鋼纖維混凝土施工質(zhì)量控制技術(shù)

翁文浩　王建清

摘 要：通過分析鋼纖維混凝土特性，探討鋼纖維混凝土施工過程中的施工質(zhì)量控制技術(shù)，提出如何通過備料和配比，拌和和運輸，澆筑和振搗，施工養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)來保證鋼纖維混凝土施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鋼纖維混凝土 施工 質(zhì)量控制

引 言

在國外鋼纖維混凝土開發(fā)應(yīng)用較早，但我國在 1993 年后江蘇道路工程中才剛開始應(yīng)用。如今,國內(nèi)外鋼纖維混凝土已廣泛應(yīng)用于砼結(jié)構(gòu)工程的各個領(lǐng)域,如橋梁、道路、隧道、水利、等，前景十分廣闊。

1. 鋼纖維混凝土介紹

鋼纖維混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete) 簡稱SFRC ,是采用鋼纖維在混凝土中分散配置技術(shù),制成的復(fù)合材料, 由于鋼纖維短而細(xì),具有高抗拉強(qiáng)度、高延性和韌性、高抗堿性等良好性能使得鋼纖維混凝土在保有普通混凝土的優(yōu)良特性基礎(chǔ)上,其整體的性能顯著改善, 這些亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展及宏觀裂縫的形成使原本脆性的混凝土材料呈現(xiàn)出很高的抗裂抗拉、抗沖擊、抗疲勞、耐磨損等特性。鋼纖維混凝土也有自身的缺點如流動性差,攪拌和振搗時纖維易成團(tuán)和折斷, 凝結(jié)時間短等，因此對于施工質(zhì)量的控制技術(shù)性要求很高。

2.1鋼纖維混凝土的常規(guī)施工過程

鋼纖維混凝土的常規(guī)施工過程為：設(shè)計備料和混合比-測量放樣-基層檢驗-整修支立摸板-鋼筋綁扎-混凝土的拌和、運輸、澆筑、振搗-表面整修-接縫施工養(yǎng)護(hù)-。下面結(jié)合已有的施工經(jīng)驗就其中關(guān)鍵幾個步驟的施工質(zhì)量控制技術(shù)探討如下。

2.2 鋼纖維混凝土施工質(zhì)量控制要點

2.2.1 認(rèn)真?zhèn)淞?/p>

目的：為了使配制的鋼纖維混凝土能夠最大限度的滿足施工要求。

鋼纖維品種、幾何參數(shù)(型號、公稱長度、公稱直徑、長徑比、抗拉強(qiáng)度等) 和體積率的選用等應(yīng)符合《鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》的規(guī)定。表面必須進(jìn)行除油污和除銹。

水泥:優(yōu)先采用32. 5級或42. 5級普通硅酸鹽水泥。要防止水泥中氯鹽含量過高腐蝕鋼纖維。

粗集料:粗集料技術(shù)指標(biāo)要符合《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(JGJ53—92),最大粒徑不超過20mm或鋼纖維長度的2/3，宜采用石質(zhì)堅硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒、表面粗糙,近立方體顆粒的碎石。

細(xì)集料: 細(xì)集料砂各項技術(shù)指標(biāo)要符合《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(J GJ52—92),且不含氯鹽成份,細(xì)度模數(shù)范圍2. 3～3. 0，宜采用天然中粗砂或機(jī)制砂。

水:無污染的自然淡水或自來水，不得選用海水。

外加劑:宜選用優(yōu)質(zhì)減水劑,對抗凍性有明確要求的鋼纖維混凝土，宜選用引氣型減水劑。

2.2.2 合理配比

鋼纖維混凝土配合比設(shè)計原則上與普通混凝土相同,所配置的鋼纖維混凝土要進(jìn)行強(qiáng)度試驗,同時滿足抗壓、抗拉、抗折強(qiáng)度要求,主要采取以抗折為主,抗壓為輔的雙控制指標(biāo)。

影響配合比的主要因素是鋼纖維體積率、砂率和水灰比?？砂慈缦路椒ù_定。

(1)根據(jù)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計值及施工配置強(qiáng)度提高系數(shù)確定試配抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。

(2)按試配抗壓強(qiáng)度計算水灰比, 可按普通水泥混凝土抗壓強(qiáng)度、水泥標(biāo)號、水灰比的關(guān)系式求得一般應(yīng)控制在0.45 - 0.50之間。對于噴射混凝土，濕噴法的水灰比比干噴法的水灰比略大一些。砂石等集料的含水量和含泥量應(yīng)計量準(zhǔn)確,保證清潔,以保證噴射混凝土的流動性。

(3)根據(jù)試驗抗折強(qiáng)度,按規(guī)定計算鋼纖維體積率。一般體積率選1.0～1.5%。最大摻量一般不應(yīng)超過2.0%。鋼纖維混凝土中鋼纖維摻量的最優(yōu)體積率,可采用試驗室試驗的方法進(jìn)行抗拉和抗壓試驗,根據(jù)試驗結(jié)果繪制出的曲線研究分析后確定。

(4)根據(jù)施工要求通過試驗確定單位體積用水量(摻用外加劑時應(yīng)考慮外加劑的影響) 。

(5) 砂率可根據(jù)經(jīng)驗確定，較普通混凝土要大,最好的方法是根據(jù)試驗確定合理砂率(現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)材料品種,鋼纖維纖維體積率,水灰比等適當(dāng)調(diào)整) ,一般應(yīng)控制在1. 1 - 1. 6%之間.

(6)按絕對體積法計算材料用量確定試驗配比。

(7)按配合比進(jìn)行拌和物理性能實驗,檢驗其稠度、粘聚性、保水性是否滿足施工要求。若不滿足則應(yīng)在保持水灰比和鋼纖維體積率不變的條件下,調(diào)整單位體積用水量或砂率直到滿足要求為止,并據(jù)此確定用于強(qiáng)度試驗的基準(zhǔn)配合比。

(8) 根據(jù)強(qiáng)度試驗結(jié)果調(diào)整水灰比和鋼纖維體積率,確定施工配合比

2.2.3 有效拌和，迅速運輸

保證鋼纖維混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵是控制好投料順序,攪拌方法和時間。攪拌鋼纖維混凝土最好采用水平雙軸型強(qiáng)制式攪拌機(jī)

運輸要求可與普通混凝土相同，由鋼纖維混凝土攪拌罐車運送到現(xiàn)場, 運輸應(yīng)盡量縮短時間避免運輸時拌和物離析，運抵后應(yīng)加速轉(zhuǎn)動2～3min后使用,并檢查有無結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。

2.2.4正確澆筑振搗

振搗時不要使用插入式振動棒，會使鋼纖維朝振動著的振動棒聚集,產(chǎn)生集束效應(yīng)。為確保鋼纖維的二維分布,振搗時宜使用平板振動器振搗成型。由于鋼纖維混凝土的流動性較差,為保證邊角混凝土密實,應(yīng)對每塊橋板邊角處先用鋼釬人工搗實,然后再用振搗棒順澆筑面邊線模板方向插入振實,使鋼纖維成縱向條狀集束,從而使鋼纖維的排列有利于抵抗板體收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力及荷載的傳遞。振搗持續(xù)時間以混凝土停止下沉、不再冒氣泡并泛出水泥漿為準(zhǔn),同時防止過振。,鋼纖維混凝土的壓實抹平必須在混凝土初凝前結(jié)束, 混凝土表面收光要及時進(jìn)行, 最佳時間是在混凝土澆注完畢后人可在上面留下深10mm 腳印時開始, 否則將有部分鋼纖維露頭。收光后混凝土表面不應(yīng)留下鋼纖維。最好采用砼道面壓花技術(shù)。

2.2.5 施工養(yǎng)護(hù)

鋼纖維混凝土應(yīng)強(qiáng)早期濕潤養(yǎng)護(hù),采用灑水，用濕的草袋鋪在表面或用養(yǎng)護(hù)材料的方法使其表面保持濕潤不少于7天。對于公路路面要待混凝土達(dá)到28天齡期,測試強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度。如遇冬季施工,可按常規(guī)辦法采取防凍措施。

結(jié) 束 語

鋼纖維混凝土因為其抗裂、抗沖擊、抗疲勞性能強(qiáng), 韌性大, 耐久性高等優(yōu)越性, 在工程實踐中已被得到越來越廣泛地應(yīng)用。本文結(jié)合對鋼纖維混凝土的施工質(zhì)量控制技術(shù)要點進(jìn)行了淺顯地探討和總結(jié), 希望能為今后各類工程的施工提供借鑒?！?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]鋼纖維混凝土試驗方法. 中國建筑工業(yè)出版社.2004