聚丙烯纤维混凝土在桥梁施工中的应用

刘丽敏、江玮

（1.上饶市广丰公路事业发展中心，江西 广丰 334600；2.上饶市婺源公路事业发展中心，江西 婺源 333200）

0 引言

在桥梁工程项目施工阶段大体积混凝土技术是常用方式，通过该技术的应用能够提高桥梁结构的安全性以及稳定性。因此，在桥梁工程施工阶段，施工单位必须要按照工程的施工需求，做好聚丙烯纤维混凝土材料的合理利用，并且对技术的应用过程进行规范控制，从而将聚丙烯纤维混凝土的作用发挥出来，满足桥梁工程项目的建设需求。

1 聚丙烯纤维混凝土施工要求

聚丙烯纤维混凝土在施工中需要选用分层连续浇筑工艺进行施工，防止发生施工缝的问题。振捣环节，移动间隔距离为振动设备直径的1.5 倍，且与模板保持有至少5～10cm 的间距；间隔30cm 振捣一次施工，且插入深度符合要求，一般需要进入聚丙烯纤维混凝土结构内部15cm 左右即可；振捣工作全部结束，需要在缓慢振动的条件下提升振动棒，还要防止给模板、预埋件等发生损坏，也不能存在平振的情况，禁止硬插入聚丙烯纤维混凝土结构井内，确保振捣达到密实度的标准，最终以没有气泡、不泛浆、表面平整等为合格标准。在聚丙烯纤维混凝土初凝完成收光、抹面后，不会在表面出现龟裂的问题。在结构强度达到2.5MPa 之后，经过检测与分析就可以进行拆模施工，且不能使结构发生损坏，同时模板也要达到完整性要求。拆模工作结束后，要做好外观质量检测，并且立即进行洒水养护施工，防止阳光暴晒，做好表面覆盖保护处理，组织专人进行管理，养护时间超过7d[1]。

2 聚丙烯纤维混凝土的防水机理

聚丙烯纤维混凝土的防水特点是混凝土的刚性本体防水，保证其结构的抗渗以及抗裂方面达到防水的要求。聚丙烯纤维抗裂防水的机理就是可以实现混凝土结构的固结、收缩等要求，并和混凝土结构组合形成整体。从微观的角度出发分析，任何混凝土结构内部都会存在一些细微的裂缝，这些裂缝是因为石、砂、水泥胶体和水泥颗粒之间有细微裂缝，肉眼是无法看到的。混凝土硬化达到规定强度时，初期因为水和水泥经过化学反应后成为晶体结构，这种物质的体积要小于原材料，所以会导致混凝土发生收缩的问题；在进入后期阶段，混凝土结构会因为失水而导致表面干缩。由于存在应力的作用，如果超出结构的承载性能，会造成内部结构发生裂缝问题。这些裂缝主要是在结构内部的骨料和水泥胶体局部接触面上，经过凝结以及硬化过程的反应，微裂缝就此形成。在这种情况下，宏观上会认为混凝土处于固结收缩的过程中，通常收缩的率达到8×10-4左右。在微裂缝的发展环节，从无到有、从小到大逐步向外发展。如果没有选择合适的抗裂整改措施，会导致原有的裂缝受到内外应力的持续作用逐步演变为更大的裂缝，从而形成了贯通的毛细孔道与裂缝结构，最终导致防水性能下降明显，结构强度无法达到设计标准的要求，给工程结构安全性和稳定性产生负面影响，甚至诱发严重的安全事故，危害人们的生命健康。

3 聚丙烯纤维混凝土施工技术

混凝土结构材料中加入聚丙烯纤维材料，避免裂缝出现明显的伤害。要使该材料发挥出应有的作用，防止发生早期裂缝的问题，在应用时必须严格落实施工工艺技术标准，确保桥面铺装结构的质量，这对于提高运行效果具有重要价值。

3.1 施工工艺流程

聚丙烯纤维混凝土材料按照施工工艺流程进行，清理凿毛、立模、绑扎钢筋网、拌和混凝土。只有按照工艺流程进行施工，才能保证施工顺利进行，提高施工效果和质量。

3.2 清除凿毛

在桥梁工程混凝土结构施工前，施工人员需要做好表面的清理工作，确保没有任何杂物、碎石等，尤其是关键位置，比如梁体顶面、铰缝的位置，做好清理工作尤为重要。凿毛清理工作全部结束后，确保铺装层与梁体结构黏结性能符合要求，达到工程技术标准要求。

3.3 立模

立模是重要的环节，该环节的质量会对工程总体质量产生影响。在立模施工阶段，应执行施工工艺和质量标准。

3.3.1 模板拼装。该施工区域的昼夜温度过大，温度常年处于20～30℃，工程施工前，结合工程项目要求选择槽钢作为侧模的施工工艺。模板拼装环节，其长度要按照施工工艺方案进行，确保不超过6m。同时，侧模结构的连接部位设置有0.5cm 的缝隙，然后使用8mm 直径的钢筋焊接连接。此外，模板底部的结构铺设施工中，应达到紧密性、稳定性的标准。

3.3.2 模板标高检测。后张法预应力开展箱梁结构施工，外部环境温度影响是比较大的，在特定时间范围内，梁体标高尺寸也会发生很大的变化，为了能够达到标高要求，需要在梁体结构上标注高拱度标高尺寸，以确保铺装施工的质量合格[2]。

3.4 绑扎钢筋网

模板安装工作结束后，就可以进行钢筋绑扎施工，在该环节钢筋保护层结构的厚度是极为重要的技术参数，如果保护层比较大，会造成抗裂效果提升明显；如果保护层厚度较小，容易产生严重的裂缝问题。因此，在钢筋下部需要间隔30～40cm 的距离就要布置一个支点。同时在钢筋绑扎的阶段中，为了能够提高整体的稳定性，需要在了解桥梁施工需求的基础上，对隐蔽位置进行加固处理，以保证混凝土浇筑时不会产生不良影响。

3.5 聚丙烯纤维混凝土施工过程

3.5.1 混凝土的拌和

此次工程项目实施环节，采取强制式搅拌机设备进行聚丙烯纤维混凝土拌和施工，并且使用自动供料机给材料内投入原材料，加入的比例应符合要求，配合比参数达到技术标准。在材料加入时，需要按照砂石、纤维、水泥、水、外加剂的顺序来进行，不能随意改变加入顺序。聚丙烯纤维材料加入时，应确保其均匀洒布到自动供料机的料筒内，并且直接传输到搅拌筒内。在搅拌作业阶段，应做好时间控制，以2～3min为宜。此外，要想使得摊铺施工有序组织开展，加强塌落度的控制极为重要，在5～7cm 之间即可。混凝土经过搅拌处理，达到均匀性的标准，经过检验合格再运输到现场。运输时，在车辆表面覆盖一层篷布或者塑料薄膜，防止水分蒸发而影响结构的性能[3]。

3.5.2 混凝土的浇筑

混凝土运输到施工现场后，就能够进行浇筑作业施工。浇筑时，确保其浇筑的高度应该超出模板高度的2～4cm 左右。浇筑工作全部完成后，就要进行振捣施工，振捣阶段保证密实度、均匀性达标，不会有任何漏振、过振的问题。应用插入式振捣器方式振捣施工，然后应用振捣器实施平整处理，振捣阶段由专人进行现场检查，确保振捣工作符合要求，质量达到标准。经过振捣处理全部完成后，需要落实表面抹平施工，不会有结构性能缺陷和问题。混凝土抹面施工，做好质量管控，按照施工工艺标准进行，保证铺装层结构的平整度合格，达到设计方案的要求。抹面作业施工结束后，按照要求收浆施工，做好聚丙烯纤维混凝土收浆质量控制，通过设备进行施工，且需要将多余的浆液收集起来，在收集10～20min 之后，再进行表面的抹平处理，可以防止发生裂缝的问题。如果这一阶段的质量不达标，则会给工程的质量造成影响。另外，结合项目需要，考虑到环境、风力等要素，达到收浆质量标准[4]。

3.6 检测

检测工作极为重要，主要是进行平整度检测，以确定聚丙烯纤维混凝土桥面铺装结构的质量合格，不会有任何的质量问题。在此次桥梁项目实施环节，平整度的检测是通过长度为6m 的铝合金尺杆进行检测的，将检测后的数据上报该施工人员，做出方案的调节和控制，为工程质量的提升奠定基础。

3.7 刻纹

混凝土结构强度超过设计方案要求的80%之后，使用刻纹机进行刻纹作业，该环节是应用机械设备在混凝土表面进行刻纹，需要做好表面灰尘的清洗处理，达到整洁度的标准要求，确保结构的性能完全符合要求。

4 聚丙烯纤维混凝土质量控制

由于入模温度对于温度的影响是比较大的，所以做好入模温度的控制尤为重要，该温度是否能够符合技术标准和规范性的要求，对于混凝土结构发生裂缝的问题控制极为关键。混凝土入模温度比较低的情况下，内部结构的温度也会较低，所以从初凝到终凝的发展阶段会形成裂缝的问题，通常来说自搅拌制作混合料开始，要尽量降低温度和入模温度。

浇筑工作全部结束后，选择合适测温方式，做好混凝土裂缝的控制，为了保证相应竖向剖面测温点的温度变化对比分析，选择有代表性的两个利用中间位置设置竖向剖面布置测温点，以了解温度参数。竖向测温剖面的周边和内部结构要布置测温点，并且保证和周边表面内60mm 的位置上；为了确保相邻两处的位置上测温点温度可以进行有效对比分析，竖向剖面结构上周边和内部测温点上下、左右必须是对齐的。要想真正了解相邻两个位置的温度差，测点间距设定为1.8m。该工程项目中，温度和混凝土表面以内200mm 位置上温度差对于覆盖养护有直接影响，需加强测温点控制，确保不会损坏结构性能。

一般情况下，混凝土浇筑的2～4d 温度达到最高限度，混凝土测温频率为每3h 一次。在第7 天开始到测温完成的阶段，每6h 进行1 次。按照规范性要求，混凝土施工与养护环节，最大温度控制在50℃以内，降温速度控制在2℃/d 以内。如果测量温度差在25℃以内，就可以不进行养护施工，但是要连续性测温处理，防止短期内天气发生变化而造成内部温度应力的存在，如果温差在20℃以内就可以停止测温。每一次测温工作完成之后，要提供测温工作的结果，经过全面深入分析之后，包含测温点温度数据、代表点位温度曲线变化报告、温度变化趋势等，并对最终的结论做出判断。

混凝土在覆盖塑料薄膜开始养护前，为了防止浇筑结束后表面发生塑性裂缝的问题，终凝前应该进行抹面处理，在表面使用两遍木抹子搓平处理，且要结合现场的具体情况，压到表面不会动为止。混凝土拌和料斗初凝时期开始，因为粗骨料以及水泥砂浆发生下沉的问题，造成水分升高明显，极易产生表面沁水的情况，导致表面含水量升高，从而造成浮浆出现，所以在该位置上水灰比要大于混凝土结构底部，在经过硬化结束后，面层混凝土强度性能要低于内部结构。为了确保结构的受力特点符合要求，在混凝土浇筑环节可以选择应用分层浇筑的作业方式，将表面沁水、浮浆全部清理干净，否则将会导致黏结性能以及钢筋和混凝土连接性能比较差，最终造成表面出现裂缝问题。因此，在该工程项目中，组织专人随时将积水抽出，从而不会因为表面浮浆出现裂缝问题。

经过表面抹面处理结束后，工作人员应该及时开展表面铺设塑料薄膜的方式养护处理。要想不发生干缩问题，养护环节必须保持水分提供比较充足，且在塑料薄膜铺设之前进行必要的喷雾处理，以达到保湿的效果。混凝土保温养护施工环节，一般会检查确定下一层塑料薄膜的水分情况，只要是存在缺水的情况，就需要及时进行喷雾处理。

如果现场施工温度和其他条件都无法满足要求，那么为了避免聚丙烯纤维存在拉毛的问题，混凝土假缝锯割通常应该在混凝土滞后0.5～1.0h。通常在施工环节，要做好温度、条件等分析，总结经验教训，以达到使用的要求。

5 聚丙烯纤维混凝土的发展方向及应用前景

应用性能混凝土是当前社会发展的趋势之一，该材料的强度性能高、适应性好、耐久性好等。但是从聚丙烯纤维材料的特点进行分析，其特性较为明显，尤其是流动性、可搅拌性方面不足，极大影响施工的正常使用。随着现代科学技术高速发展，通过各种手段进行处理，确保经济效益的条件下，提高聚丙烯纤维混凝土流动性效果，消除可搅拌性不足的问题，从而可以保证建筑物结构的耐久性符合要求，延长使用寿命，同时还能够给降低成本并提供必要的支持。此外，在建筑结构组成日益复杂的情况下，建设高度不断增加，对于建筑工程的防火性能要求也在不断提高，而高性能混凝土内加入聚丙烯纤维材料之后，在温度达到165℃时，聚丙烯纤维容易挥发，其内部会形成比较多的空隙，这对于排放高温气体有着重要的帮助。从这个方面出发，聚丙烯纤维混凝土材料应用更加广泛，安全性也更高。因为聚丙烯纤维混凝土抗渗性良好，在渠道防渗、堤坝建设、港口以及码头施工等方面有着明显的优势，抗冻性良好，完全满足工程项目运行的需要，对于社会发展具有积极作用。

6 结语

综上所述，聚丙烯纤维混凝土施工技术是目前桥梁工程的重要技术之一，该材料的应用可以大幅提升桥梁的性能，对于提高交通运行效果有重要的作用。基于此，本文展开研究，了解聚丙烯纤维混凝土施工技术和施工工艺以及质量控制标准，未来还应加强该技术的研发和应用，提高施工技术水平，满足桥梁建设需要。