聚丙烯纤维在桥面铺装混凝土中的应用.doc

聚丙烯纤维在桥面铺装混凝土中的应用摘要：利用聚丙烯纤维混凝土的技术特性，抑制桥面铺装混凝土半幅施工时由于受冲击荷载而产生的裂缝，以及在施工中如何控制好聚丙烯纤维混凝土这一技术，使得桥面铺装混凝土半幅施工成为可能并带来可观的经济效益。关键词：聚丙烯纤维 混凝土桥面铺装混凝土abstract: using the technical characteristics of polypropylene fiber concrete, restrain the bridge deck pavement concrete half range due to construction impact load and of generation gap, and how to control in the construction of polypropylene fiber concrete this technology, makes the bridge deck pavement concrete half range construction possible and bring considerable economic benefit.keywords: polypropylene fiber concrete bridge deck pavement concrete中图分类号：tq342+.62 文献标识码：a文章编号：由于近几年超载运输车辆的破坏，桥面铺装混凝土出现大面积破损即混凝土脱落、漏筋等病害，对桥梁的安全通行造成了极大隐患。再进行桥面铺装混凝土维修时按施工技术规范要求必须全幅浇筑混凝土，也就是说在维修桥面铺装病害时需封闭交通开通便道,而开通开通便道的费用远远大于维修桥面铺装混凝土施工成本。在桥梁上进行半幅施工时无需开通便道,但由于受另半幅通行车辆冲击荷载的传递影响必然会在混凝土早期形成强度时产生冲击裂缝，影响混凝土的使用。如果引用聚丙烯纤维混凝土新技术能够抵制这种冲击裂缝的产生将带来非常可观的经济效益。聚丙烯纤维是一种新型的混凝土纤维，被建筑工程界称为混凝土的“次要增强筋”，它是一种特殊工艺进行纺丝、切断、亲水处理后生产的高强度束状单丝纤维，实验表明每立方米混凝土中掺入1.0kg的聚丙烯纤维就能达到每立方厘米混凝土内纤维丝20多条，由于聚丙烯纤维同水泥基体有紧密的结合力，能在混凝土中形成一种均匀的乱向支撑体系，当混凝土受冲击荷载作用时，纤维起到了阻止混凝土裂缝的扩散与发展的作用，从而大大改善了混凝土的整体性能，使混凝土的抗冲击防裂性能有了很大的提高。另外从混凝土的抗裂性能机理上分析，混凝土的塑性开裂主要发生在混凝土硬化前，特别是在混凝土浇筑后4-5h内，此阶段由于水分的蒸发和转移，混凝土内部的抗拉应变能力低于塑性收缩产生的应变，因而引起混凝土内部塑性裂缝，掺入聚丙烯纤维后，由于其分布均匀，起到类似筛网的作用，减缓了由于粗粒料的快速失水所产生的裂缝同时在混凝土开裂后纤维的抗拉作用阻止了裂缝的进一步发展。京沈线k388+145处宋杖子大桥，全长123.23米、宽度组合为20.5+111、跨径为913米、斜40，桥面铺装混凝土及伸缩缝出现了大面积破损即混凝土脱落、漏筋等病害。经设计需对全桥进行桥面铺装混凝土凿除，浇筑新的桥面铺装混凝土。维修时按正常的施工方案需开通将近3km的便道供车辆临时通行，所需资金大约50万元且给当地的环境及农作物造成一定的影响，同时极大的增加了便道的后期维护及外部施工环境所带来的压力。针对这种状况我们采用了在桥面铺装混凝土中掺加聚丙烯纤维这一技术来抑制抗冲击裂缝的形成和发展，使半幅施工时也能满足施工技术规范要求，从而达到桥面铺装混凝土的使用效果。在施工时控制好如下几点：一、 材料的质量控制质量差的纤维，不但不会对混凝土增强、增韧，反而会有负面影响。有人认为质量差的产品可以通过增加掺量来弥补效用，质量差的产品加大掺量反而会因结团、空洞造成严重质量问题，根本不能用，所以在购置聚丙烯纤维时经实验合格后方可购买。混凝土中的碎石、中（粗）砂、水泥等材料均按相关实验规程检测合格后方可使用，以确保聚丙烯纤维混凝土的内在质量，使其在混凝土中形成均匀的乱向支撑体系，达到抑制由于半幅施工时冲击荷载的作用而产生的裂缝。二、聚丙烯纤纤掺量的控制聚丙烯纤维在混凝土中掺量控制是影响混凝土质量的关键。为了取得良好的效果聚丙烯纤维掺量易控制在0.5-1.0kg/m3范围内。首先进行半幅浇筑桥面铺装混凝土时，由于冲击荷载相对于另半幅要小（桥面铺装钢筋还没有发辉作用），主要是抑制混凝土自身缺陷而引起的裂缝，所以聚丙烯纤维掺量控制在0.5-0.8kg/m3。待养生达到设计强度后进行另半幅桥面铺装混凝土浇筑时，由于桥面铺装钢筋已形成整体受力效果，受已通车半幅桥面铺装混凝土的传递荷载影响（冲击荷载相对于已浇筑完的半幅大），聚丙烯纤维掺量控制在0.9-1.0kg/m3。另外聚丙烯纤维混凝土要正常养生，不能认为添加了纤维就不会有裂缝而忽视正常养生，这一点非常重要。三、聚丙烯纤维混凝土搅拌时的控制聚丙烯纤维混凝土搅拌时必须用强制式搅拌机，在搅拌时按干拌和湿拌操作程序进行。干拌时投料顺序为：碎石水泥纤维中（粗）砂，搅拌时间控制在3min；然后加水进行湿拌不得少于5min，以增加聚丙烯纤维在混凝土中的均匀性和亲水性。经济效益分析：以宋杖子桥为例桥面铺装混凝土为135m3，需掺加聚丙烯纤维135kg,而掺加聚丙烯纤维每kg的施工成本费为50元（不含混凝土的施工成本）来计算总费用为6750元与其开通便道费用相比，可带来直接经济效益约49万元，大大降低了维修费用。通过实例在混凝土中添加适量聚丙烯纤维是克服抗冲击开裂的有效的途径，纤维在混凝土中形成的乱向支撑体系会产生一种有效的二级加强效果，能较大幅度提高混凝土初期形成强度中由外部冲击荷载所带来的裂缝。其实质是最大可能地降低了混凝土的脆性，从而解决了由于混凝土自身脆性引起容易开裂的问题，对改善混凝土内部起到了重要作用，这种作用不同于一般的加筋配筋，而是一