【論水泥路橋路面的快速修補(bǔ)技術(shù)8700字（論文）】

論水泥路橋路面的快速修補(bǔ)技術(shù)摘要水泥路面以其強(qiáng)度高、承載力大,對(duì)路面基層和底基層強(qiáng)度要求低,在公路和橋梁建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。然而,由于水泥混凝土的脆性和溫度敏感性,這種路面和橋面需設(shè)置各種接縫,所以水泥路面一旦開始出現(xiàn)局部損壞,若維修不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)不當(dāng),會(huì)進(jìn)一步加劇水泥混凝土路面的破壞。加之近年來公路超速超載情況愈加嚴(yán)重,使得水泥路面過早的出現(xiàn)破壞,并且損壞后修復(fù)十分困難。本文主要通過混凝土混合料、外加劑、配合比設(shè)計(jì)等方面介紹快速修復(fù)技術(shù)在橋梁路面中的應(yīng)用，并指出我國的快速技術(shù)的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：快速修復(fù)；橋梁路面，外料配比目錄TOC\o"1-3"\h\u175651、緒論 375141.1研究目的與意義 3163731.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 445181.3快速修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 5287312、水泥混凝土路面病害調(diào)查 663842.1水泥混凝土路面的病害類型 6212842.2水泥混凝土路面斷板破壞原因 6170253、水泥混凝土橋、路面的快速修復(fù)技術(shù) 7106673.1水泥 7263283.2外加劑 7245793.3配合比設(shè)計(jì) 821444、鋼纖維混凝土用于路面斷板的快速修復(fù)技術(shù)研究 886714.1鋼纖維的種類 9294544.1.1切斷鋼纖維 9261584.1.2剪切鋼纖維 9229704.1.3熔抽鋼纖維 9218854.1.4切削鋼纖維 9264804.2鋼纖維對(duì)混凝土的增強(qiáng)機(jī)理 10185854.3鋼纖維混凝土的施工工藝 10112704.3.1攪拌 10187374.3.2運(yùn)輸 10181164.3.3鋪筑 1132014.3.4振搗 1117564.3.5整平與飾面 11246484.3.6抗滑構(gòu)造 1214589結(jié)論 121186參考文獻(xiàn) 121、緒論1.1研究目的與意義隨著公路交通事業(yè)的迅速發(fā)展,水泥混凝土路面由于其強(qiáng)度高、剛度大、擴(kuò)散荷載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),在我國得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。據(jù)交通部公路司公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),截至到年底,我國有鋪裝路面萬公里,其中水泥混凝土路面萬公里。水泥混凝上路面的迅猛發(fā)展,極大地促進(jìn)了公路交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展,提高了我國公路路面質(zhì)量,增強(qiáng)了公路的抗災(zāi)能力,改善了公路行車條件以及提高了客貨運(yùn)輸效益。然而,我國公路水泥混凝土路面在使用過程中存在著非結(jié)構(gòu)性損壞磨耗、麻面、露骨、剝落、磨光、接縫材料損壞、坑槽、孔洞等與結(jié)構(gòu)性損壞嚴(yán)重裂縫、斷板、沉陷、錯(cuò)臺(tái)、碎裂、拱起等等問題,嚴(yán)重影響了公路使用質(zhì)量,使得養(yǎng)護(hù)工作越來越重,養(yǎng)護(hù)費(fèi)用逐年增加。目前,國內(nèi)水泥混凝土路面的修復(fù)大都采用普通水泥混凝土進(jìn)行修復(fù),此種方法存在著養(yǎng)生期長(zhǎng)、對(duì)日常交通影響大等缺陷,而且挖除后的混凝土板,往往造成舊混凝土板塊的大量廢棄,對(duì)沿路的周邊環(huán)境帶來消極影響。因此研發(fā)快速、高效的水泥混凝土路面修復(fù)材料和技術(shù),同時(shí),解決舊水泥混凝上路面板的再生利用問題是水泥混凝上路面修復(fù)過程中墮待解決的問題。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前,從國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來看,水泥混凝土路面斷板的快速修復(fù)材料及修復(fù)技術(shù)主要有以下幾個(gè)方面：（1）普通水泥混凝土和砂漿用普通水泥混凝土修復(fù)路面斷板最大缺點(diǎn)在于養(yǎng)生期長(zhǎng)、對(duì)交通影響大。此外，用普通水泥混凝土進(jìn)行薄層修補(bǔ),還存在相容性的問題,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面①新澆注的混凝土收縮明顯比舊混凝土大,容易導(dǎo)致收縮開裂②水泥混凝土本身粘度低,與舊混凝土結(jié)合差③新舊混凝土間的界面缺陷使混凝土易產(chǎn)生疲勞開裂。（2）特種水泥近年,國外在特種水泥方面也做了很多工作。如日本的“一日水泥”,英國的“Swiftcrete”，德國的“Draifach”水泥,，意大利的“Supercement”水泥等等。目前國內(nèi)主要特種水泥包括①快硬硅酸鹽水泥。其干縮大,新舊混凝土粘結(jié)差、水化熱高②高鋁水泥。其后期強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)倒縮,易發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變與體積變化③硫鋁酸鹽和鐵鋁酸鹽水泥。具有一定的膨脹性、抗硫酸鹽腐蝕的性能,但后期強(qiáng)會(huì)有倒縮,且分布不廣泛,不易保存④磷酸鎂水泥。有足夠的凝結(jié)時(shí)間,較快的硬化速度和早期強(qiáng)度,但缺乏深入研究,生產(chǎn)和應(yīng)用均不是很廣泛⑤堿硅水泥。能較好地滿足快速養(yǎng)護(hù)要求,且己有兩種產(chǎn)品得到市場(chǎng)的認(rèn)可。（3）復(fù)合修補(bǔ)劑美國新澤西州南部曾在做295與州際公路（1-295）瀝青罩面層之前,采用了無氯的促硬劑制備的快硬混凝土,用于混凝土路面的全厚修補(bǔ)。上述修補(bǔ)路面可以保證在養(yǎng)生1一3d后通車,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果,但對(duì)路面的耐久性尤其是抗磨性未有研究。在國內(nèi),江蘇省建筑科學(xué)研究院研制的JK系列混凝土快速修補(bǔ)劑,系以無機(jī)材料為主的新型復(fù)合材料,不僅具有快硬早強(qiáng)的特點(diǎn),而且收縮小,與老混凝土色差小、粘結(jié)力強(qiáng)、耐磨、耐久、施工方便,是目前國內(nèi)陛能最優(yōu)、價(jià)格最低的水泥混凝土快速修補(bǔ)材料之一。西安交大的職雨風(fēng)等研制出由硫鋁酸鹽、鋁酸鹽、硅酸鹽及高效表面活性劑復(fù)合而成的Hw系列超早強(qiáng)修補(bǔ)劑,其早期強(qiáng)度高,且初凝時(shí)間能滿足施工要求。（4）聚合物砂漿與混凝上在國外,美國、日本等國己普遍采用摻有聚合物的水泥砂漿劑,以合成聚合物和焦油為主的油灰膠泥進(jìn)行路面較寬裂縫的修補(bǔ)。在國內(nèi),應(yīng)用聚丙烯醋酸乳液砂漿進(jìn)行薄層修補(bǔ)的路面工程有寧杭公路、揚(yáng)州一級(jí)公路等,但這種材料還沒有得到廣泛的應(yīng)用,有待進(jìn)一步深入的研究。（5）纖維增強(qiáng)混凝土目前用于修復(fù)的纖維增強(qiáng)混凝土有鋼纖維增強(qiáng)混凝土、碳纖維增強(qiáng)混凝土和合成纖維增強(qiáng)混凝土。目前植物纖維增強(qiáng)混凝土已經(jīng)有一些應(yīng)用,聚合物水泥混凝士的應(yīng)用也比較多。鋼纖維混凝土是一種性能優(yōu)良的新型復(fù)合材料,與普通混凝土相比,其抗拉、抗彎、抗裂及耐磨、耐沖擊、耐疲勞、韌性等性能都有顯著提高。它可減薄面層,縮縫間距加大,改善路面的使用性能,延長(zhǎng)路面使用壽命。在公路水泥混凝土路面斷板快速修復(fù)中擁有廣闊的應(yīng)用前景,針對(duì)我國公國水泥混凝土路面所處的不同區(qū)劃開展應(yīng)用性研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。（6）硅粉混凝土硅粉是一種火山灰性極強(qiáng)的摻和料,其早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度發(fā)展良好,新舊混凝土之間粘結(jié)良好。將其用于混凝土橋面或路面修復(fù)工程,可較快開放交通,且修復(fù)后的結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度發(fā)展穩(wěn)定、耐久性好。開展硅粉混凝土用于水泥混凝土路面的快速修復(fù)項(xiàng)目研究,對(duì)提升我國公路水泥混凝土路面斷板的快速修復(fù)技術(shù),改善我國水泥混凝土路面的使用質(zhì)量具有重要的作用,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。1.3快速修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)對(duì)快速修補(bǔ)材料的研究中普遍以控制抗折強(qiáng)度作為控制開放交通的指標(biāo),范圍約在3.0一3.8MPa之間。美國公路戰(zhàn)略研究計(jì)劃（StrategicHighwayResearchProgram）中混凝土研究項(xiàng)目的專題研究成果提出修補(bǔ)區(qū)混凝土（圓柱試件和梁彎曲試件）的最小強(qiáng)度須達(dá)到中心點(diǎn)抗彎強(qiáng)度2.1MPa,三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度1.7MPa,或抗壓強(qiáng)度6.9~13.8MPa時(shí)即達(dá)到通車標(biāo)準(zhǔn),換算為立方體抗壓強(qiáng)度約為12.3~17.0MPa?！豆匪嗷炷谅访骛B(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定用于板塊修補(bǔ)的混凝土材料應(yīng)在24h內(nèi)達(dá)到原板設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上,48h內(nèi)達(dá)到原板設(shè)計(jì)強(qiáng)度。即混凝土抗折強(qiáng)度要達(dá)到3.5MPa（原板設(shè)計(jì)強(qiáng)度為5MPa）或3.15MPa（原板設(shè)計(jì)強(qiáng)度為4.5MPa）。目前國內(nèi)混凝土路面快速修補(bǔ)普遍以抗折強(qiáng)度作為開放交通控制強(qiáng)度,范圍約在3.0~3.8MPa之間。綜合考慮《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》的要求以及在借鑒前人的研究成果的基礎(chǔ)上,本課題提出適合街州地區(qū)水泥混凝土路面快速修補(bǔ)以混凝土試件的3d抗折強(qiáng)度為作為主要控制指標(biāo),要求混凝土試件的3d抗折強(qiáng)度達(dá)到5.5MPa以上。以混凝土試件的3d抗壓強(qiáng)度,28d抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度作為輔助控制指標(biāo)要求3d抗壓強(qiáng)度達(dá)到35MPa以上,抗折強(qiáng)度達(dá)到7.0MPa以上,28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到40MPa以上。2、水泥混凝土路面病害調(diào)查2.1水泥混凝土路面的病害類型隨著公路等級(jí)的提高,路面損壞的概念也從單純的結(jié)構(gòu)性破壞,擴(kuò)展到舒適性、安全性等功能性破壞。水泥混凝上路面板在承受車輛荷載的沖擊、磨損和反復(fù)彎曲作用下,并長(zhǎng)期暴露在嚴(yán)峻環(huán)境條件下受板中的溫度、濕度隨環(huán)境的變化作用下,其結(jié)構(gòu)性能和使用性能是逐漸衰減的。水泥混凝土路面板的破壞類型按使用狀態(tài)可分為結(jié)構(gòu)性破壞和功能性破壞兩大類,造成水泥混凝土路面破壞的主要原因有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)管理等方面的原因。水泥混凝土路面的損壞類型主要有以下4種：（1）斷裂類—縱橫斜向裂縫、交叉裂縫、板角斷裂、破碎板（2）變形類—沉陷、脹起等（3）接縫損壞類—卿泥、錯(cuò)臺(tái)、接縫碎裂、拱起、填縫料損壞等（4）材料和表層損壞類—活性集料反應(yīng)病害、集料凍融破壞、網(wǎng)裂和起皮、露骨等。其中,水泥混凝土路面斷裂類病害和水泥混凝土路面位移類病害是水泥混凝土路面使用過程中最常見、也是危害最嚴(yán)重的,它直接危及交通行車安全。水泥混凝土路面最嚴(yán)重的病害就是路面早期斷板,其成因往往是由于基層受到?jīng)_刷產(chǎn)生路面板體不均勻支撐而開始發(fā)展起來的。2.2水泥混凝土路面斷板破壞原因從理論上講作為高級(jí)路面的水泥混凝土路面,適應(yīng)了當(dāng)今大流量交通、重軸載及渠化交通的需要。然而,由于各種因素的綜合作用,水泥混凝土路面的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其預(yù)期的使用壽命,極大程度上喪失了它的性能優(yōu)勢(shì)。以S315和S305街江段為典型路段分析路面斷板情況,表1列出S315和S305街江段斷板率。實(shí)地調(diào)研調(diào)表明,引起混凝土路面破壞的原因有很多包括超載、路基壓實(shí)度不足、地下水和地表水的滲入、施工質(zhì)量、氣溫、路面結(jié)構(gòu)形式不合理等,這些因素對(duì)混凝土路面破壞的影響因道路所處自然環(huán)境條件和交通條件而異,有可能是設(shè)計(jì),施工,養(yǎng)護(hù)或管理中的某個(gè)環(huán)節(jié)的問題,或者是這幾個(gè)因素共同作用的結(jié)果。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，水泥混凝土路面產(chǎn)生病害原因主要有以下幾個(gè)方面。表1S315和S305混凝土路面斷板數(shù)（率）年份S315S305斷板數(shù)斷板率斷板數(shù)斷板率200960.09——201090.09——2011120.17——2012450.6930.0920134587.830.092014395963.250.162015——170.543、水泥混凝土橋、路面的快速修復(fù)技術(shù)我國現(xiàn)有的混凝土橋面修復(fù)技術(shù)是通過選用優(yōu)質(zhì)的水泥基材和造價(jià)高的聚合物混凝土，或者添加合適種類的外加劑，縮短其凝結(jié)時(shí)間，提高早期強(qiáng)度，達(dá)到施工后的3～8天通車。但是在實(shí)際的橋面修復(fù)工程中，1天時(shí)間的中斷交通都是難以接受的。因此，修復(fù)時(shí)間越短，就對(duì)交通影響越小。下面從幾個(gè)方面來介紹快速修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用。3.1水泥水泥是混凝土中最具活性的組成材料，水泥的選擇與合理的使用是獲得高質(zhì)量混凝土的關(guān)鍵所在。對(duì)于快速修復(fù)工程，國外常常用快凝或快硬水泥，除了常規(guī)的早強(qiáng)水泥和摻外加劑的水泥以外，新型水泥也得到開發(fā)。日本廣泛地應(yīng)用調(diào)凝水泥（或稱噴射水泥），這種噴射水泥的終凝時(shí)間為15min，而普通的硅酸鹽水泥為190min。由噴射水泥拌制的礫石混凝土摻入0.3%的緩凝劑后，初凝時(shí)間約為40min，而普通的混凝土需要5h，一天齡期的噴射水泥混凝土的抗彎強(qiáng)度可達(dá)到4.1MPa。抗拉強(qiáng)度可達(dá)到2.5MPa。采用噴射水泥進(jìn)行路面維修可在12h以內(nèi)完成，并恢復(fù)交通。美國開發(fā)了一種成為“派拉蒙特”（Pyrament）的混合水泥，這種混合水泥拌制的混凝土，24h抗壓強(qiáng)度達(dá)到13.4MPa以上，而28天抗壓強(qiáng)度可達(dá)到82.7MPa，4h抗彎強(qiáng)度約為3.4MPa。紐約州采用派拉蒙特混合水泥，12h完成一座橋梁接縫的修復(fù)。肯塔基州的巴克利地方機(jī)場(chǎng)，在寒冷氣候條件下，5h內(nèi)重建了7.6M×18.3M的機(jī)場(chǎng)跑道。3.2外加劑為了提高水泥混凝土的質(zhì)量，加速或延緩凝結(jié)時(shí)間，提高抗凍和抗硫酸鹽的侵蝕，控制強(qiáng)度的增長(zhǎng)，以及提高和易性和修整性等，通常在拌制混凝土期間，或者之前在混凝土配料中摻加一種以上的化學(xué)外加劑、粉煤灰和其他礦物混合料?；炷镣饧觿┯袛?shù)百種之多，但是，新型的外加劑仍然在研究開發(fā)。在橋梁路面工程中，許多種類的外加劑得到了廣泛的應(yīng)用。在快速修復(fù)工程中，較多采用促凝劑或早強(qiáng)劑，以加快混凝土早期強(qiáng)度的增長(zhǎng)，縮短凝結(jié)時(shí)間，其中最常用的促凝劑是氯化鈣。但是，氯化鈣容易造成混凝土中的鋼筋腐蝕，因此，不含氯化物的促凝劑引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注，硫酸鹽、甲酸鹽、硝酸鹽和三乙醇胺等已成功地應(yīng)用于混凝土。三乙醇胺是一種油質(zhì)、水溶性、魚腥味的液體，是氨和乙烯氧化物反應(yīng)的產(chǎn)物，可加速C3A水化成六方鋁酸鹽的過程，但不會(huì)加速六方鋁酸鹽轉(zhuǎn)化成立方鋁酸鹽的過程。甲酸鈣、亞硝酸鈣和硫代硫酸鈣等也可加快混凝土的凝結(jié)。早強(qiáng)劑是一種專門解決工程中需要盡快或盡早獲得水泥混凝土強(qiáng)度問題的專用外加劑，早強(qiáng)劑的使用不僅能確保公路水泥混凝土工程的質(zhì)量和使用耐久性，而且也能提高公路工程中水泥混凝土結(jié)構(gòu)施工和修復(fù)的速度，減少交通堵塞,實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。通過在混凝土中摻加鋼材、木材、碳、纖維素、碳鉛合成纖維和聚丙烯纖維等纖維材料，可有效地控制混凝土上開裂，減少收縮和滲透，以及提高抗沖擊力，這些纖維增強(qiáng)混凝土得到廣泛的研究與應(yīng)用。同時(shí)，纖維也可作為維修材料使用，提高材料的力學(xué)和物理性能。在快凝水泥中，加入聚丙烯纖維，可提高水泥的性能。SHRP（美國戰(zhàn)略公路研究計(jì)劃）中的一項(xiàng)創(chuàng)造性的研究項(xiàng)目表明，在混凝土中摻加碳纖維可拌制陰極保護(hù)的導(dǎo)電混凝土。在碾壓混凝土中摻加鋼纖維，可提高碾壓混凝土開裂后的強(qiáng)度和耐久性。3.3配合比設(shè)計(jì)混凝土混合料配合比設(shè)計(jì)，是按比例地選擇水泥、集料、水、外加劑或其他成分，以最低成本生產(chǎn)符合工程性質(zhì)要求的混合料的過程。我國多采用體積配合比設(shè)計(jì)方法，先確定集料級(jí)配，水泥：細(xì)集料：粗集料的比例，再按照水灰比加入水使混凝土達(dá)到所需的和易性與標(biāo)號(hào)要求。隨著工程技術(shù)的要求與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，混凝土配合比設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展集中在以下幾個(gè)方面：①通過發(fā)展計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)來簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)程序；②在混合料配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)越來越多地使用外加劑與礦物混合料；③研究開發(fā)混合料配合比新理論，重點(diǎn)研究集料級(jí)配和性能的影響。開發(fā)混合料配合比的專家系統(tǒng)是未來的發(fā)展方向，專家系統(tǒng)應(yīng)建立在成功經(jīng)驗(yàn)與粒徑分布和流變理論模型的基礎(chǔ)上，能更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和易性、強(qiáng)度和耐久性，根據(jù)用戶輸入的材料特性、環(huán)境和荷載條件及設(shè)計(jì)的使用壽命，專家系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地選擇合適的材料和配合比，以確定費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)而且符合所有輸入條件的混合料。4、鋼纖維混凝土用于路面斷板的快速修復(fù)技術(shù)研究水泥混凝土路面斷板的處理方法一般情況下是將破碎嚴(yán)重路段的舊混凝土板挖除,再鋪上與原設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)相同或者比原設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)高的混凝土。但是普通混凝土的強(qiáng)度和路用性能都已經(jīng)不能滿足路面的使用要求,而且常規(guī)的水泥混凝土路面修復(fù)方法,一般均需要養(yǎng)生一甚至更長(zhǎng)的時(shí)間才能通車。這給交通和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了極大的不便。因此,研究水泥混凝土路面快速修復(fù)技術(shù)就成為道路研究工作者巫待解決的課題。目前普通水泥混凝土路面修復(fù)存在的主要問題是新舊水泥混凝士結(jié)合強(qiáng)度低,強(qiáng)度發(fā)展緩慢,很難在短期內(nèi)開放交通。鋼纖維混凝土具有高抗折強(qiáng)度、良好的抗沖擊性和抗裂性,并且能大大縮短路面快速修復(fù)的時(shí)間,因此鋼纖維混凝土可以應(yīng)用于水泥路面的新建和快速修復(fù)項(xiàng)目中。由于鋼纖維混凝土的組成材料較多,影響鋼纖維混凝土性能的因素比較復(fù)雜,如混凝土的水灰比、早強(qiáng)劑摻量、鋼纖維摻量、混凝土的配合比及混凝土攪拌工藝和澆筑方法等。按常規(guī)的試驗(yàn)方法很難在較短時(shí)間內(nèi)找出既符合設(shè)計(jì)和施工要求又經(jīng)濟(jì)合理的混凝土施工配合比,故采用正交試驗(yàn)來分析各個(gè)因素對(duì)鋼纖維混凝土的強(qiáng)度的影響規(guī)律。從而找出滿足工程實(shí)際要求的混凝土優(yōu)化配合比并進(jìn)行路用性能的驗(yàn)證。4.1鋼纖維的種類鋼纖維的品種及其性能對(duì)鋼纖維混凝土的質(zhì)量和施工都有很大的影響。按生產(chǎn)工藝分有切斷鋼纖維、剪切鋼纖維、熔抽鋼纖維和切削鋼纖維四種。4.1.1切斷鋼纖維用切斷機(jī)將冷拔鋼絲按需要的長(zhǎng)度切斷而成。由于鋼絲經(jīng)過多次冷拔,材料經(jīng)受了強(qiáng)烈的塑性變形,抗拉強(qiáng)度大大提高,一般為600~3000MPa。切斷鋼纖維的橫截面有圓形或長(zhǎng)方形,因表面平直光滑,故與混凝土的基體粘結(jié)強(qiáng)度較低。常通過變形處理以增強(qiáng)其表面的機(jī)械咬合力,提高粘結(jié)強(qiáng)度。4.1.2剪切鋼纖維使用旋轉(zhuǎn)切削的刀具將一定厚度的帶鋼剪切扭曲成矩形斷面而形成。由于截面被扭曲成矩形,增強(qiáng)了鋼纖維與混凝土基體的粘結(jié)力,其抗拉強(qiáng)度在380~800MPa之間。4.1.3熔抽鋼纖維將碳鋼熔化成鋼液,經(jīng)由一個(gè)帶有刻痕且能高速旋轉(zhuǎn)的熔抽輪的高速旋轉(zhuǎn),將鋼液甩出快速冷卻而成?？估瓘?qiáng)度為380~800MPa。這種鋼纖維原料來源廣泛,制造工序簡(jiǎn)單,價(jià)格較便宜。4.1.4切削鋼纖維又稱銑削型鋼纖維。鋼纖維的原材料是鋼錠或低碳鋼厚鋼板,用旋轉(zhuǎn)的平銑刀銑削而成,鋼纖維的長(zhǎng)度為鋼板的寬度。鋼纖維在切削過程中受到極大的塑性變形和加工硬化,抗拉強(qiáng)度為380~800MPa。4.2鋼纖維對(duì)混凝土的增強(qiáng)機(jī)理鋼纖維對(duì)混凝土的增強(qiáng)機(jī)理是研究鋼纖維對(duì)混凝土增強(qiáng)、增韌和阻裂的效應(yīng),從本質(zhì)上改善其物理、力學(xué)、化學(xué)性能,并造就材料新性能的理論基礎(chǔ),也是進(jìn)行鋼纖維混凝土性能設(shè)計(jì)的依據(jù)?，F(xiàn)有鋼纖維混凝土的基本理論是在纖維增強(qiáng)塑料、纖維增強(qiáng)金屬的基礎(chǔ)上運(yùn)用與發(fā)展起來的,對(duì)鋼纖維混凝土的增強(qiáng)機(jī)理,主要形成了兩種理論,一種是復(fù)合力學(xué)理論,另一種是纖維間距理論、。這兩種理論表明了鋼纖維混凝土的強(qiáng)度、纖維特性以及粘結(jié)性能的依賴關(guān)系。纖維間距理論,是1963年由J·B·Batson和J·P·Romualdi提出來的。該理論認(rèn)為在混凝土內(nèi)部存在不同尺寸和形狀的空縫、缺陷和微裂縫,根據(jù)線彈性斷裂力學(xué)理論解釋纖維對(duì)裂縫發(fā)生和發(fā)展的約束作用,欲增強(qiáng)混凝土這種本身帶有內(nèi)部缺陷的脆性材料的抗拉強(qiáng)度,必須盡可能地減小內(nèi)部缺陷的尺寸,增強(qiáng)這一材料的破壞韌性,緩和裂縫尖端應(yīng)力集中的程度,降低裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子。鋼纖維的加入能約束裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展,起到降低應(yīng)力強(qiáng)度因子、減緩裂縫尖端應(yīng)力集中的作用,即在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形成和受力破壞的過程中,有效地提高了復(fù)合材料受力前后阻止裂縫引發(fā)與擴(kuò)展的能力,達(dá)到鋼纖維對(duì)混凝土增強(qiáng)與增韌的目的。4.3鋼纖維混凝土的施工工藝為了使確定的鋼纖維配合比能達(dá)到最佳的性能,在施工時(shí)應(yīng)盡量按照以下工藝進(jìn)行控制施工。4.3.1攪拌為防止鋼纖維攪拌結(jié)團(tuán),攪拌樓一次拌和量不宜大于其額定攪拌量的80%,同時(shí)也保護(hù)攪拌機(jī)葉片,防止鋼纖維攪斷。投料順序和方法以攪拌過程中鋼纖維不結(jié)團(tuán)和保證生產(chǎn)率為原則,通過試拌或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。為了保證鋼纖維在混凝土中的分散性和均勻性,鋼纖維混凝土應(yīng)比普通混凝土規(guī)定的純拌和時(shí)間延長(zhǎng)20~30S。采用先千拌后加水的攪拌方式時(shí),干拌時(shí)間不宜少于1min；采用小容量攪拌機(jī)拌和時(shí),鋼纖維混凝土總拌和時(shí)間應(yīng)較攪拌樓拌和時(shí)間延長(zhǎng)1~2min,采用先干拌后加水的攪拌方式時(shí),干拌時(shí)間不宜少于1.5min。4.3.2運(yùn)輸鋼纖維混凝土從拌和出料、運(yùn)輸、澆筑至鋪筑完畢的時(shí)間應(yīng)符合表2的規(guī)定。不滿足時(shí)應(yīng)通過試驗(yàn)加大緩凝劑或保塑劑的劑量,使用緩凝劑延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間后表中數(shù)值可增加0.25~0.5h。對(duì)于己超過表2規(guī)定攤鋪允許最長(zhǎng)時(shí)間的混凝土不得用于路面攤鋪。表2鋼纖維混凝土拌和物從出料到運(yùn)輸、鋪筑完畢允許時(shí)間施工時(shí)間的日間平均氣溫（℃）到運(yùn)輸完畢允許最長(zhǎng)時(shí)間（h）到鋪筑完畢允許最長(zhǎng)時(shí)間（h）5~91.001.2510~190.500.7520~290.350.5030~350.250.35運(yùn)送混凝土的車輛裝料前,應(yīng)清凈廂罐,灑水潤(rùn)壁,排干積水。裝料時(shí),自卸車應(yīng)挪動(dòng)車位,防止離析。攪拌樓卸料落差不應(yīng)大于2.0m。運(yùn)輸過程中應(yīng)防止漏漿、漏料和污染路面,途中不得隨意耽誤?；炷烈坏┰谲噧?nèi)停留超過初凝時(shí)間,應(yīng)采取緊急措施處置,嚴(yán)禁混凝土硬化在車廂罐內(nèi)。4.3.3鋪筑鋼纖維混凝土必須盡量加快施工速度,否則,很快會(huì)凝結(jié)導(dǎo)致難以攤鋪。為保證面板中鋼纖維分布的均勻性及結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,在一塊板內(nèi)的澆筑施工過程不得中斷。由于鋼纖維的頂托,鋼纖維混凝土布料松鋪高度宜比普通混凝上略高10mm左右。在澆筑和攤鋪過程中,嚴(yán)禁因拌和物干澀而加水,但可噴霧防止表面水分蒸發(fā)。4.3.4振搗鋼纖維混凝土拌合物布料長(zhǎng)度大于10m時(shí),可開始振搗作業(yè)。為確保鋼纖維分布的均勻性,應(yīng)采用大功率平板式振搗器振搗密實(shí),再采用振動(dòng)梁壓實(shí)整平。鋼纖維混凝上鋪筑到厚度一半后,可先采用2.2KW一3.0KW的平板式振搗器振搗一遍,然后加高鋪筑混凝土到頂,等初步整平后換用1.2KW一1.5KW的平板式振搗器再振搗一遍。平板式振搗器振搗時(shí),振搗器沿縱向一行一行地由路邊向路中移動(dòng),每次移動(dòng)平板時(shí)前后位置的搭頭重疊面為左右約為20cm平板寬度。不得漏振。振動(dòng)器在每一位置的振動(dòng)時(shí)間一般為15~25s,不得過久,應(yīng)以振至鋼纖維混凝土混合料泛漿,不明顯下降、不冒氣泡,表面均勻?yàn)槎?。在模板邊緣、傳力桿等平板式振搗器不易振到的地方,可用高頻率插入式振搗棒順路線方向插入,使鋼纖維成縱向條狀集束。振搗棒每次移動(dòng)距離不宜超過振搗捧有效作用半徑的1.5倍,并不得大于500mm,插入式振搗棒與模板間距一般為10cm左右,振搗時(shí)間宜為15一30s。4.3.5整平與飾面三輥軸整平機(jī)按作業(yè)單元分段整平,作業(yè)單元長(zhǎng)度宜為20一30cm。振搗與整平兩道工序時(shí)間間隔不宜超過15min。三輥軸滾壓振實(shí)料位高差宜高于模板頂面5一20mm,過高時(shí)應(yīng)鏟