钢纤维混凝土施工质量控制技术

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  近年来,随着建筑材料科学的不断发展,钢纤维混凝土作为一种新型建筑材料逐渐兴起,它在具有抗裂、抗冲击、耐磨、亲合性好等优点的同时还能显著增加构件的强度、延长其使用寿命,因此值得在路桥隧道工程、建筑工程、水利工程等领域大力推广。本文笔者结合自身的工程实践,从施工的角度出发,对如何控制钢纤维混凝土的施工质量进行了探讨,以供同仁参考。
  1钢纤维混凝土及其应用
  1.1钢纤维混凝土
  1)定义。钢纤维混凝土:将短钢纤维掺入到普通混凝土中,并且使其在混凝土内乱向分布,如此形成的多相柔性复合材料就称为钢纤维混凝土。2)功能原理。①由于钢纤维相比混凝土抗拉强度大、延伸率高,因此在保证混凝土与钢纤维良好粘结的基础上,周围的混凝土可以将外力作用传递给钢纤维承受,使得整体的抗冲击韧性、抗弯拉强度、抗疲劳性能都有了显著的提高,实现了混凝土材料由脆性向塑性的转变;②通常在结构受到动荷载作用时,结构混凝土上不可避免的会产生应力集中,而均匀分散在混凝土中的钢纤维可以显著减小动荷载在结构混凝土上所引起的应力集中,从而可以对混凝土的开裂进行很好的控制。
  1.2钢纤维混凝土的应用
  1)建筑领域。①在板柱节点处使用钢纤维混凝土不仅可以节省抗冲切钢筋、提高板的抗冲切强度、减小板厚,还可以在地震时吸收更多的能量,提高结构抗震性能;②在打桩施工过程中,预制桩的桩尖和桩顶是受冲击荷载较大的部位,因此必须采取有效措施保证预制桩具有足够的抗冲击能力,通常的做法是在桩尖和桩顶掺入适量的钢纤维;③在预制室外楼梯、隔墙、抹灰用的砂浆中运用钢纤维混凝土,可以显著减小构件厚度和重量、降低使用噪音、防止装饰层产生裂缝。2)交通领域。对于路面工程中常出现的结构层龟裂、断板等病害,钢纤维混凝土均可以有效的给予控制,从而提高路面的使用寿命。钢纤维混凝土在路面中的使用主要有两种形式:①直接在基层之上铺筑单层钢纤维混凝土;②钢纤维混凝土作为罩面层铺筑在素混凝土路面之上,可以同时运用于新、旧路面的建设与加固作业。
  2原材料和配合比方面的质量控制
  2.1水泥
  1)钢纤维混凝土中所使用水泥的等级,主要根据设计要求来确定,一般可以采用42.5普通硅酸盐水泥。2)在水泥进场时,应对进场水泥的强度、安定性、凝结时间、细度等进行严格检测,同时要做好水泥在现场的存放工作。
  2.2细集料
  在合理的用量范围之内,细集料应尽可能多的使用粗砂,这主要是因为粗砂与细砂相比需要的水泥量少,在水泥使用量一定的情况下,用粗砂进行钢纤维混凝土的配制可以显著提高混凝土的强度。
  2.3粗集料
  1)在材料进场时还应对粗集料中的粉尘含量、最大粒径、针片状颗粒含量进行严格控制,以保证上述项目都能符合相关规范的要求。2)钢纤维混凝土中所使用的粗集料宜选用反击破工艺生产的坚硬、无风化、洁净的碎石或卵石,并且要求集料的形状尽量接近规则立方体。
  2.4钢纤维
  为保证钢纤维的增强作用,应对施工中所选取的钢纤维的长径比进行严格控制,防止钢纤维因过短、过粗而达不到预期的增强效果,另外,钢纤维若太长或是过细则会导致施工困难、钢纤维在拌合过程中易发生弯折破坏。
  2.5外加剂
  1)与普通混凝土相比,钢纤维混凝土拌制过程中需要加入更多的水,因此,为了保证钢纤维混凝土的质量就必须掺入一定量的外加剂。2)为了保证钢纤维混凝土的质量,在使用外加剂前应对水泥与外加剂的化学适应性进行专门的检验。3)掺入外加剂的种类应当按照工程的需要来确定,常用的添加剂有高效减水剂、早强剂等。需要注意的是不得在混凝土中掺入各种氯盐系外加剂,以防止钢纤维发生锈蚀,影响结构质量。
  3钢纤维混凝土施工方面控制
  3.1混凝土拌和
  在严格按照配合比对各组成材料进行计量配备之后,才能进行钢纤维混凝土的拌和作业。施工中通常根据钢纤维混凝土的用量大小和使用部位来确定搅拌工艺。
  1)大方量机械化施工的混凝土。①搅拌工艺:强制式搅拌工艺;②工艺流程:水泥、细集料、粗集料和钢纤维入搅拌机→干拌0.5分钟→加水和外加剂→湿拌1.5分钟→出料;③工艺优缺点:短时间内拌和产量大、效率高;钢纤维积聚现象较明显,不能均匀分散开。2)小方量、零星工程。①搅拌工艺:滚筒式搅拌工艺;②工艺流程:粗集料、钢纤维入筒→干拌1.5分钟→加细集料和水泥→干拌2-3分钟→加水和外加剂→湿拌1分钟→出料;③总拌和时间:小于等于6分钟;④工艺优缺点:拌和所需时间较长、效率低;钢纤维能均匀分散。
  3.2混凝土运输的控制
  1)车型、运输路线等选择的基本原则都是要尽可能的缩短运送时间和运送距离,避免混凝土由于运送时间过长而出现离析、漏浆、钢纤维下沉等问题。2)对于超过容许运输时间的混凝土,应勒令返回,不得继续使用,以免影响结构质量。
  3.3混凝土浇筑振捣的控制
  1)在混凝土运输至现场之后,应在施工区段内多处分散落料,同时安排专人进行人工找平。2)为避免钢纤维沿接缝隙表面排列,产生裂缝而不能产生增强作用,混凝土的浇筑应连续不能中断。3)在混凝土的整个浇筑过程中,还应利用平板振捣器、震动梁、滚杠等仪器进行振捣密实。
  3.4表面处理
  1)对混凝土表面进行检查发现没有泌水的情况下,方可安排专人采用抹光机对混凝土进行抹面作业,抹面处理的标准是抹面完成之后的表面不得留有浮浆或有钢纤维裸露。2)在对表面平整度进行检查时,应连续放直尺,一旦发现超标应立即进行处理。
  3.5养护
  在完成上述工作之后,可根据实际情况选择采用塑料薄膜覆盖定期洒水养护或者喷涂养生剂养护,养护期控制在一周左右。
  4结束语
  本文主要讨论的对象是近年来逐渐兴起的一种新型建筑材料:钢纤维混凝土。它在具有抗裂、抗冲击、耐磨、亲合性好等优点的同时还能显著增加构件的强度、延长其使用寿命,因此值得在路桥隧道工程、建筑工程、水利工程等领域大力推广。笔者结合自身的工程实践,对如何控制钢纤维混凝土的施工质量进行了探讨,以期能对同仁有所帮助。
  参考文献
  [1]李霞.钢纤维混凝土路面工程中的施工质量控制[j].科技情报开发与经济,2011.
  [2]王强,王娇,杨明飞.钢纤维混凝土路面施工质量控制[j].路基工程,2009.
  [3]杨云山,李忠梁.钢纤维混凝土施工质量控制技术[j].中国新技术新产品,2010.

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