钢纤维膨胀混凝土的性能及在旧路修补中的应用

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摘要：介绍了钢纤维膨胀混凝土的性能以及在旧混凝土路面修补中的应用情况，并通过配合比试验、性能检测、在工程上的应用，证明了钢钎维混凝土可以在混凝土的修补中起到很好的作用，延长了混凝土路面的使用年限。

关键词：钢纤维膨胀混凝土 应用技术旧路修补

[Abstract]: This paper introduces the properties of steel fiber reinforced expansive concrete and application in old concrete pavement repair, and through the application of test, performance test, the mixture ratio, proved that the steel fiber reinforced concrete can play a very good role in concrete repair, prolong the service life of concrete pavement.

[Keywords]: Steel fiber reinforced expansive concreteapplied technology The old road repair

中图分类号： U416 文献标识码： A 文章编号：

水泥混凝土路面以其使用年限长养护费用低等优点，在我国得到广泛应用，这对提高道路等级，改善道路通行能力，提高社会效益起到了明显作用。但是，随着水泥混凝土路面的增多，一些水凝混凝土路面因服役期已到、道路交通量过大或因设计不周、施工不当等原因造成路面出现各种病害（如裂缝、板角断裂、错台、表面裂纹与层状剥落等），且有些路面病害相当严重。根据旧水泥混凝土路面的破坏程度,目前,国内外常用的旧水泥混凝土路面改造措施主要有:1)加铺新水泥混凝土面层;2)旧水泥混凝土路面修补;3)加铺沥青混凝土或水泥混凝土面层。如何有效的对路面混凝土板进行快速有效的修补，使道路能畅通和材料能耐久，对于大量的混凝土旧路破损来说是一个亟待解决的问题。通过使用钢纤维膨胀混凝土对旧路修补的实验和应用，证明了钢纤维膨胀混凝土是旧路修补的一种良好材料。

1、室内实验

1.1实验原材料

本试验使用的水泥为冀东水泥有限公司生产的普通硅酸盐水泥，强度等级为P·O42.5，物理力学性能见表1。

表1水泥的物理力学性能

砂为细度模数2.7的中粗河砂,石子为5～20 mm连续级配的石灰岩碎石，外加剂采用山西黄腾生产的外加剂UNF-1B。膨胀剂采用高星MRT-3，经检测符合规范要求。钢纤维选用长度30 mm、当量直径0.60 mm由浙江某厂生产的低碳结构钢剪切扭曲型,型号DN-30,其强度380 MPa以上，钢纤维掺量为混凝土体积的1.5%。

1.2试验方法

采用普通路面混凝土、钢纤维膨胀混凝土两种配合比，分别搅拌成型，检测早期3d、28d抗折强度，新旧混凝土界面强度、混凝土耐磨试验。

混凝土抗弯试验采用100 mm×100 mm×400mm的试件成型，测量抗弯强度。混凝土界面粘结强度按如下方法进行:先浇注尺寸100 mm×100 mm×400 mm的混凝土棱柱体试件，养护28 d后折断，将折断面清理干净，放置在100 mm×100 mm×400mm的模具一边，在折断面涂刷同钢纤维混凝土相同配比的砂浆，再浇注钢纤维膨胀混凝土,养护28 d后测定新旧混凝土界面剪切粘结强度。混凝土耐磨试验在圆盘磨耗机上进行,试件尺寸70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm,试验龄期28 d,磨料为粒径0.25～0.65 mm的石英砂,以转动圆盘磨100 r后混凝土试件磨耗重量损失来表示耐磨性能。

表2 实验结果

1.3试验结果分析

从结果分析看，加了钢纤维膨胀剂的混凝土相比普通混凝土来说3d、28d极限抗弯强度分别提高51%、42%，有效的提高率混凝土的抗弯强度，并且早起强度有较大提高，有利于混凝土快速修补。加了钢纤维膨胀剂的混凝土相比普通混凝土来说新旧界面28d极限抗弯强度已经高于普通混凝土的抗弯强度，作为修补材料满足强度要求。加了钢纤维膨胀剂的混凝土相比普通混凝土来说28d的磨耗值比普通混凝土降低了35%，修补后耐磨性能大大提高。

2、工程应用

2.1工程概况

芦汉路起点位于宁河县芦台镇内的津榆支路，终点位于汉沽区津汉公路京山铁路地道，全长约8.5km。该路全线位于宁河县及汉沽区。该路目前是连接芦台镇与汉沽区城区最便捷的一条干线公路。道路K6+350处为公路下穿铁路地道，铁路与道路交角约为45°，地道引路全长1.045km，采用混凝土路面。由于车流量较大，重载车辆多，先期据施工的南半幅路面损坏严重，存在着较多的裂缝、板角断裂、错台、表面裂纹与层状剥落等病害，在2011年芦汉路全面拓宽时对2006年完工的地道引路进行修补。

2.2修补工艺

首先，对要修补的病害进行统计，根据损坏的程度制定相应的处理方法。对于断裂的修补，先切割25cm宽，2cm左右深的长方形，务必使混凝土上部切缝平直美观，在使用风镐按照切割的方形尺寸开凿成7-20cm深的方槽。凿除完毕后使用风管将混凝土方槽吹干净，将切割的光滑边缘凿毛，务必使骨料。再将方槽四周喷少量水，待表面无积水且成湿润状态时，使用水泥净浆涂刷一道，然后将搅拌好的钢纤维膨胀混凝土浇入方形槽内振捣密实。对于断裂分布于整板大部，裂缝联通成面的，首先将破碎板面部位先切边再凿除，原有钢筋可利用的在其上加钢筋网片，不可利用的留够长度单面焊接钢筋补齐，加铺一层钢筋网片，再湿润、涂刷净浆、浇注钢纤维膨胀混凝土振捣密实。

采用上述方法使用钢纤维膨胀混凝土对芦汉路下穿铁路地道引路进行修补，经过三年的使用和观察，目前修补的混凝土状态良好，没有出现脱落现象，经受住了重载交通的考验。

3结论

3.1在旧混凝土修补中，钢纤维膨胀混凝土比普通混凝土具有更好的抗弯强度，改善了混凝土的粘结性能，是很好的修补材料。

3.2使用钢纤维膨胀混凝土修补旧混凝土路面具有工艺简单，施工方便，成本低等特点，值得大范围推广。

参考文献：

[1]覃浩. 水泥混凝土路面损坏原因及修补材料的选择. 山西建筑,2008.2

[2]葛光华. 钢纤维混凝土在旧混凝土路面修补工程中的应用. 盐城工学院学报,2004.12

作者简介：

王德志：武汉理工大学毕业，参与过拉萨二航局柳梧大桥项目、哈尔滨中交二航局哈大铁路项目、福建永宁高速A4标项目。现就职于天津市宁河县交通局。