鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法

鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法

《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》是青島市膠州建設集團有限公司、科達集團股份有限公司完成的建築類施工工法,完成人是郭道盛、姜煥勝、張德光、劉執聖、黑增武,適用於對混凝土的抗壓、抗拉(裂性、抗滲性)、抗折強度、耐沖磨和耐久性有較高要求的地下工程、水池、人防工程、大體積混凝土工程、高層建築、水工工程、公路橋樑、隧道、機場跑道等各種工業與民用工程的高強高性能混凝土。

《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》主要的工法特點是:易於掌握,施工質量容易保證;提高結構的使用壽命,節約後期運行成本和維護成本。

2011年9月,《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

  • 中文名:鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法
  • 工法編號:GJEJGF050-2010
  • 完成單位:青島市膠州建設集團有限公司、科達集團股份有限公司
  • 主要完成人:郭道盛、姜煥勝、張德光、劉執聖、黑增武
  • 審批單位中華人民共和國住房和城鄉建設部
  • 主要榮譽:國家二級工法(2009-2010年度)
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,

形成原因

在混凝土中分別摻入鋼纖維和聚丙烯纖維,彈性模量高的鋼纖維可提高混凝土的初期斷裂性能,但對混凝土裂後變形能力提高有限;彈性模量與混凝土相當的聚丙烯纖維,能提高混凝土的裂後變形能力,但不能從根本上提高混凝土的強度和抗裂性能。在混凝土中同時摻入鋼纖維和聚丙烯纖維,這兩種纖維在不同的受荷階段和不同的結構層次發揮增強增韌作用,比不摻或單摻某種纖維具有更高的抗壓、抗拉、抗折強度和更好的抗沖磨性能、耐久性。在摻量(體積比)分別為0.6%(鋼纖維)和0.3%(聚丙烯纖維)時,混凝土強度可提高10%~20%,混凝土壓縮破壞時的延性得到提高,抗折強度提高25%,劈拉強度提高17.3%;在初裂、終裂和出現3毫米裂縫時的衝擊次數分別是素混凝土的2.2、3.1、7.2倍,是聚丙烯纖維混凝土的1.3、1.8、2.5倍,是鋼纖維混凝土的1.5、1.9、2.3倍。2008年以來,青島市膠州建設集團有限公司、科達集團股份有限公司在所施工的青島小埠東舊村改造1~5號樓、青島東盛花園A5~A12號樓、青島興旺花園AB地塊1~3號商住樓、沿海高速七契約段青鋒鹽場滷水溝大橋橋面鋪裝等工程中對鋼-聚丙烯纖維混凝土的施工技術進行了套用和研究,編制了《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》。

工法特點

《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》的工法特點是:
1、充分利用鋼纖維和聚丙烯纖維的優點,使這兩種纖維在不同的受荷階段和不同的結構層次發揮增強增韌作用,使混凝土的各種物理力學性能得到最大限度的提高。
2、利用聚丙烯纖維代替部分鋼纖維,減少了鋼纖維的用量,降低工程造價。
3、採用混雜纖維後混凝土的強度提高10%~20%,可減小構件截面,降低工程造價。
4、混凝土的抗裂性能得到提高,防止了裂縫和滲漏現象,減少了修補維護費用和用戶投訴和索賠。
5、摻入鋼-聚丙烯纖維後混凝土的抗變形能力增強,可實現超長超大結構的無縫施工,省略變形縫、後澆帶等構造措施,縮短工期,並減少變形縫、後澆帶的處理費用。
6、鋼-聚丙烯纖維混凝土的施工工藝根據常規混凝土的常規工藝稍加改進即可,不必增加特殊的設備,易於掌握,施工質量容易保證。
7、鋼纖維、聚丙烯纖維均是定量包裝,易於計量,混凝土配比容易控制。
8、提高施工效率,縮短施工周期15%以上。
9、鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土可提高結構的使用壽命,節約後期運行成本和維護成本。

操作原理

適用範圍

《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》適用於對混凝土的抗壓、抗拉(裂性、抗滲性)、抗折強度、耐沖磨和耐久性有較高要求的地下工程、水池、人防工程、大體積混凝土工程、高層建築、水工工程、公路橋樑、隧道、機場跑道等各種工業與民用工程的高強高性能混凝土。

工藝原理

《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》的工藝原理敘述如下:
彈性模量高的鋼纖維主要起增強材料的作用當混凝土的微小裂紋在外荷載作用下發生擴展時,緩解了裂縫尖端的應力集中,增加了裂縫的擴展阻力,提高了混凝土的初期斷裂性能和抗拉、抗壓、抗折強度,但因為鋼纖維摻量的限制,在沒有鋼纖維分布的部位不能對混凝土的開裂產生阻滯作用,因此對混凝土裂後變形能力作用不大彈性模量與混凝土相當的聚丙烯纖維,雖然不能從根本上提高混凝土的強度和抗裂能力,但因為眾多聚丙烯纖維在混凝土中的亂向分布,在初裂發生後使較大的裂縫轉變為多個細小的裂縫,即形成所謂的多點開裂,能提高混凝土的裂後變形能力。在混凝土中同時摻入鋼纖維和聚丙烯纖維,這兩種纖維在不同的受荷階段和不同的結構層次發揮增強增韌作用,比不摻或單摻某種纖維具有更高的抗壓、抗拉、抗折強度和更好的抗沖磨性能和耐久性。

施工工藝

  • 工藝流程
《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》的工藝流程:施工準備→纖維分散→投料攪拌→混凝土運輸→混凝土澆築、振搗、抹面→混凝土養護。
  • 操作要點
《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》的操作要點如下:
一、施工準備
施工準備主要包括配合比設計、拌合物試驗、模板支設與驗收、鋼筋安裝與驗收、材料與設備準備、施工人員安排、方案編制、培訓與交底。
1.配合比設計:根據具體工程的結構和使用功能要求進行配合比設計,一般可根據混凝土強度等級確定水泥、砂、石、外加劑、摻合料和水的配比,然後根據不同的使用要求(抗裂性、抗沖磨性或耐久性)側重點確定鋼纖維和聚丙烯纖維的摻入量。根據實驗研究和工程經驗,混雜纖維混凝土的各組分中,混雜纖維、水膠比、粉煤灰的摻量變化對混凝土的工作性、強度和耐久性影響較大,減水劑、砂率、用水量對混雜纖維混凝土的強度及耐久性影響較小,可在允許範圍內取較大值,以獲得較好的施工性能即工作性。為保證鋼、聚丙烯纖維與基體有效結合,宜選用較小粒徑的骨料,一般最大粒徑10~20毫米。從綜合提高混凝土的抗壓、抗拉、抗折強度和抗沖磨性、耐久性來考慮,經工程試驗研究,混雜纖維混凝土的最優配合比為:混雜纖維摻量(體積比):鋼纖維0.8%(折合每立方米混凝土摻量62.4千克);聚丙烯纖維0.1%(折合每立方米混凝土摻量0.91千克);水膠比:0.34;粉煤灰摻量(重量比):15%;砂率:40%;用水量:190千克/立方米;減水劑:1.2%(高效減水劑FDN,主要成分為萘磺酸甲醛縮合物)。聚丙烯纖維與銑削型鋼纖維混雜時的綜合作用效果優於與其他類型的鋼纖維混雜。
2.拌合物試驗:正式澆築鋼-聚丙烯纖維混凝土前應按《普通混凝土拌合物試驗方法》GB/T 50080-2002進行拌合物試驗,拌合物試驗的內容為纖維對拌合物的含氣量、坍落度隨時間變化特性、初凝和終凝時間以及泌水速度等的影響。通過拌合物試驗確定混凝土拌合物的性能指標,作為確定施工工藝的依據。
3.模板支設與驗收:模板支設按常規做法,要保證模板及支撐系統的強度和穩定性,模板的幾何尺寸和平整、垂直度按照《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB 50204-2002進行驗收應達到合格標準。
4.鋼筋安裝與驗收:鋼筋製作與安裝按常規做法按照《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB 50204-2002進行驗收應達到合格標準。
5.材料與設備準備:見《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》的材料設備章節。
6.施工人員安排:根據澆築工程量和澆築速度安排施工人員,每個施工班組要保證有1個專門的纖維分散和投料工。具體的施工班組組成如下:
攪拌機操作工1人,水泥、摻合料、外加劑投料工1人,砂投料工1人,石子投料工2人,纖維分散、撒布工1人,混凝土輸送泵操作工1人,指揮工1人,混凝土布料工2人,混凝土攤鋪工3人,振搗工2人,抹面工3人,養護工1人。
7.方案編制、培訓和交底:施工前編制鋼-聚丙烯纖維混凝土專項施工方案,對工人進行培訓和交底,使工人熟練掌握鋼-丙烯纖維混凝土施工與普通混凝土施工的不同之處,如纖維的分散和撒布工藝、混凝土投料順序、混凝土的攪拌時間、輸送、澆築、振搗、收面等工序應注意的問題。
二、纖維分散
纖維分散工藝是保證鋼-聚丙烯纖維混凝土中纖維不結團、在混凝土中分布均勻的關鍵環節。
1.鋼纖維分散
宜使用水融性膠水粘結成排工藝的佳密克斯鋼纖維,必要時採用分散機進行分散。鋼纖維在現場採用鋼纖維分散機振動分散,將待分散的鋼纖維放在鋼纖維分散機的活動篩上,鋼纖維在搖動、振動、撥散和碰撞作用下,陸續穿過兩層篩的篩條間隙而分散下落,將振動分散好的鋼纖維收集後存放待用。分散機的功率宜為0.75~1.0千瓦,分散力宜為20~60千克/分鐘。也可採用自行走鋼纖維分散撒布機進行分散的撒布,將待分散的鋼纖維按配合比稱量後放在鋼纖維分散機的存放料槽中,鋼纖維通過分散機分散後均勻撒布在強制式攪拌機內。
2.聚丙烯纖維分散
採用聚丙烯自分散纖維,出廠時經過特殊的防靜電及抗紫外線處理,使用時拆開包裝直接投入混凝土拌合料中,經過攪拌使纖維在混凝土中分散均勻。
三、投料攪拌
投料順率和時間與施工條件及鋼、聚丙烯纖維的形狀、長徑比、體積率等有關,應通過施工現場攪拌試驗確定,以攪拌過程中鋼、聚丙烯纖維不產生結團和保證一定生產率為原則。一般情況下可採用以下順序:
加入石子→加入1/3鋼纖維→加入砂→加入/3鋼纖維和1/2聚丙烯纖維→乾拌0.5分鐘→加入水泥、摻合料(粉煤灰等)→乾拌0.5分鐘→加入剩餘鋼纖維和聚丙烯纖維、水、外加劑,邊加邊攪拌2-3分鐘。鋼-聚丙烯纖維混凝土攪拌應採用強制式攪拌機,最好採用水平雙軸型攪拌機。總共攪拌時間約3~4分鐘,但最長不應超過5分鐘,否則可能因攪拌時間過長而引起結團。當纖維摻量較高或坍落度較小時,為不使攪拌機超負荷工作,攪拌機的利用率不應超過額定功率的80%。嚴格控制各種材料的計量,按重量比進行控制,鋼纖維和聚丙烯纖維的計量誤差應控制在1%以內,其他各種材料的計量誤差應符合《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB 50204-2002的規定。
四、混凝土運輸
通過拌合物試驗表明,同樣條件下混凝土摻入鋼纖維和聚丙烯纖維後坍落度降低約10%~30%且坍落度隨時間損失較快,特別是在30分鐘後損失速度加快,所以應儘量縮短混凝土的運輸時間,優先選用現場集中攪拌,如選用商品混凝土應控制混凝土攪拌站與澆築現場的距離,使混凝土自攪拌機出料至澆築現場的運輸時間不宜超過30分鐘。嚴禁在拌合料中二次加水。運輸過程中如出現離析現象應進行二次攪拌。
五、混凝土澆築、振搗、抹面
鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土的澆築、振搗、抹面與普通混凝土基本相同。通過拌合物試驗表明,混凝土中摻入鋼纖維和聚丙烯纖維後,混凝土的初凝時間提前1~1.5小時,終凝時間也有所提前,同時纖維的摻入減少了塑性混凝土表面的析水,表現為泌水率下降,泌水推遲20分鐘開始,提早30分鐘結束,混凝土的坍落度降低約10%~30%,且隨時間損失較快,特別是30分鐘後損失速度加快。針對鋼-聚丙烯纖維的以上特點,對混凝土的澆築、振搗、抹面工藝做以下改進:
1.對第一車混凝土要進行開盤鑑定,滿足設計要求後方可大面積澆築。
2.採用地泵或汽車泵澆築。混凝土的坍落度因為摻入鋼纖維和聚丙烯纖維而有所降低,但這並不表示混凝土的和易性降低了,因為坍落度指標不能全面的表征和易性。坍落度降低現象是由纖維摻入產生特殊觸變效果,會影響拌和物的靜態流變現象,如坍落度降低、泌水性降低、黏聚性提高。由於纖維並不增大混凝土的摩擦係數,摻纖維的混凝土雖然坍落度降低,但仍可保持與同配合比普通混凝土相似的泵送性,所以不必特意增大混凝土的塌落度,特別是嚴禁加水。如混凝土的可泵性較差時,可在徵得建設單位、監理單位工程師的同意下,適當增加減水劑的摻量。
3.在澆築第一盤鋼-聚丙烯纖維混凝土前,套用水將運輸罐車、塔吊的料斗、滑槽、串筒、泵管、原澆築面和模板進行濕潤,儘量保證混凝土的工作性能。
4.混凝土下料不宜太快,一般將混凝土堆高2~4厘米,用插入式振動器振搗後,再用平板振動器振動、搶平。一般採用一刮、二滾、三縱、四抹的方法,確保表面的平整度。混凝土入模後應停留10~20分鐘,再進行振搗,這樣混凝土平整度和密實度較好,且混凝土漿充分泛出,把纖維埋在混凝土中。振搗器應比澆築普通混凝土時多1~2個振動棒的操作要做到“快插慢拔”,以便更有效地排出混凝土中的氣體,使之更加密實;振動棒插點應均勻有序,插點間距宜為500毫米左右,每點振搗時間宜為5~15秒,以混凝土面不再下降,表面出現浮漿為止。
5.鋼-聚丙烯纖維混凝土較為粘稠,表現在插入式振搗器振搗時的穴坑復平時間較長,收面要適當加強。在纖維混凝土澆築1~2小時,必須對混凝土進行二次振搗,並對纖維混凝土表面拍打振實。收漿是鋼-聚丙烯纖維混凝土很關鍵的施工工藝。在施工過程中,應根據當時天氣的冷熱狀況,風力大小等具體情況進行收漿,收漿過早或過晚都有可能影響平整度或出現早期裂縫等。最後一次抹面應在剛初凝,並在終凝前完成,目的是將表面裂紋全部消除。
6.鋼-聚丙烯纖維混凝土必須連續澆築,不得出現冷縫。每次倒料必須相壓15~20厘米,使鋼-聚丙烯纖維混凝土的澆築保持整體連續性。
六、混凝土養護
混凝土凝固前應保持表面濕潤狀態防止水分蒸發。在終凝後立即用塑膠薄膜覆蓋養護,施工放樣後,也必須立即澆水並覆蓋養護纖維混凝土澆水養護的時間不得少於14天。澆水次數應能保持混凝土始終處於濕潤狀態,並做好混凝土養護記錄。豎向構件應帶模養護不少於3天,拆模後應澆水養護或刷養護液,養護時間不少於14天。

材料設備

《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》所用的材料及設備明細如下:
一、材料要求
1、水泥:配製鋼-聚丙烯纖維混凝土所用水泥應符合《通用矽酸鹽水泥》GB 175-2007中的規定。
2、摻和料:採用矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥配製鋼-聚丙烯纖維混凝土時,可摻入粉煤灰、礦渣微粉、矽粉等礦物摻合料。摻合料的性能應符合《高強高性能混凝土礦物外加劑》GB/T 18736-2002及相關套用技術規範的規定,摻量應通過試驗確定。
3、骨料:配製鋼-聚丙烯纖維混凝土時,砂的性能指標應符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》GBJ 52的規定。粗骨料的性能指標應符合《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》GBJ 53的規定。砂的細度模數要適中,宜採用中細砂,砂的級配應符合要求。粗骨料粒徑不宜大於20毫米或鋼纖維長度的2/3。
4、化學外加劑鋼-聚丙烯纖維可與化學外加劑同時使用,化學外加劑的性能指標應符合《混凝土外加劑》GB 8076-2008或《混凝土外加劑套用技術規範》GB 50119-2003等國家標準的有關規定,鋼-聚丙烯纖維混凝土宜採用主要成分為萘磺酸甲醛縮合物的高效減水劑(FDN),嚴禁摻加氯鹽外加劑。
5、水鋼-聚丙烯纖維混凝土拌合用水必須符合國家《混凝土拌合用水標準》JGJ 63-2006的規定,不得採用海水。
6、聚丙烯纖維的技術要求:鋼-聚丙烯纖維混凝土所用的聚丙烯纖維技術參數及物化性能指標應符合《混凝土、砂漿聚丙烯纖維》Q/320106PF001的有關標準。
聚丙烯纖維主要品種有單絲、網狀、粉狀、聚脂纖維、防爆纖維等,用於鋼-聚丙烯纖維混凝土的應為出廠時經過特殊的防靜電及抗紫外線處理的自分散的束狀單絲聚丙烯纖維。聚丙烯纖維為定重塑膠袋包裝,每包0.9千克,每箱(袋)15包。束狀單絲聚丙烯纖維的物理化學性能指標如下表。
束狀單絲聚丙烯纖維的物理化學性能指標
纖維類型
束狀單絲
密度
0.91克/立方米
線密度
14.5~18.9分特克斯
熔點
165~175攝氏度
斷裂強度
≥300兆帕
燃點
590攝氏度
斷裂伸長率
15%~20%
纖維規格
5、12、15、19毫米
彈性模量
≥3500兆帕
耐酸鹼性
截面形狀
Y形
相量直徑
0.048毫米
推薦使用於混凝土的聚丙烯纖維長度為15~19毫米。
7、鋼纖維的技術要求
(1)鋼纖維類型、鋼纖維摻量、鋼纖維長徑比是影響鋼-聚丙烯纖維混凝土性能的主要因素,應合理選擇與基材強度相適應的鋼纖維。
(2)鋼纖維的極限抗拉強度應大於500兆帕能承受一次彎折900而不斷裂。
(3)圓直和熔抽鋼纖維適宜配製中低強度混凝土,銑削型鋼纖維、切斷型鋼纖維、剪下型鋼纖維適合配製高強度混凝土。鋼纖維的最小直徑不應小於0.4毫米,一般控制在0.45~0.70毫米,鋼纖維的長度應控制在25~60毫米,在正常攪拌機拌合時,長徑比應控制在50~70。
(4)實驗和工程實踐證明,銑削型鋼纖維與聚丙烯纖維的混雜對提高混凝土綜合性能的作用優於其他類型的鋼纖維,因此工程上應優選銑削型鋼纖維。銑銷型鋼纖維的技術指標:長度25~60毫米,直徑0.25~1.25毫米,最佳長徑比50~70,抗拉強度不小於600兆帕,宜使用水融性膠水粘結成排工藝的佳密克斯鋼纖維。
(5)鋼纖維外觀必須潔淨、無油污、無銹,並不含其他雜質和碎屑。
二、機具設備
鋼-聚丙烯纖維混凝土與普通混凝土的施工機具設備基本相同,不同之處包括使用了鋼纖維分散機,混凝土攪拌最好使用強制式攪拌機。主要機具設備如下表。下表中未列設備同普通混凝土施工機具。
鋼一聚丙烯纖維混凝土主要施工機具設備
序號
機具名稱
主要技術指標
用途
1
強制式攪拌機
水平雙臥軸強制式攪拌機
攪拌混凝土
2
鋼纖維分散機
功率0.75~1.0千瓦,分散力20~60千克/分鐘
振動分散鋼纖維
3
混凝土輸送泵
/
泵送混凝土
4
混凝土振動棒
/
振動混凝土
5
平板振動器
/
振動混凝土

質量控制

《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》的質量控制要求如下:
一、質量標準
1、《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB 50204-2002。
2、《混凝土、砂漿聚丙烯纖維》Q/320106PF001。
3、《鋼纖維混凝土結構技術規程》CECS38:2004。
4、《聚丙烯纖維混凝土、砂漿施工指導規程》。
二、質量檢驗內容及檢驗標準
1、原材料進場質量檢驗
(1)水泥、砂、石、摻合料、外加劑、水的檢驗按《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB 50204-2002進行。
(2)聚丙烯纖維:按《混凝土、砂漿聚丙烯纖維》Q/320106PF001的要求進行檢驗。用於鋼-聚丙烯纖維混凝土的應為出廠時經過特殊的防靜電及抗紫外線處理的自分散的束狀單絲聚丙烯纖維。束狀單絲聚丙烯纖維的物理化學性能指標如表6.1.6。聚丙烯纖維長度宜為15~19毫米。檢驗數量:按進場的批次和產品的抽樣檢驗方案確定。檢驗方法:檢查產品合格證、出廠檢驗報告、現場目測和測量。
(3)鋼纖維:按《鋼纖維混凝土結構技術規程》CECS38:2004的要求進行檢驗。鋼纖維的極限抗拉強度應大於500兆帕,能承受一次彎折900而不斷裂。圓直和熔抽鋼纖維適宜配製中低強度混凝土,銑削型鋼纖維、切斷型鋼纖維、剪下型鋼纖維適合配製高強度混凝土。鋼纖維的最小直徑不應小於0.4毫米,一般控制在0.45~0.70毫米,鋼纖維的長度應控制在25~60毫米,在正常攪拌機拌合時,長徑比應控制在50~70。工程上應優選銑削型鋼纖維。銑銷型鋼纖維的技術指標:長度25~60毫米,直徑0.25~1.25毫米,最佳長徑比50~70,抗拉強度不小於600兆帕宜使用水融性膠水粘結成排工藝的佳密克斯鋼纖維。鋼纖維外觀必須潔淨、無油污、無銹,並不含其他雜質和碎屑。檢驗數量:按進場批次和產品的抽樣檢驗方案確定。
2、配合比計量檢驗
(1)水泥、砂、石、摻合料、外加劑、水的計量檢驗按《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB 50204-2002進行。
(2)鋼纖維、聚丙烯纖維計量檢驗:檢驗鋼纖維、聚丙烯纖維的摻量,要求鋼纖維、聚丙烯纖維摻量誤差不超過1%檢驗數量:檢驗頻率每一工作班不少於兩次。檢驗方法:現場復稱。
3、拌合物中鋼纖維、聚丙烯纖維含量、分散性檢驗:拌合物的鋼纖維和聚丙烯纖維摻量,與設計配合比相比較誤差不超過±15%檢驗數量:每一班工作不少於兩次。檢驗方法:現場稱取混凝土拌合物,水洗後稱量鋼纖維、聚丙烯纖維的含量。
4、檢驗鋼-聚丙烯纖維混凝土質量,應根據工程要求分別進行抗壓強度與抗拉強度或抗壓強度與抗折強度試驗,如有特殊要求時應做抗凍、抗滲等性能試驗。鋼-聚丙烯纖維混凝土強度檢驗的試件製作、數量,對強度的評定方法應參照有關混凝土工程施工驗收規範及國家標準《混凝土強度檢驗評定標準》的規定執行。
三、質量控制要點
1、施工前應編制鋼-聚丙烯纖維混凝土專項施工方案,對工人進行培訓和交底,使工人熟練掌握鋼-聚丙烯纖維混凝土施工與普通混凝土施工的不同之處,如纖維的分散和撒布工藝、混凝土投料順序、混凝土的攪拌時間、輸送、澆築、振搗、收面等工序應注意的問題。
2、應根據具體工程的結構和使用功能要求進行配合比設計,根據不同的使用要求(抗裂性、抗沖磨性或耐久性)側重點確定鋼纖維和聚丙烯纖維的摻入量。
3、鋼-聚丙烯纖維的各種材料應計量準確,採用重量比進行計量,各種材料的計量允許偏差不得超過以下規定:水泥、摻合料±1%,粗、細骨料±3%,水、外加劑±1%,鋼纖維、聚丙烯纖維±1%。
4、應保證鋼纖維和聚丙烯纖維在混凝土中的分散性及均勻性,水洗法檢測的鋼纖維、聚丙烯纖維含量偏差不應大於設計配合比摻量的±15%。
5、鋼纖維應選用水融性膠水粘結成排工藝的佳密克斯鋼纖維,進入攪拌機前應採用分散機進行分散;聚丙烯纖維應選用出廠時經過特殊的防靜電及抗紫外線處理的自分散的束狀單絲聚丙烯纖維。
6、應合理選擇投料順序,保證鋼纖維聚丙烯纖維均勻分布,防止結團。
7、鋼、聚丙烯纖維混凝土應採用水平雙臥軸型強制式攪拌機攪拌。混凝土攪拌現場與澆築現場的距離應儘量縮短,自攪拌機出料至澆築的間隔時間不應大於30分鐘。混凝土拌合物中嚴禁隨意加水。
8、儘量採用平板式振動器進行振搗,如構件截厚度較大時可先用插入式振搗棒振搗,後用平板振動器振平,已振實的鋼-聚丙烯纖維混凝土中,不得遺留振搗棒插搗後局部無鋼纖維、聚丙烯纖維的空洞、坑穴或溝槽。在纖維混凝土澆築12小時,必須對混凝土進行二次振搗,並對纖維混凝土表面拍打振實。
9、鋼-聚丙烯纖維應連續澆築,不得出現冷縫。
10、其他質量保證措施同普通混凝土。

安全措施

採用《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1、混凝土施工機械操作人員須經專門培訓,持證上崗,對工人進行安全教育和安全交底。
2、聚丙烯纖維投料人員要戴防護眼鏡,防止纖維進入眼睛,施工中不宜從高空拋灑,一旦進入眼睛,千萬不能揉眼,要翻開眼瞼用大量清水沖洗後就醫。
3、鋼纖維分散和撒布作業時工人要帶手套,防止扎傷。
4、模板支撐系統必須經計算設計確定,荷載選取時,應適當考慮泵送混凝土的高度和堆載作用,混凝土澆築時的堆料高度和施工荷載不得超過設計取值。
5、設專人隨時檢查架子及模板穩定情況,發現問題應及時匯報並處理。
6、澆築平台應滿鋪架板,四周搭設防護欄桿。
7、混凝土輸送泵應由專人操作,嚴格按照混凝土輸送泵安全操作規程進行操作。
8、使用振動器的作業人員,應穿膠鞋戴絕緣手套。振動器應設有漏電保護器。
9、接拆泵管要先停泵,再接拆泵管。泵送期間不得進行接管工作。堵管時嚴禁在管正前方用手掏管內的混凝土,操作人員頭部、臉部不要正對該部位,以免突然噴出的混凝土傷人。

環保措施

《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》的環保措施如下:
1、成立環保和文明施工領導小組,嚴格按照國家、省、市的有關文明施工和環保政策安排施工,按照標準化施工現場的要求安排施工現場。施工現場採用彩鋼板圍擋,各種材料按照施工平面布置圖排放整齊,施工現場根據要求硬化和綠化。
2、水泥應存放在庫房中,堆放場地應平整、乾燥,排水良好,堆放應高出地面不小於30厘米。砂子碎石要有專用堆場,防止污染。鋼纖維、聚丙烯纖維要分類存放,防止撒漏。
3、施工污水排放到沉澱池中,不得隨意流淌,防止污水污染環境。
4、攪拌現場要搭設攪拌機棚,周圍進行圍擋,防止水泥、砂石拋灑造成揚塵和噪聲污染。
5、混凝土攪拌運輸車要封閉嚴密,混凝土不要裝的太滿,以免混凝土漏出污染道路。
6、應準確計算混凝土的用量,多餘的混凝土不得隨處亂放。
7、現場設洗車裝置,車輛出場前要對車輪進行沖洗,防止工地污泥帶入市政道路。
8、混凝土振搗應採用低頻振動棒,儘量減少噪聲。

效益分析

《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》的效益分析如下:
一、經濟效益
1、利用聚丙烯纖維代替部分鋼纖維,減少了鋼纖維的用量,降低工程造價。正常鋼纖維混凝土中鋼纖維摻量為1.6%(每立方米混凝土用量124.8千克),費用為124.8×7.5=936元。混雜纖維混凝土中鋼纖維摻量為0.8%(每立方米混凝土用量62.4千克),費用為62.4×7.5=468元。混雜纖維混凝土中聚丙烯纖維摻量為0.1%(每3混凝土用量0.91千克),費用為0.91×15=13.65元。綜上所述,與鋼纖維混凝土相比,每立方米混凝土節約造價:936-468-13.65=454.35元。
2、採用混雜纖維後混凝土的強度提高10%~20%,可減小構件截面,降低工程造價。
3、混凝土的抗裂性能得到提高,防止了裂縫和滲漏現象,減少了修補維護費用和用戶投訴和索賠。
4、摻入鋼-聚丙烯纖維後混凝土的抗變形能力增強,可實現超長超大結構的無縫施工,省略變形縫、後澆帶等構造措施,並減少變形縫、後澆帶的處理費用,縮短工期25%。
5、鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土可提高結構的使用壽命,節約後期運行成本和維護成本。
二、社會效益
1、節約混凝土和鋼材用量,減少資源和能源消耗,對於節能環保,建設節約型社會具有重要意義。
2、提高工程質量,減輕建築物的開裂、滲漏等質量通病,提高建築物的使用壽命,有利於提高人民生活水平。
3、可用於配製高強高性能混凝土,滿足建築結構向大體積、大跨度、超高層方向發展的需要以及水工工程、公路橋樑、隧道、機場跑道等特殊的功能要求。
註:施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》的套用實例如下:
1、青島小埠東舊村改造1~5號樓
工程位於青島市嶗山區海爾路西,同安路與遼陽西路之間,工程地下室為車庫,建築面積為:54778.8平方米。結構類型為:框架剪力牆結構。開工日期2008年10月1日,竣工日期2010年9月18日。人防地下室底板厚1.2米,面積3713平方米,採用了鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土,總計約4455立方米混凝土在商品混凝土攪拌站集中配製,鋼纖維摻量63.1千克/立方米,聚丙烯纖維摻量0.9千克/立方米為了儘量縮短混凝土的運輸時間,選擇了與澆築現場距離最短的青島新型建材商品混凝土攪拌站,並對混凝土廠家進行了鋼-聚丙烯纖維混凝土配製技術交底。嚴格按照該工法要求的操作工藝進行澆築、振搗、抹面,進行二次振搗和二次抹壓。混凝土終凝後即進行養護,養護時間14天。經過長時間的觀察,未發現混凝土有開裂、滲漏等現象。通過採用鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土,節約造價202.44萬元,節約工期50天。取得了經濟效益和社會效益。
2、青島興旺花園AB地塊商住樓1~3號樓
工程位於青島市四方區黑龍江南路24號。總建築面積39911.52平方米,結構形式為框架剪力牆結構。地下室一層。開工日期為2009年5月25日,竣工日期為2010年10月20日。該工程基礎為鋼筋混凝土筏板基礎,主樓伐板厚1.2米,面積3800平方米,採用了鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土,總計約4500立方米。混凝土在商品混凝土攪拌站集中配製,鋼纖維摻量63.1千克/立方米,聚丙烯纖維摻量0.9千克/立方米為了儘量縮短混凝土的運輸時間,選擇了與澆築現場距離比較短的青島路橋商品混凝土攪拌站,並對混凝土廠家進行了鋼-聚丙烯纖維混凝土配製技術交底。嚴格按照該工法要求的操作工藝進行澆築、振搗、抹面,進行二次振搗和二次抹壓。混凝土終凝後即鋪草袋並澆水養護,養護時間14天。經過長時間的觀察,未發現混凝土有開裂、滲漏等現象。通過採用鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土,節約造價205萬元,節約工期40天。取得了經濟效益和社會效益。
3、青島東盛花園A5~A12號樓
工程位於青島市勁松九路西側,遼陽西路南側,總建築面積96896平方米,工程地下室為車庫,建築面積為:18132平方米;局部為人防,建築面積為453平方米。結構類型為:框架剪力牆結構。開工日期2008年3月21日,竣工日期2009年8月30日。人防地下室底板厚1.2米,面積4533平方米,採用了鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土,總計約5440立方米。混凝土在商品混凝土攪拌站集中配製,鋼纖維摻量63.1千克/立方米,聚丙烯纖維摻量。9千克/立方米。為了儘量縮短混凝土的運輸時間,選擇了與澆築現場距離最短的青島金冠商品混凝土攪拌站,並對混凝土廠家進行了鋼-聚丙烯纖維混凝土配製技術交底。嚴格按照該工法要求的操作工藝進行澆築、振搗、抹面,進行二次振搗和二次抹壓。混凝土終凝後即進行養護,養護時間14天。經過長時間的觀察,未發現混凝土有開裂、滲漏等現象。通過採用鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土,節約造價27.17萬元,節約工期50天。取得了經濟效益和社會效益。
4、沿海高速七契約段
位於滄州市渤海新區和海興縣境內,其中青鋒鹽場滷水溝大橋跨越青鋒鹽場滷水溝,中心樁號為K53+450,跨徑為21~30米預應力混凝土連續小箱梁,起點樁號K53+131.5,終點樁號K53+768.5,全長637米。2008年1月開工,2010年5月完工。該橋在橋面鋪裝中運用了《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》,混凝土用量1274立方米,嚴格按照該工法要求的操作工藝進行澆築、振搗、抹面和養護。檢測結論為混凝土處於健康工作狀態,耐久性能良好,節約造價5萬元,節約工期3天,取得了經濟效益和社會效益。

榮譽表彰

2011年9月,中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號,《鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土增強增韌阻裂防滲工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們