钢纤维混凝土施工质量控制技术

翁文浩　王建清

摘 要：通过分析钢纤维混凝土特性，探讨钢纤维混凝土施工过程中的施工质量控制技术，提出如何通过备料和配比，拌和和运输，浇筑和振捣，施工养护养护来保证钢纤维混凝土施工质量。

关键词：钢纤维混凝土 施工 质量控制

引 言

在国外钢纤维混凝土开发应用较早，但我国在 1993 年后江苏道路工程中才刚开始应用。如今,国内外钢纤维混凝土已广泛应用于砼结构工程的各个领域,如桥梁、道路、隧道、水利、等，前景十分广阔。

1. 钢纤维混凝土介绍

钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete) 简称SFRC ,是采用钢纤维在混凝土中分散配置技术,制成的复合材料, 由于钢纤维短而细,具有高抗拉强度、高延性和韧性、高抗碱性等良好性能使得钢纤维混凝土在保有普通混凝土的优良特性基础上,其整体的性能显著改善, 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使原本脆性的混凝土材料呈现出很高的抗裂抗拉、抗冲击、抗疲劳、耐磨损等特性。钢纤维混凝土也有自身的缺点如流动性差,搅拌和振捣时纤维易成团和折断, 凝结时间短等，因此对于施工质量的控制技术性要求很高。

2.1钢纤维混凝土的常规施工过程

钢纤维混凝土的常规施工过程为：设计备料和混合比-测量放样-基层检验-整修支立摸板-钢筋绑扎-混凝土的拌和、运输、浇筑、振捣-表面整修-接缝施工养护-。下面结合已有的施工经验就其中关键几个步骤的施工质量控制技术探讨如下。

2.2 钢纤维混凝土施工质量控制要点

2.2.1 认真备料

目的：为了使配制的钢纤维混凝土能够最大限度的满足施工要求。

钢纤维品种、几何参数(型号、公称长度、公称直径、长径比、抗拉强度等) 和体积率的选用等应符合《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》的规定。表面必须进行除油污和除锈。

水泥:优先采用32. 5级或42. 5级普通硅酸盐水泥。要防止水泥中氯盐含量过高腐蚀钢纤维。

粗集料:粗集料技术指标要符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准(JGJ53—92),最大粒径不超过20mm或钢纤维长度的2/3，宜采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、表面粗糙,近立方体颗粒的碎石。

细集料: 细集料砂各项技术指标要符合《普通混凝土用砂质量标准》(J GJ52—92),且不含氯盐成份,细度模数范围2. 3～3. 0，宜采用天然中粗砂或机制砂。

水:无污染的自然淡水或自来水，不得选用海水。

外加剂:宜选用优质减水剂,对抗冻性有明确要求的钢纤维混凝土，宜选用引气型减水剂。

2.2.2 合理配比

钢纤维混凝土配合比设计原则上与普通混凝土相同,所配置的钢纤维混凝土要进行强度试验,同时满足抗压、抗拉、抗折强度要求,主要采取以抗折为主,抗压为辅的双控制指标。

影响配合比的主要因素是钢纤维体积率、砂率和水灰比。可按如下方法确定。

(1)根据强度标准值或设计值及施工配置强度提高系数确定试配抗压强度和抗折强度。

(2)按试配抗压强度计算水灰比, 可按普通水泥混凝土抗压强度、水泥标号、水灰比的关系式求得一般应控制在0.45 - 0.50之间。对于喷射混凝土，湿喷法的水灰比比干喷法的水灰比略大一些。砂石等集料的含水量和含泥量应计量准确,保证清洁,以保证喷射混凝土的流动性。

(3)根据试验抗折强度,按规定计算钢纤维体积率。一般体积率选1.0～1.5%。最大掺量一般不应超过2.0%。钢纤维混凝土中钢纤维掺量的最优体积率,可采用试验室试验的方法进行抗拉和抗压试验,根据试验结果绘制出的曲线研究分析后确定。

(4)根据施工要求通过试验确定单位体积用水量(掺用外加剂时应考虑外加剂的影响) 。

(5) 砂率可根据经验确定，较普通混凝土要大,最好的方法是根据试验确定合理砂率(现场应根据材料品种,钢纤维纤维体积率,水灰比等适当调整) ,一般应控制在1. 1 - 1. 6%之间.

(6)按绝对体积法计算材料用量确定试验配比。

(7)按配合比进行拌和物理性能实验,检验其稠度、粘聚性、保水性是否满足施工要求。若不满足则应在保持水灰比和钢纤维体积率不变的条件下,调整单位体积用水量或砂率直到满足要求为止,并据此确定用于强度试验的基准配合比。

(8) 根据强度试验结果调整水灰比和钢纤维体积率,确定施工配合比

2.2.3 有效拌和，迅速运输

保证钢纤维混凝土施工质量的关键是控制好投料顺序,搅拌方法和时间。搅拌钢纤维混凝土最好采用水平双轴型强制式搅拌机

运输要求可与普通混凝土相同，由钢纤维混凝土搅拌罐车运送到现场, 运输应尽量缩短时间避免运输时拌和物离析，运抵后应加速转动2～3min后使用,并检查有无结团现象。

2.2.4正确浇筑振捣

振捣时不要使用插入式振动棒，会使钢纤维朝振动着的振动棒聚集,产生集束效应。为确保钢纤维的二维分布,振捣时宜使用平板振动器振捣成型。由于钢纤维混凝土的流动性较差,为保证边角混凝土密实,应对每块桥板边角处先用钢钎人工捣实,然后再用振捣棒顺浇筑面边线模板方向插入振实,使钢纤维成纵向条状集束,从而使钢纤维的排列有利于抵抗板体收缩应力、温度应力及荷载的传递。振捣持续时间以混凝土停止下沉、不再冒气泡并泛出水泥浆为准,同时防止过振。,钢纤维混凝土的压实抹平必须在混凝土初凝前结束, 混凝土表面收光要及时进行, 最佳时间是在混凝土浇注完毕后人可在上面留下深10mm 脚印时开始, 否则将有部分钢纤维露头。收光后混凝土表面不应留下钢纤维。最好采用砼道面压花技术。

2.2.5 施工养护

钢纤维混凝土应强早期湿润养护,采用洒水，用湿的草袋铺在表面或用养护材料的方法使其表面保持湿润不少于7天。对于公路路面要待混凝土达到28天龄期,测试强度达到规定的强度。如遇冬季施工,可按常规办法采取防冻措施。

结 束 语

钢纤维混凝土因为其抗裂、抗冲击、抗疲劳性能强, 韧性大, 耐久性高等优越性, 在工程实践中已被得到越来越广泛地应用。本文结合对钢纤维混凝土的施工质量控制技术要点进行了浅显地探讨和总结, 希望能为今后各类工程的施工提供借鉴。◆

参考文献：

[1]钢纤维混凝土试验方法. 中国建筑工业出版社.2004