却大幅度提高了。
这是由于钢纤维的存在,增大了试件的压缩变形,提高了受压破坏时的韧性。
从宏观上呈现,钢纤维混凝土受压破坏时,没有明显的碎块或崩落,仍保持这整体性。
2.1.2抗剪强度钢纤维混凝土具有优异的抗剪性能,对提高钢筋混凝土结构抗剪能力有重要意义。
通常在钢筋混凝土的构件中,其抗剪承载力主要靠箍筋和弯起钢筋承担,这些筋多了,不仅要提高工程投资,而且施工很不方便,尤其对薄壁、抗震结构和复杂形状的特种结构,问题则尤为突出。
因此采用钢纤维混凝土是提高结构抗剪能力的有效途径。
2.1.3抗弯强度钢纤维混凝土的抗弯强度,随着纤维掺量的增加而提高。
钢纤维混凝土等级提高,使抗弯强度提高明显。
在弯曲荷载作用下,钢纤维混凝土受拉区开裂,中性轴向上移,受拉区仍有部分纤维与基材的粘结力承受拉力,增加韧性,提高了混凝土的抗弯强度。
而普通混凝土则很快发生断裂,以致脆性破坏。
2.2钢纤维混凝土的韧性和抗裂性韧性是在材料受压破坏前吸收能量的性质。
抗裂性是指钢纤维在脆性混凝土基体中减少裂缝和阻滞裂缝进一步发展的性质。
钢纤维混凝土具有很好的韧性和抗裂性。
钢纤维混凝土的韧性随着钢纤维数量的增加而大幅度提高,同时与纤维和基材的粘结力有关。
基材强度提高,纤维混凝土的韧性也相应提高。
2.3钢纤维混凝土的抗冲击性能在动荷载作用下,钢纤维混凝土在裂缝扩展时,首先是钢纤维克服基材的粘结力而被拔出,或是钢纤维达到屈服强度而被拉断。
这都需要消耗大量的能量。
因此,钢纤维混凝土能提高抗冲击性能。
若采用剪切钢纤维制成试件,跨度为,钢纤维混凝土等级为CF55时,采用水泥硬练重锤冲击。
当纤维掺量为0.5%时,耐冲击次数为素混凝土的3—4倍;纤维掺量为1%时,耐冲击次数为11~12倍;纤维掺量为1.5%时,耐冲击次数为21—22倍。
可见,钢纤维混凝土的耐冲击性能随着纤维掺量的增加而大幅度提高。
2.4钢纤维混凝土的抗疲劳性能钢纤维明显改善了混凝土的弯曲疲劳性能。
若CF80钢纤维混凝土与普通混凝土相比,当钢纤维掺量为1%时,200万次疲劳极限可提高10%;当钢纤维掺量为1.5%时,疲劳极限可提高15%。
当疲劳应力比为0.7时,对钢纤维掺量1%的钢纤维混凝土,疲劳寿命可延长。
2.4钢纤维混凝土的抗冻融性能钢纤维混凝土在冻融循环过程中,由于温度的变化,在混凝土内形成温度应力场。
钢纤维混凝土的基体组成部分的热膨胀系数不同,在温度应力作用下变形不协调,导致在混凝土内部界面产生拉应力,影响了界面的黏结性状。
钢纤维体积率的增大,增加了混凝土内的界面,这些界面是混凝土的薄弱环节。
当冻融次数不大时,钢纤维与砂浆的黏结性状良好,钢纤维能有效地发挥阻裂增强作用,减少裂缝源的数量和裂缝的宽度。
所以,在冻融次数较低时,随钢纤维体积率的增加,使混凝土强度下降的幅度降低。
3 桥面铺装病害实例江阴大桥南接线引桥7×25m预应力连续箱梁桥在检查中发现梁体裂缝较多,箱梁底板有水渗出,进入箱室内,发现顶板底面存在较多裂缝,水迹明显,裂缝处混凝土多处有白色析出物,显然,桥面铺装已损坏,裂缝已裂穿顶板,梁体渗水腐蚀桥梁混凝土和钢筋,危害桥梁结构安全。
为确保桥梁安全,在对桥梁进行整体加固的同时,对桥面铺装进行了改造,凿除原调平层,铺设8cm. 钢纤维混凝土,以阻止水对主梁钢筋混凝土的侵袭。
4 桥面铺装改造方案4.1桥面改造方案的选择目前桥面改造可选择的方案有普通钢筋混凝土、聚合物混凝土、钢纤维混凝土等。
普通钢筋混凝土价格虽最便宜,其使用性能却最差,江阴大桥南接线引桥7×25m预应力连续箱梁桥1999年通车后仅5年就发现桥面铺装破损严重;而钢纤维市场价格约4000元~7000元/吨,按照1%的~2%的添加量,钢纤维混凝土约比普通钢筋混凝土价格高20%上下,但使用性能却大不相同;聚合物混凝土用于混凝土薄层修补,有成功也有失败的事例,而且价格较高,仅聚合物砂浆市场价就达3000元/吨。
根据以上分析结合桥梁检测情况,提出桥面铺装改造方案:清除旧桥面铺装,混凝土裂缝灌浆处理,对混凝土缺陷用环氧砂浆修复;通过顶板顶面混凝土植筋后焊接,铺设Ф12钢筋网,刷涂混凝土界面剂,浇筑8cm钢纤维混凝土,喷涂聚合物沥青防水层后摊铺SMA-13沥青混凝土路面。
5 SFRC配合比设计5.1 SFRC桥面铺装设计要求本工程采用剪切异型钢纤维混凝土,同时适当考虑早强、微膨胀。
钢纤维增强钢筋网混凝土桥面铺装控制标准为:混凝土标号为C50,3d达到如下指标1.混凝土达到设计强度的70%;2.混凝土抗拉强度大于5.0 Mpa;3. 混凝土抗折强度大于4.0 Mpa,钢纤维混凝土采用商品混凝土,坍落度为15cm为宜。
5.2原材料选用(1)钢纤维剪切异型钢纤维,单丝抗拉强度不低于600 Mpa。
(2)UEA-H混凝土膨胀剂UEA-H混凝土膨胀剂为多功能外加剂,兼有早强和减水功能,无须添加其他外加剂。
UEA-H 混凝土膨胀剂除应满足《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119—2003)的要求,其在混凝土水中14d限制膨胀率应大于0.015%。
(3)混凝土界面剂混凝土界面剂是高分子聚合物水分散体,加入水泥后成为聚合物水泥砂浆。
混凝土界面剂具有优异的粘结、防渗、防腐、防裂、耐老化等性能,适合潮湿界面的粘结,与基础混凝土温度适应性很好。
5.3 原材料配合比原材料配合比设计结果参见表136 桥面铺装改造施工要点江阴大桥南接线引桥7×25m预应力连续箱梁桥桥面铺装改造施工顺序为:清除旧桥面铺装→混凝土病害处理→混凝土植筋及铺设Ф12钢筋网→刷涂混凝土界面剂→浇筑8cm钢纤维混凝土→喷涂聚合物沥青防水层→摊铺沥青混凝土路面。
6.1原桥面铺装清除原桥面铺装清除时应注意保护梁体,原支撑桥面钢筋片网支撑钢筋,予以保留,以备后用;施工不可避免切断桥面泄水管,后期予以恢复。
6.2钢筋网施工6.2.1植筋植筋位置与原结构钢筋位置重合,应将植筋位置适当移动,避免钻孔时破坏原结构钢筋。
植筋深度不大于设计深度0.5cm,不得随意增大孔径,防止超钻、偏钻现象的发生。
6.2.2钢筋网布设为确保钢筋网定位准确,保证钢筋刚度,钢筋布置间距为纵横15cm,钢筋网按梅花状布置。
钢筋网焊接时应满足钢筋焊接长度要求。
6.3混凝土界面剂6.3.1混凝土界面剂净浆配比混凝土界面剂要求使用32.5以上硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,混凝土界面剂净浆配比为界面剂:水泥=1:2(重量比),搅拌成浆,净浆硬化前铺筑钢纤维混凝土。
6.3.2施工环境、使用要求混凝土界面剂施工环境温度要求大于5℃,;混凝土界面剂施工前须清除基底表面杂物,并对基面人工凿毛1~2mm,然后用清水冲洗干净(但不应有积水),在修补区边缘凿一道3~2cm深的齿槽,以增加新旧混凝土的粘结。
混凝土界面剂要求即伴即用,每次要求在30~45min内使用完毕。
6.4 UEA-H混凝土膨胀剂UEA-H混凝土膨胀剂与水泥、砂石等同时搅拌,搅拌时间比普通混凝土延长1min。
6.5钢纤维为确保钢纤维在混凝土中分布均匀,应采用合适的钢纤维分散机和强制式搅拌机配套使用的拌合系统,以保证拌合料质量和效率。
钢纤维混凝土搅拌应均匀,如发现混凝土内有钢纤维“结团”现象,应废弃不用。
6.6 钢纤维混凝土浇筑6.6.1振捣滚压钢纤维混凝土浇筑时间先用平板振捣器振捣密实,再用振动梁振捣整平;用表面带凸棱的金属圆滚将石子和竖起的钢纤维压下,再用金属圆滚滚压平整,待钢纤维混凝土无泌水时用抹刀抹平,经修整后的混凝土表面不得裸露钢纤维,不应留有浮浆。
6.6.2钢纤维混凝土表面拉毛抹平的表面在初凝前拉毛处理,拉毛时不得带出钢纤维,拉毛工具使用刷子和压辊,不得使用木刮板、粗布路刷和竹扫帚。
6.6.3钢纤维混凝土平整度控制及养生钢纤维混凝土平整度控制在±5mm以内。
膨胀混凝土务必充分养生,新浇混凝土不能受阳光直接照射,确保混凝土早期潮湿状态是发挥膨胀混凝土效应的关键,采用塑胶薄膜覆盖进行保温、保水养生,养生时间不少于7d。
7 桥面铺装改造效果江阴大桥南接线引桥7×25m预应力连续箱梁桥桥面铺装改造与整体加固于2005年5月至9月同时实施。
桥面铺装改造完成后的5年内,经多次桥梁检查,未发现梁体渗水现象,且钢纤维混凝土与SMA-13沥青混凝土路面结合也很良好,桥面铺装改造取得了预期的效果。
8 钢纤维增强钢筋网混凝土桥面铺装应用评价江阴大桥主线收费站车道混凝土路面与南接线引桥7×25m预应力连续箱梁桥桥面铺装改造差不多同时进行,主线收费站车道混凝土路面修补采用了普通钢筋混凝土,使用期限不超过半年就重新维修,而南接线引桥7×25m预应力连续箱梁桥桥面铺装至今完好。
工程实践证明了钢纤维混凝土的抗剪、抗弯、抗裂、抗冲击、耐疲劳等性能的优越性。