聚丙烯纤维喷射混凝土加固桥梁施工技术应用

【摘要】通过研究喷射混凝土的施工工艺特征, 分析了聚丙烯纤维喷射混凝土加固桥梁施工技术的原理理论。利用聚丙烯纤维喷射混凝土加固拱桥试验, 介绍了聚丙烯纤维喷射混凝土加固桥梁施工技术优缺点及影响因素。

【关键词】聚丙烯纤维; 施工技术; 喷射混凝土

【中图分类号】U445.7+2 【文献标识码】A

【文章编号】1008- 5696- ( 2006) 05- 0019- 02

0 前言

　　聚丙烯喷射纤维混凝土加固桥梁是利用聚丙烯原材料对桥梁进行加固。其中聚丙烯从单体C3H6而得，是一种高分子碳氢化合物，它的化学稳定性好，和大多数化学物质不发生作用，表面疏水性，不会被水泥浆浸湿。聚丙烯纤维具有与基体间的粘结较差，使拔出强度较低，而喷射混凝土技术近十几年来在土木建筑工程领域内发展十分迅速，国内外的大量实践表明，喷射混凝土用于矿山、井巷与地下工程的支护衬砌、基坑支护、建筑结构的补强加固及复杂薄壁结构和输水充水、结构的建造等，均显示其独特的功能和显著的效益。

1 聚丙烯喷射混凝土施工工艺研究

　　将按一定的比例配合搅拌均匀的水泥、砂、石子、速凝剂、聚丙烯纤维、干拌和料送入喷射机内，利用压缩空气将拌和料经管道压送至喷枪嘴，在喷嘴后部与压力水混合，以高速喷于结构物或岩石表面，硬化后形成一层密实混凝土，从而得到加强或保护。

　　施工机具包括干式双罐式混凝土喷射机或转盘式混凝土喷射机、喷枪、混凝土搅拌机、上料装置(皮带机)、压缩空气机、气罐、贮水容器及各种输送胶管等施工中湿喷混凝土机械采用了湿喷机，湿喷是用喷射机压送已加入拌和水的拌和物，在喷嘴处加入了速凝剂。湿喷时水与其他材料拌和较均匀，产生的粉尘和回弹少。为了将湿式的长处引入干式中，采用在喷嘴前几米的地段加水的方法，有时把这种方式叫半湿式，但从本质上说，还是属于干式。经过现场实践，该湿喷机基本能满足工程使用要求机器有关测试文件中的技术指标。

2 聚丙烯纤维喷射混凝土加固桥梁施工技术试验

　　我们以加固上承式钢筋混凝土拱桥为例，一般要做以下各项工作。

　　第一，布置现场，搭脚手架。

　　第二，凿毛。

　　第三，网托的布置和施工。

　　①网托的尺寸。梁底的钢筋网，从下往上看如图1。挂在梁底的钢筋网：11=10cm，12=80cm，钢筋直径B=0.6m，膨胀螺栓A为l2×lcm, 即直径A=1cm，h1=12cm，h2=5cm，h3=6cm。若喷6～7cm 厚正好盖住螺栓和钢筋网。挂在量侧的钢筋网：11=l5cm，l2=120cm， 钢筋直径B=0.6cm，膨胀螺栓A 为l2×1.2cm，即直径A=1.2cm，h1=15cm，h2=5cm，h3=9cm。

　　②网托的施工。打膨胀螺栓的孔；安膨胀螺栓杆；在地面绑好钢筋网；用点焊把钢筋网固定在螺栓上。

　　第四，喷砂清理。

　　安完钢筋网后，喷砂清理混凝土表面浮动颗粒或污垢，同时也喷砂清除钢筋或其他要喷混凝土的钢筋构件表面的铁锈。

　　第五，喷射聚丙烯纤维混凝土。

　　①喷射纤维混凝土的原材料及其配合比选择。现以某工程为例，进行原材料和配合比的选择如下。水泥：工程中采用42.5 级“ 哈尔滨牌”普通硅酸盐水泥。砂子：采用本地松花江中粗砂，细度模数3.1。石子：采用5～10mm 连续级配的花岗岩碎石。速凝剂：湿喷混凝土工艺要求使用液体速凝剂，经过多方面比较，采用河南省巩义市特种建材厂生产的8604- 2 型和广东省深圳生产的D5- 2 型液体速凝剂作为现插试验的主选品种迸行试验。掺量为水泥重量的3%~5%，标准要求与水泥净浆试验初凝时间不超过5min，终凝时间不超过l0min，并与水泥要有很好的相容性，且28d 强度保存率不小于70%。我们将两种材料分别迸行了与水泥的相容性和凝结时间试验，结果见表1。防水剂和减水剂：施工前对膨胀剂和减水剂迸行了对比试验，采用本研究实验的C30配合比。纤维：聚丙烯纤维。

　　试验结果表明：8604- 2 型液体速凝剂能满足施工需要，且具有腐蚀性弱、混凝土强度损失小等优点。

　　②喷射纤维混凝土的工艺。机械设备。机械设备及风、水压要求见表2。

　　喷射纤维混凝土施工安排如图2。

　　第六，喷射纤维混凝土的养护。

　　良好的养护，对于水泥含量高、表面粗糙的薄壁喷射混凝土结构显得更为重要。喷射后的7d 内对于养护是最关键的时期，此后混凝土已取得足够的抗拉强度来抵制收缩应变。并且靠近暴露面的渗透率也降低到足以使混凝土内部失水最少。喷射混凝土终凝2h 后应喷水养护，养护时间一般地下工程不少于7d，地面工程不少于14d。当地下工程内相对湿度大于85%时，也可采用自然养护。

　　冬季施工时，喷射混凝土作业区的气温不应低于±5℃，拌和料进入喷射机时的温度不能低于+5℃，集料可在配料时加热，而温水则用于拌和时或在喷嘴处加入。喷嘴处和拌和时的水温应在10～20℃之间。水温高于20℃会造成水泥的预水化。喷射混凝土受冻前必须具有足够的强度。规范规定，普通硅酸盐水泥配制的喷射混凝土低于设计强度的30%，用矿渣水泥配制的喷射混凝土低于设计强度的40%，不得受冻。

3 结束语

　　聚丙烯纤维喷射混凝土加固桥梁，具有如下的效果：

　　第一，增强抗裂性，提高抵抗裂缝能力。高弹模纤维增强混凝土的抗拉强度明显，增强冻融作用和抵抗性能改善普通混凝土的耐疲劳性能。

　　第二，产生微裂缝后纤维能继续抵抗外力的拉拔作用，韧性增强。

　　第三，喷射混凝土具有密实度高、强度大、粘结力强，耐久性、抗冻、抗渗性好，可节省混凝土，同时施工工艺简便，不用或少用模板，节省大量模板材料，省去支模工序，将水平垂直运输和浇灌振捣等工序合二为一，快速高效，降低成本，值得推广。