建筑工程中鋼纖維混凝土的發(fā)展應(yīng)用分析

周義民

1 鋼纖維混凝土的發(fā)展前景

鋼纖維混凝土（Steel fiber reinforced concrete，簡(jiǎn)稱(chēng)SFRC） 是用一定量亂向分布的鋼纖維增強(qiáng)的以水泥為粘結(jié)料的混凝土，屬于一種新型的復(fù)合材料。相對(duì)于普通混凝土來(lái)說(shuō)，由于其抗裂性特強(qiáng)、韌性很大、抗沖擊與耐疲勞強(qiáng)度高、抗拉與抗彎強(qiáng)度高，正廣泛應(yīng)用于道路、機(jī)場(chǎng)、橋梁、水工、港口、鐵路、礦山、隧道、軍事及工民建等工程領(lǐng)域。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，各種重要工程越來(lái)越多，具有抗裂、抗?jié)B、抗凍、抗振等特殊要求的建筑物、構(gòu)筑物也將會(huì)越來(lái)越多，鋼纖維混凝土也將會(huì)因其優(yōu)于普通混凝土的性能，而得到更加廣泛的應(yīng)用。

2 工程概況

總建筑面積19131m2，全長(zhǎng)約130m。結(jié)合城市規(guī)劃及消防的要求，按功能的要求分成6 個(gè)防火分區(qū)，防火分區(qū)之間采用防火墻分隔，柱距為36×9m，為鋼結(jié)構(gòu)屋面，平均每個(gè)區(qū)的面積達(dá)3 千平方米。根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)，如此大面積的混凝土地面若采用普通混凝土，則結(jié)構(gòu)裂縫是難以避免的。因此，我們?cè)谡麄€(gè)設(shè)計(jì)與施工中采用了鋼纖維混凝土。

3 鋼纖維混凝土的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1） 鋼纖維。鋼纖維按生產(chǎn)工藝可分為切斷型、剪切型、熔抽型及銑削型等類(lèi)型，橫截面有圓形、矩形、月牙形及不規(guī)則形等，其外形可為平直形、波浪形、牙痕形、扭曲形、斷鉤形及大頭形等。鋼纖維的長(zhǎng)度一般在15mm～16mm 之間，其截面直徑或等效直徑可為0.3mm～1.2mm，長(zhǎng)徑比宜在30～100 之間。鋼纖維的技術(shù)要求與檢驗(yàn)方法應(yīng)符合建設(shè)部頒發(fā)的《鋼纖維混凝土》 （JG/T3064-1999） 中的規(guī)定。

2） 其他原材料。所用的水泥、水、骨料、外加劑以及混合材料，應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中關(guān)于混凝土所用原材料的規(guī)定。粗骨料粒徑不宜大于20mm 或鋼纖維長(zhǎng)度的2/3。同時(shí)，由于鋼纖維的加入，JG/T3064-1999 對(duì)鋼纖維混凝土拌合物中氯化物的總含量以及所選用的外加劑性能作了明確的規(guī)定。

鋼纖維混凝土配合比。鋼纖維混凝土配合比除滿足普通混凝土一般要求外，還應(yīng)滿足抗拉強(qiáng)度、韌性、施工時(shí)拌合物和易性和鋼纖維不結(jié)團(tuán)的要求。（鋼纖維混凝土強(qiáng)度等級(jí)為CF30） 的設(shè)計(jì)中，我們采用鋼纖維混凝土的目的在于增強(qiáng)地面混凝土的抗裂性。因此，我們借鑒一些已有工程實(shí)例的鋼纖維摻入量，確定每m3 混凝土中摻入50kg 剪切波形普通碳素鋼纖維（鋼纖維體積率 約為0.64%）。最終鋼纖維混凝土的施工配合比由施工單位根據(jù)現(xiàn)行施工規(guī)范先完成配合比設(shè)計(jì)計(jì)算，然后根據(jù)試配結(jié)果經(jīng)調(diào)整最終確定。本工程施工配合比如下：水：水泥：砂： 石子： 粉煤灰： 鋼纖維：減水劑FDN-5R： =0.57：1.00：2.66：2.77：0.24：0.15：0.124。

按以上配合比制作的混凝土試塊，經(jīng)試驗(yàn)室抽樣檢測(cè)，其28d 抗壓強(qiáng)度達(dá)到39.8MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 鋼纖維混凝土的施工要點(diǎn)

4.1 鋼纖維混凝土的攪拌

由于鋼纖維混凝土在拌制過(guò)程中容易結(jié)團(tuán)從而影響混凝土性能，故在拌制過(guò)程中要采取合理的投料順序以及正確的拌制方法。在施工中我們采用了以下投料順序：砂→石→鋼纖維→水泥→水→外加劑。

在施工中我們采用了以下拌制方法：先干拌2min～3min（以鋼纖維均勻分布為宜），后加水濕拌2min～3min（以水泥完全裹握鋼纖維為止），必要時(shí)可延長(zhǎng)攪拌時(shí)間。

拌制前須測(cè)定骨料的含水率，以便及時(shí)調(diào)整用水量和材料用量。拌制過(guò)程中采用了電腦自動(dòng)配料，從而增加了配料的精確性，減少了人為因素誤差。鋼纖維布料則采用人工連續(xù)分散，這樣既確保了投料速度，又確保了鋼纖維在混凝土中能均勻分布。

4.2 鋼纖維混凝土的運(yùn)輸

鋼纖維混凝土應(yīng)采用大型攪拌運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸。運(yùn)輸過(guò)程應(yīng)控制在30min 以?xún)?nèi)，以防止鋼纖維混凝土結(jié)團(tuán)，進(jìn)而影響混凝土的可泵性。鋼纖維混凝土運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后，在卸料前可快速旋轉(zhuǎn)裝料車(chē)，以利鋼纖維均勻亂向分布。

5 結(jié)語(yǔ)

地面混凝土的施工中，我們發(fā)現(xiàn)，同標(biāo)號(hào)、同施工條件出現(xiàn)在普通混凝土樓面板上的少量溫差裂縫在鋼纖維混凝土板面施工時(shí)卻未發(fā)現(xiàn)。這一點(diǎn)有力地說(shuō)明了鋼纖維散亂地分布于混凝土中，通過(guò)鋼纖維對(duì)混凝土的拉結(jié)作用及其本身的抗拉作用，使得混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉性能顯著增強(qiáng)，從而有效地阻止了混凝土結(jié)構(gòu)中微裂縫的開(kāi)展與傳播，消除了使用過(guò)程中地面產(chǎn)生滲漏水和破壞的隱患。