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試論鋼纖維混凝土的施工工藝
發布時間：2014-07-15
鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復合材料。這些亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內部微裂縫的擴展及宏觀裂縫的形成，顯著地改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能，具有較好的延性。廠房由于經常進行大負荷的作業，對房體的質量要求比較高，這種鋼纖維混凝土的應用正好可以適用于廠房的建設。本文針對鋼纖維混凝土在廠房建設中的施工工藝進行了簡要的分析。鋼纖維混凝土就是在一般普通混凝土中摻配一定數量的短而細的鋼纖維所組成的一種新型高強復合材料。由于鋼纖維阻滯基體混凝土裂縫的產生，不但具有普通混凝土的優良性能，而且具有良好的抗折、抗沖擊、抗疲勞以及收縮率小、韌性好、耐磨耗能力強等特性。可使路面厚度減薄50％以上，縮縫間距可增至15m～30m，不用設脹縫和縱縫。鋼纖維混凝土用鋼纖維類型有圓直型、熔抽型和剪切型鋼纖維。其長度分為各種不同規格，最佳長徑比為40～70，截面直徑在0.4mm～0.7mm范圍內，抗拉強度不低于380MPa.在施工時鋼纖維在混凝土中的摻入量為1.0％～2.0％（體積比），但最大摻量不宜超過2.0％。水泥采用425＃～525＃普通硅酸鹽水泥，以保證混合料具有較高的強度和耐磨性能。鋼纖維混凝土用的粗骨料最大粒徑為鋼纖維長度的2/3.不宜大于20mm.細集料采用中粗砂，平均粒徑0.35mm～0.45mm，松裝密度1.37g/cm3.砂率采用45％～50％。
一、地坪換、填土
基礎混凝土墊層底標高為-2.6m，換填厚度達1.6m.回填時嚴格控制填土的含水率，使其保持在最佳含水狀態，回填土每30cm虛鋪一層，用15T壓路機碾壓6遍，壓路機行駛速度25－30米/分鐘，輪跡互相搭接20－30cm.每層碾壓結束，用環刀土工試驗，確保基土壓實度大于0.92.柱基周圍無碾壓的部位，用電動打夯機人工配合夯實。為確保廠房地坪下土體穩定，在廠房邊軸線以外2m范圍內均需進行素土回填。
二、鋼纖維混凝土配合比配置
由試驗室在開工前進行試配準備，在混凝土試配過程中，發現鋼纖維易成束結團附在粗骨料表面、且分布不均，顯然這不利于鋼纖維發揮其作用。因此，參照各類文獻，按粗骨料粒徑為鋼纖維長度一半對粗骨料進行了嚴格的進料控制和篩選（控制在15～20mm左右）。另外發現纖維拌合中易互相架立。在混凝土中形成微小空洞，影響混凝土質量、微孔還使鋼纖維與水泥沙漿無法形成有效握囊，發揮不了鋼纖維的增強作用，對比，我們較同標號普通混凝土提高了砂率和水泥用量，有效地解決了上述問題。
三、級配碎石鋪設
地坪換、填土后，鋪設30cm厚級配碎石，碎石粒徑5－40mm，拌和均勻鋪設后，采用15T震動壓路機碾壓密實，并用灌沙法對密實度進行檢驗，確保壓實度大于0.92.
四、細砂及薄膜鋪設、混凝土墊層澆注
細砂主要為保護防潮層的薄膜而設，因此細砂中不允許有較大的沙礫，以免破壞薄膜。鋪設細砂后應在表面噴水濕潤，使細砂表面均勻密實，并立即鋪設薄膜；薄膜鋪設后即可進行澆注9cm厚C10混凝土墊層。澆注時采用混凝土輸送泵，其中混凝土泵管的鋼管支架下設木板用以保護薄膜，施工人員小心操作嚴禁硬物碰撞薄膜以保護薄膜免遭破壞。
五、鋼纖維混凝土面層施工
1、配合比設計水泥：采用P.O32.5級普通硅酸鹽水泥；
碎石：碎石粒徑不宜大于鋼纖維長度的2/3，一般為5－20mm，含泥量小于1%；
砂：宜用中粗砂，細度模數2.5－3.0，含泥量小于3% ；
鋼纖維：采用佳密克絲鋼纖維，型號RC65/60BN，長度60mm，直徑0.9mm等級：65，單根鋼絲最低抗拉強度：1000N/m?，摻量20kg/m3；
水：采用可飲用的自來水；
根據試驗室原材料現場取樣，C25鋼纖維混凝土配合比為：水泥：碎石：黃沙：水：鋼纖維：NC-1外加劑=420：1022：772：210：20：5.5
2、鋼纖維混凝土的攪拌
在拌合物中加入的鋼纖維應充分分散均勻，才能在混凝土中起到增強作用，如果加入的鋼纖維分散不均勻，將使有的部位混凝土缺少鋼纖維，有的部位鋼纖維過多形成團，這樣不僅沒起到增強作用，還會引起局部強度削弱，因此只有保證鋼纖維在拌合料中分散均勻，才能獲得良好的增強效果。
試驗表明，影響鋼纖維在拌合料中分散均勻性的主要因素為：鋼纖維的體積率、長徑比、碎石粒徑、水灰比、砂率、以及攪拌機械、投料方法等，其中攪拌機械和投料方法尤為重要。施工時應嚴格按照試驗室設計的配合比下料，采用強制式攪拌機拌合，可先投入砂、石、水泥、鋼纖維進行干拌，使鋼纖維均勻分散于拌合料中，然后加入水進行濕拌；也可先投入砂、石、水泥、水，在拌和過程中分散加入鋼纖維的方法，為了提高分散性，在投放鋼纖維時，可用鋼纖維分散布料機。由于采用商品混凝土，攪拌時要安排專職試驗員長駐攪拌站，監督、控制商品混凝土的攪拌質量，確保混凝土配合比符合設計要求，攪拌質量合格。
3、混凝土面層的澆注
該廠房柱距9*9m，施工時，按柱距分倉澆注施工，先澆注的區域采用14號槽鋼作側模，用充氣鉆在模板內外二側每0.8m交錯鉆眼，錨入Φ18鋼筋，內側鋼筋頂低于混凝土面2mm，側模內外分別用木楔和鋼筋加固牢固。
支模時用水平儀嚴格控制槽鋼頂標高，在模板支設后用C30細石混凝土將槽鋼下面填實，以免混凝土振搗時漏漿，影響混凝土強度。混凝土澆筑時應加強振搗，由于鋼纖維會阻礙混凝土的流動，因此鋼纖維混凝土的振搗要比普通混凝土的振搗時間長，一般應為普通混凝土的1.5倍。振搗時采用5m長的平板振動器（盡量避免使用插入式振動棒）將混凝土振搗密實直至出漿，用2m長刮尺和木抹子將混凝土表面混凝土漿抹平，誤差控制在3mm以內。
4、耐磨層施工
在混凝土面層初凝時，開始耐磨層的施工。耐磨面層材料選用MONOTOP8耐磨粉，每平方5kg，厚度3mm.施工時先將規定用量2/3的MONOTOP8耐磨粉按標畫的板塊面積用手工均勻撒布在初凝的混凝土表面。完成第一次撒布作業，待材料吸收一定水分后，進行機械圓盤的慢磨作業；第一層材料硬化至一定階段時，進行第二次剩余的耐磨粉撒布。表面收光時卸下圓盤采用機械磨光片鏝磨，機械鏝磨應縱橫交錯進行，運轉速度和鏝磨角度變化視混凝土地面硬化情況而作出調整，直至表面收光為止。邊角等機械難以操作的區域可用手工鏝磨加工完成。
耐磨地面完成后，為防止其水分蒸發過快，確保耐磨粉強度穩定增長，應在地面施工完24小時左右在其表面噴敷NONOTOP專用養護劑，進行前期養護。
5、 鋼纖維混凝土養護
面層采用舊麻袋覆蓋養護，避免草袋覆蓋養護污染及水份蒸發過快等影響裝飾效果和質量。
六、伸縮縫的設置和施工
1、縮縫
地坪混凝土按柱距9米跨每4.5m
寬澆注，在分倉混凝土澆注6－8天，并且其強度要達到12Mpa時切割縮縫。切割時沿縱向用切割機每隔9m切割平頭縫，形成4.5*9m縮縫，是分倉澆注的接頭縫和后切割縫。切割深度5mm，縫寬3－5mm，縫內嵌填柔性材料。
2、伸縫
在廠房長度方向的（1）、（12）、（14）、（23）軸和寬度方向的（A）、（M）軸墻體一側設置膨脹縫，膨脹縫內填入聚苯乙烯泡沫板，板厚20mm，防止因溫度變化因起混凝土變形受到阻礙。在地坪結束后，外墻下部用弧形塑膠踢板鑲貼，剛好將此縫隱蔽，達到美觀效果。
大面積鋼纖維地坪施工，關鍵是控制好地坪表面的平整度和防止開裂。施工中采用槽鋼支模，分倉澆注，確保了表面平整度控制在3mm之內。同時，施工中要加強重點工序的動態管理，保證混凝土的施工質量。
參考文獻
［1］中國工程建設標準化協會標準．鋼纖維混凝土結構設計與施工規程．北京：中國建筑工業出版社，1992，6
［2］中國工程建設標準化協會標準．鋼纖維混凝土試驗方法．北京：中國建筑工業出版社，1989，12
［3］李啟棣，吳淑華．鋼纖維混凝土的特性及其應用．鐵道建筑，1989（1）
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