鋼纖維混凝土施工技術及其優(yōu)勢

王 偉 喜

(山西金峰建設工程有限公司，山西 太原 030012)

·施工技術·

鋼纖維混凝土施工技術及其優(yōu)勢

王 偉 喜

(山西金峰建設工程有限公司，山西 太原 030012)

以某大型物流工程為例，對該工程采用鋼纖維混凝土地坪進行了探討，通過設計計算鋼纖維摻量，編制了科學的施工方案，并提出了工藝優(yōu)化和質量控制措施，最終滿足了高性能地坪的質量要求，加快了工程進度，節(jié)約了工程成本。

鋼纖維，水灰比，抗拉強度

1 鋼纖維混凝土地坪做法

鋼纖維混凝土地坪做法如下(均布荷載為：3.8 t/m2，集中荷載為：9.6 t/m2)：

1)鋰基混凝土液態(tài)硬化劑面層：用量為0.4 kg/m2，表面為亞光；

2)非金屬骨料耐磨面層：厚約2 mm,材料用量為5 kg/m2；

3)200 mm厚C30混凝土，內摻佳密克絲鋼纖維，摻量23 kg/m3。

2 鋼纖維混凝土地坪施工技術

1)基層做法。

a.80厚C20素混凝土墊層。

b.300厚3∶7灰土。

c.素土夯實，壓實系數(shù)不小于 0.92。

2)地坪施工環(huán)境要求。

鋼纖維混凝土地坪施工時必須避免陽光直射、通風和雨淋。面層澆筑應在屋面和墻體等圍護結構完成后的封閉環(huán)境下進行施工為最佳。先地坪，再吊裝鋼結構，地坪面層會因風吹、日曬、雨淋而導致表面失水，降低混凝土強度，致表面開裂，地坪質量會受到影響。

3)鋼纖維混凝土配合比要求。

a.鋼纖維型號：RC-80/60-BN，長度60 mm，直徑0.75 mm,長徑比80。鋼纖維用水融性膠水粘結成排，兩端帶鉤。其抗拉強度大于1 100 MPa。

b.預拌商品混凝土:混凝土配合比應在實驗室提前試配，并加入規(guī)定摻量的鋼纖維，坍落度、強度、水灰比等通過測試，應滿足要求。對外加劑的添加量應嚴格控制，水灰比應小于0.5。坍落度為(140±10)mm,混凝土中粉煤灰和礦粉的含量應控制到最低，最大不超過水泥用量的15%。

水泥宜用普通硅酸鹽水泥，減少水泥用量，混凝土強度為C30，應在澆筑前用試塊做抗壓強度試驗。試塊的組數(shù)，按每項工程不應少于一組。每1 000 m2做一組試塊，不足1 000 m2也加做一組。當配合比改變時，應做相應的試塊。

骨料應連續(xù)級配，使用前應嚴格篩選，粗骨料最大粒徑不大于25 mm。

骨料和砂中的含泥量應控制在最小范圍內。

混凝土坍落度應通過外加劑來控制，并在澆筑現(xiàn)場應備用適量的外加劑?；炷翝仓r嚴禁在現(xiàn)場摻水或通過罐車加水。

4)鋼纖維的投放和攪拌。

鋼纖維在攪拌站加入，包裝規(guī)格應為立方米的用量，每立方米投入一袋，以避免計量偏差。在攪拌站投料順序為：先投砂石，再投鋼纖維。

5)鋼纖維混凝土的鋪設和振搗，抹平。

用混凝土罐車直卸方式澆筑鋼纖維混凝土；混凝土鋪攤后應采用平板振動機振實，再使用振動梁振搗，并用6 m靠尺壓實抹平混凝土，此工序必須在初凝前完成?；炷翑囍r每個分倉格內必須一次澆完，不應隨便留置施工縫?；炷帘砻嫣釢{需及時進行，在初凝前用漿頭覆蓋露頭的鋼纖維。表面收光最佳時間為初凝前，以人站在混凝土上，表面留出深10 mm腳印時為最佳時間。

6)養(yǎng)護。

用2 mm厚土工布覆蓋后澆水養(yǎng)護，應保持其表面濕潤14 d以上。杜絕將部分地坪裸露在外，上面既無薄膜等材料覆蓋，又不灑水的情況發(fā)生。

7)切縫。

為避免混凝土收縮和溫度裂縫發(fā)生，應及早進行切縫處理，以引導裂縫在切縫處開裂。切縫應提前進行規(guī)劃設計，間距不大于6 m，切縫形狀最好是正方形，如為矩形，最大長寬比不得大于1.5。切縫深度宜為混凝土地坪厚度的1/3，縫寬3 mm～5 mm，內填彈性材料(如聚氨酯嵌縫材料)。

切縫一般在混凝土終凝后2 d～3 d進行，切縫時混凝土抗壓強度不應小于10 MPa，或以切縫時混凝土不打邊為宜。

8)鋼纖維摻量檢驗。

鋼纖維摻量在混凝土澆筑地點取樣檢驗，用水洗法將鋼纖維從混凝土中洗出，曬干后稱量，單組取樣其含量偏差不得超過應摻量的20%，每三個以上取樣其含量均值偏差不得超過應摻量的5%。

9)細部處理。

混凝土地坪與墻、柱邊采用10 mm厚的泡沫板隔離，泡沫板須高出地坪約2 cm。

沿柱四邊、墻面陰角、陰井四周設5φ12@100的加強筋。

在平行貨架方向每隔6 m設施工縫，施工縫處設φ16傳力桿，間距為300，長為600，一端加PVC套管。

10)鋼纖維的存放和保管。

鋼纖維必須存放在干燥的室內，不得淋水(如雨水)，否則鋼纖維生銹后其抗拉強度會明顯降低。嚴禁將生銹的鋼纖維投入混凝土中攪拌。

3 鋼纖維混凝土地坪和傳統(tǒng)地坪的性能優(yōu)勢分析

1)提高混凝土的工作效能，延長混凝土的使用壽命，減少維護費用。鋼纖維對地坪的加固是全截面的、整體的，且各向同性的，在所有部位鋼纖維都能起到加固作用。而鋼筋混凝土地坪由于有保護層和鋼筋網空間的存在，這些部位實質上都是素混凝土。在溫度應力、混凝土本身收縮應力以及外荷載的作用下，此類部位的混凝土極易過早的開裂和剝落。而鋼纖維混凝土中的鋼纖維無處不在，其與混凝土一起成為一個“均質體”。鋼纖維的高抗拉強度、彈性模量及特殊的外形可增加其與混凝土間的握裹力，并提高混凝土的延展性，共同承擔荷載作用，提高混凝土的耐磨性及抗疲勞性能和韌性，改善混凝土的耐久性，減少沖擊摩擦所產生的表面損傷，而不至于發(fā)生脆性破壞。

2)可減少裂縫的產生。每千克鋼纖維為4 600根，每立方米混凝土摻23 kg，則每立方米105 800根，每平方米含21 160根。這是鋼筋所達不到的配筋密度及加固密度。極高的加固密度能充分控制地面裂縫寬度，地坪裂縫寬度可控制在0.2 mm以下。

因鋼纖維本身的抗拉強度極高(大于1 000 MPa)，在混凝土內又廣泛分布，其對地坪裂縫的形成和擴展起到很強的控制和約束作用；而鋼筋的抗拉強度僅300 MPa，且鋼筋的分布及數(shù)量又極其有限。因此鋼纖維混凝土地坪的裂縫寬度和數(shù)量將遠小于傳統(tǒng)地坪。

3)鋼纖維混凝土無腐蝕問題。傳統(tǒng)地坪鋼筋因結構開裂或破壞而致使鋼筋裸露在空氣中，就會發(fā)生銹蝕，銹蝕會沿著鋼筋延伸下去；因銹蝕而產生的體積膨脹會導致鋼筋周圍的混凝土剝落。

但銹蝕在鋼纖維混凝土中是可避免的，因為：第一，混凝土中的鋼纖維是雜亂無章的分布，且呈間斷性分離，即使某根鋼纖維發(fā)生銹蝕，也不會引發(fā)其他鋼纖維的銹蝕；第二，由于鋼纖維的比表面積非常小，即使銹蝕，其體積膨脹也非常有限，不會導致混凝土的脹破和剝落。

4)可適應更大程度的不均勻沉降。由于鋼纖維提高了混凝土板的韌性和延性，板的允許彎曲撓度加大，將混凝土性質由原來的脆性變?yōu)槿嵝裕蚨诳刂频仄阂虿痪鶆虺两诞a生的裂縫方面，效果明顯增強，可規(guī)避地基的不均勻沉降帶來的隱患。

5)鋼纖維添加簡便。由于佳密克絲鋼纖維采用粘結成排的獨有技術，在運輸過程及混凝土攪拌中絕不會結團。故可被視為一種骨料在攪拌站中隨砂石一起添加，添加時根據設計摻量直接投入攪拌即可。

6)節(jié)約工期，降低工程造價。因鋼纖維可完全替代鋼筋，減少了鋼筋制作、加工、綁扎、焊接等作業(yè)流程，因此其施工周期大大減少。

同時，因無鋼筋網片，在混凝土澆搗時，罐車可直接進入澆筑位置用直卸方式進行澆筑，不必泵送。免去了接泵管、拆泵管的時間和費用，加快了澆筑速度。

在本項目中鋼纖維用量和原設計方案雙層雙向φ12@150相比，單從配筋上其造價節(jié)約4%。加上工期縮短、節(jié)省了泵送費和接拆泵管人工費等。如此，整體造價節(jié)約達5%～10%。

7)有利于安全，并便于后續(xù)工作。因減少了鋼筋施工環(huán)節(jié)，可提高施工安全，避免了因鋼筋施工可能出現(xiàn)的安全問題和質量隱患的發(fā)生。

鋼纖維地坪在后期安裝設備、貨架等地腳螺栓時，不會像傳統(tǒng)地坪那樣碰到鋼筋而損傷或打斷鋼筋；同時由于鋼纖維混凝土地坪的整體性好，長期使用不會出現(xiàn)傳統(tǒng)地坪的膨脹螺栓易松動、脫落開裂的危險。

[1] 趙 軍.鋼纖維高強混凝土抗壓性能試驗研究[J].新型建筑材料,2014(1)：135.

[2] 鄧宗才.鋼纖維混凝土疲勞斷裂與損傷特性的試驗研究[J].土木工程學報，2003(2)：184-185.

[3] 蔣應軍.鋼纖維混凝土性能與施工工藝研究[J].混凝土,2008(8)：35-36.

Steel fiber concrete construction technology scheme and advantage

Wang Weixi

(ShanxiGoldenPeakConstructionEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030012,China)

Taking a large logistics engineering as an example, this paper discussed the engineering using steel fiber reinforced concrete floor, through the design and calculation of steel fiber dosage, preparation of scientific construction scheme, and put forward technology optimization and quality control measures, finally meet the quality requirement of high performance floor, speed up the engineering schedule and save engineering cost.

steel fiber, water cement ratio, tensile strength

1009-6825(2015)28-0088-02

2015-07-26

王偉喜(1967- )，男，工程師

TU755

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