试论钢纤维混凝土的施工工艺_工程力学论文
发布时间：2014-10-26
来源：人大经济论坛
摘要：钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。厂房由于经常进行大负荷的作业，对房体的质量要求比较高，这种钢纤维混凝土的应用正好可以适用于厂房的建设。本文针对钢纤维混凝土在厂房建设中的施工工艺进行了简要的分析。
关键词：钢纤维混凝土 施工工艺 伸缩缝
钢纤维混凝土就是在一般普通混凝土中掺配一定数量的短而细的钢纤维所组成的一种新型高强复合材料。由于钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的产生，不但具有普通混凝土的优良性能，而且具有良好的抗折、抗冲击、抗疲劳以及收缩率小、韧性好、耐磨耗能力强等特性。可使路面厚度减薄50％以上，缩缝间距可增至15m～30m，不用设胀缝和纵缝。钢纤维混凝土用钢纤维类型有圆直型、熔抽型和剪切型钢纤维。其长度分为各种不同规格，最佳长径比为40～70，截面直径在～范围内，抗拉强度不低于380MPa。在施工时钢纤维在混凝土中的掺入量为％～％（体积比），但最大掺量不宜超过％。水泥采用425＃～525＃普通硅酸盐水泥，以保证混合料具有较高的强度和耐磨性能。钢纤维混凝土用的粗骨料最大粒径为钢纤维长度的2/3。不宜大于20mm。细集料采用中粗砂，平均粒径～，松装密度。砂率采用45％～50％。
一、地坪换、填土
基础混凝土垫层底标高为,换填厚度达。回填时严格控制填土的含水率，使其保持在最佳含水状态，回填土每30cm虚铺一层，用15T压路机碾压6遍，压路机行驶速度25－30米/分钟，轮迹互相搭接20－30cm。每层碾压结束，用环刀土工试验，确保基土压实度大于。柱基周围无碾压的部位，用电动打夯机人工配合夯实。为确保厂房地坪下土体稳定，在厂房边轴线以外2m范围内均需进行素土回填。
二、钢纤维混凝土配合比配置
由试验室在开工前进行试配准备，在混凝土试配过程中，发现钢纤维易成束结团附在粗骨料表面、且分布不均，显然这不利于钢纤维发挥其作用。因此，参照各类文献，按粗骨料粒径为钢纤维长度一半对粗骨料进行了严格的进料控制和筛选（控制在15～20mm左右）。另外发现纤维拌合中易互相架立。在混凝土中形成微小空洞，影响混凝土质量、微孔还使钢纤维与水泥沙浆无法形成有效握囊，发挥不了钢纤维的增强作用，对比，我们较同标号普通混凝土提高了砂率和水泥用量,有效地解决了上述问题。
三、级配碎石铺设
地坪换、填土后，铺设30cm厚级配碎石，碎石粒径5－40mm，拌和均匀铺设后，采用15T震动压路机碾压密实，并用灌沙法对密实度进行检验，确保压实度大于。
四、细砂及薄膜铺设、混凝土垫层浇注
细砂主要为保护防潮层的薄膜而设，因此细砂中不允许有较大的沙砾，以免破坏薄膜。铺设细砂后应在表面喷水湿润，使细砂表面均匀密实，并立即铺设薄膜；薄膜铺设后即可进行浇注9cm厚C10混凝土垫层。浇注时采用混凝土输送泵，其中混凝土泵管的钢管支架下设木板用以保护薄膜，施工人员小心操作严禁硬物碰撞薄膜以保护薄膜免遭破坏。
五、钢纤维混凝土面层施工
1、配合比设计
水泥：采用级普通硅酸盐水泥；
碎石：碎石粒径不宜大于钢纤维长度的2/3，一般为5－20mm，含泥量小于1%；
砂：宜用中粗砂，细度模数－，含泥量小于3%；
钢纤维：采用佳密克丝钢纤维，型号RC65/60BN，长度60mm，直径等级：65，单根钢丝最低抗拉强度：1000N/mm2，掺量20kg/m3；
水：采用可饮用的自来水；
根据试验室原材料现场取样，C25钢纤维混凝土配合比为：水泥：碎石：黄沙：水：钢纤维：NC-1外加剂=420：1022：772：210：20：
2、钢纤维混凝土的搅拌
在拌合物中加入的钢纤维应充分分散均匀，才能在混凝土中起到增强作用，如果加入的钢纤维分散不均匀，将使有的部位混凝土缺少钢纤维，有的部位钢纤维过多形成团，这样不仅没起到增强作用，还会引
起局部强度削弱，因此只有保证钢纤维在拌合料中分散均匀，才能获得良好的增强效果。
试验表明，影响钢纤维在拌合料中分散均匀性的主要因素为：钢纤维的体积率、长径比、碎石粒径、水灰比、砂率、以及搅拌机械、投料方法等，其中搅拌机械和投料方法尤为重要。施工时应严格按照试验室设计的配合比下料，采用强制式搅拌机拌合，可先投入砂、石、水泥、钢纤维进行干拌，使钢纤维均匀分散于拌合料中，然后加入水进行湿拌；也可先投入砂、石、水泥、水，在拌和过程中分散加入钢纤维的方法，为了提高分散性，在投放钢纤维时，可用钢纤维分散布料机。由于采用商品混凝土，搅拌时要安排专职试验员长驻搅拌站，监督、控制商品混凝土的搅拌质量，确保混凝土配合比符合设计要求，搅拌质量合格。
3、混凝土面层的浇注
该厂房柱距9*9m，施工时，按柱距分仓浇注施工，先浇注的区域采用14号槽钢作侧模，用充气钻在模板内外二侧每交错钻眼，锚入Φ18钢筋，内侧钢筋顶低于混凝土面2mm，侧模内外分别用木楔和钢筋加固牢固。
支模时用水平仪严格控制槽钢顶标高，在模板支设后用C30细石混凝土将槽钢下面填实，以免混凝土振捣时漏浆，影响混凝土强度。混凝土浇筑时应加强振捣，由于钢纤维会阻碍混凝土的流动，因此钢纤维混凝土的振捣要比普通混凝土的振捣时间长，一般应为普通混凝土的倍。振捣时采用5m长的平板振动器（尽量避免使用插入式振动棒）将混凝土振捣密实直至出浆，用2m长刮尺和木抹子将混凝土表面混凝土浆抹平，误差控制在3mm以内。
4、耐磨层施工
在混凝土面层初凝时，开始耐磨层的施工。耐磨面层材料选用MONOTOP8耐磨粉，每平方5kg，厚度3mm。施工时先将规定用量2/3的MONOTOP8耐磨粉按标画的板块面积用手工均匀撒布在初凝的混凝土表面。完成第一次撒布作业，待材料吸收一定水分后，进行机械圆盘的慢磨作业；第一层材料硬化至一定阶段时，进行第二次剩余的耐磨粉撒布。表面收光时卸下圆盘采用机械磨光片镘磨，机械镘磨应纵横交错进行，运转速度和镘磨角度变化视混凝土地面硬化情况而作出调整，直至表面收光为止。边角等机械难以操作的区域可用手工镘磨加工完成。
耐磨地面完成后，为防止其水分蒸发过快，确保耐磨粉强度稳定增长，应在地面施工完24小时左右在其表面喷敷NONOTOP专用养护剂，进行前期养护。
5、钢纤维混凝土养护
面层采用旧麻袋覆盖养护，避免草袋覆盖养护污染及水份蒸发过快等影响装饰效果和质量。
六、伸缩缝的设置和施工
1、缩缝
地坪混凝土按柱距9米跨每
宽浇注，在分仓混凝土浇注6－8天，并且其强度要达到12Mpa时切割缩缝。切割时沿纵向用切割机每隔9m切割平头缝，形成*9m缩缝，是分仓浇注的接头缝和后切割缝。切割深度5mm,缝宽3－5mm，缝内嵌填柔性材料。
2、伸缝
在厂房长度方向的（1）、（12）、（14）、（23）轴和宽度方向的（A）、（M）轴墙体一侧设置膨胀缝，膨胀缝内填入聚苯乙烯泡沫板，板厚20mm，防止因温度变化因起混凝土变形受到阻碍。在地坪结束后，外墙下部用弧形塑胶踢板镶贴，刚好将此缝隐蔽，达到美观效果。
大面积钢纤维地坪施工，关键是控制好地坪表面的平整度和防止开裂。施工中采用槽钢支模，分仓浇注，确保了表面平整度控制在3mm之内。同时，施工中要加强重点工序的动态管理，保证混凝土的施工质量。
参考文献：
［1］中国工程建设标准化协会标准．钢纤维混凝土结构设计与施工规程．北京：中国建筑工业出版社，1992，6
［2］中国工程建设标准化协会标准．钢纤维混凝土试验方法．北京：中国建筑工业出版社，1989，12
［3］李启棣，吴淑华．钢纤维混凝土的特性及其应用．铁道建筑，1989（1）
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