旧桥面维修中混杂纤维轻集料混凝土施工工艺

2010-09-07黎新才

中国新技术新产品 2010年3期

黎新才

（广东省高速公路有限公司，广东广州 510000）

1 概述

轻集料具有多孔性和吸水性，密度比普通集料轻等特点，决定配制出的轻集料混凝土与普通混凝土相比，能够保持较高强度的基础上，使混凝土的自重降低20%以上，这对于材料要求较高要求的高层建筑、大跨径桥梁、海洋工程等现代大型工程而言，轻集料混凝土具有很强的市场竞争力。并具有轻质高强、多功能性、耐久性优越等优点，但是在实际过程中也发现，其脆性较普通混凝土差，轻骨料混凝土最大的缺点是抗拉强度和极限拉伸应力较低。在某种意义上，这种缺陷限制了它的使用，或者说增加了轻骨料混凝土性能的不稳定性。加入的纤维可以通过大量吸收能量，大幅度提高混凝土抗裂能力及改善抗冲击性能，同时能大幅度提高混凝土的抗折强度和降低其脆度系数[1]。

2 工程背景

汾江大桥是佛开高速公路上一座南北向跨越珠江水系汾江的特大桥型，连接佛山市南海区谢边和禅城区南庄，大桥全长2352m,已于1998年12 建成通车。主桥为(65+100+65）m预应力连续箱梁，与主桥南北两端相连接的引桥采用30m 跨预应力连续箱梁结构。2008年广东省交通集团检测中心对汾江大桥绕度检测发现，主桥下绕严重，实际铺装厚度大于原设计厚度（8mm），另外由于行车荷载的日益增大，原桥面沥青铺装层受到了不同程度的损坏，严重的影响了路面美观和行车舒适度。为减少桥面自重，维持现有桥梁主梁的线形，提高使用年限，汾江大桥旧桥面改造工程采用施工轻集料混凝土。

3 混杂纤维轻集料混凝土施工配合比设计

混杂纤维轻集料混凝土由于自身的特性，其施工配合比较常规混凝土有所不同。本工程结合实际情况在满足施工性能和力学性能的前提条件下，提出了旧桥修补工程混杂轻集料混凝土配合比（见表1 推荐的配合比），实际工程中根据原材料情况微调，不过要反复对比容重、强度、施工可操作性、经济性等选择最佳配合比。

4 高强轻集料混凝土施工工艺

4.1 原材料选择及预处理

同普通混凝土相比，轻集料混凝土原材料的选用、生产、施工等都有其特殊的要求。轻质集料相对普通集料的质量变异性相对较大，且在压力作用下易产生“吸-放水”过程，从而导致混凝土泌水、离析等不利现象，在使用前需要进行预湿处理。预湿处理分为浸泡和喷淋两种，根据具体工程选择。本工程所处位置偏离市区，用水不很方便，预先没有较大的浸泡池，因此选择了喷淋预湿。

4.2 施工准备

旧桥面摊铺前准备：凿掉旧桥面的铺装层，进行凿毛处理。清扫桥面残余的碎石、混凝土废渣，保证施工作业面两边10m 以外的清洁。摊铺前将旧桥面洒水处理，保持旧桥的界面湿润但没有积水。确保能够与新浇筑的混凝土粘结好。

4.3 混凝土浇筑

试验过程中发现轻集料混凝土的拌合时间、振捣方式、收浆工序、养护工艺等均对混凝土的性能和表观质量有较大的影响，为此，制定混杂纤维轻集料混凝土的桥面铺装工艺:

4.3.1 拌合

混杂纤维轻集料混凝土的的搅拌严格按《轻集料混凝土桥梁技术规程》CECS202-2006的要求进行，严格控制各种材料的用量，防止水灰比出现大的波动。纤维素纤维作为一种新型的纤维增韧材料，对混凝土的粘聚性又一定影响，因为是独特工艺压制成的小方块，需要融入水中后分散均匀。直接投入砂石集料中不能分散均匀，起不到抗裂的作用；钢纤维也应和粗集料一起投入，并尽量人工分散好，避免在拌合过程中的接团，提高钢纤维分散率。

4.3.2 运输

根据施工现场和拌合楼的运输距离，调整外加剂的保塑、保水成分，防止在运输过程中出现分层离析和混凝土坍落度损失过快问题；拌合物从搅拌卸料起到浇入模内止的延续时间不宜超过45min；当用搅拌运输车运送轻集料混凝土拌合物，因运距过远或交通问题造成坍落度损失较大时，可采取二次添加外加剂的方法进行混凝土再次搅拌，以满足混凝土施工和易性要求。

4.3.3 摊铺及振捣

由于轻集料混凝土容重较小，相对普通混凝土浇筑起来较为轻松，但在规定的连续施工区段内的必须连续浇筑，不能中断摊铺，但是在掺入钢纤维和纤维素纤维，因此混凝土摊铺采用人工进行，将混凝土用拉板和钢铲初步铺平。不得抛掷，由于混杂纤维轻集料混凝土中轻集料容重较小，要尤其注意振捣时间，避免过振而使轻集料上浮。

4.3.4 抹面

第一次抹面工序是在混凝土振捣、整平后，首先采用木摸板进行拍打、压平、搓毛，接着用钢抹刀收光；第二次抹面工序是在混凝土初凝之前，对混凝土进行收光处理，即常说的混凝土“精面”处理。精面时为保证桥面平整度，用3m 直尺进行检测，不合格处则根据实际情况进行补浆处理。

4.3.5 养护

混杂纤维轻集料混凝土浇筑完毕后应做好养护工作，以防止其早期收缩裂缝。浇筑完毕后应立即覆盖一层薄膜，待初凝后在混凝土表面覆盖湿润土工布。同时由于轻集料混凝土早期强度较高，故应加强早期湿润养护，每天均洒水数次，使其保持潮湿状态。

5 高强轻集料混凝土施工要点

5.1 钢纤维与纤维素纤维的掺入量控制

二元纤维的掺入使混凝土的工作性发生很大变化，钢纤维的增加，使混凝土的粘聚性提高，且提高轻集料混凝土的容重，因此适当的掺入，既能保证抗裂性能最佳，又可以混凝土的容重不会增加太多，经过试验室试验发现，钢纤维掺量在50kg/m3时，抗裂效果好，纤维素纤维的掺量适宜，一般控制在混凝土体积掺量的0.3-1.5%：掺量过大，易产生混凝土的粘聚性变大，且纤维素纤维的加入，会提高混凝土的含气量，对混凝土的强度以及收光工作造成一定的影响；掺量过小，混凝土粘聚性差，难以在振捣过程中起到阻止轻集料上浮的作用。

5.2 浇筑工序质量控制

施工过程的浇筑、振捣、整平、收光等工序分别安排不同的人员进行，每人负责一道工序，避免操作紊乱。二次抹面的时间要掌握准确，如果抹面时间过了初凝后，对表面界面有一定破坏；如果没有到初凝时间抹面，表面不能收平，不能达到平整度。

5.3 养护控制

轻集料混凝土与普通混凝土有所不同，其充分的养护以防止混凝土早期收缩裂缝。浇筑完毕后应立即覆盖一层薄膜，混凝土初凝后在混凝土表面覆盖湿麻袋或湿草垫。同时由于混杂纤维混凝土早期强度较高，故应加强早期湿润养护，每天均洒水数次，使其保持潮湿状态。待测试强度达到混凝土设计强度的85%以上，不少于14d时施工车辆方可在桥面上行驶。