钢纤维混凝土用于橡胶工厂楼盖的适宜性论析
2018-02-18徐开琦
徐开琦
(中国化学工业桂林工程有限公司,广西 桂林 541004)
1 橡胶工厂楼盖面层设计概述
大型橡胶工厂的机械化运输在橡胶制品生产过程中的物流作用十分显著,是炼胶、压延、压出、成型、硫化等工段及成品库、仓储库房之间通畅物流的保证。橡胶原材料、半成品和成品的物流运输已经成为现代大型轮胎工厂生产过程中的重要环节,是改善生产厂房工作环境,保证半成品、成品质量和提高生产效率的重要条件。
橡胶工厂物流运输的形式大致经历了两个阶段:
(1)20世纪70~80年代,橡胶工厂厂房的主体结构具有小跨度、小柱网的特点,多层厂房的水平物流形式一般采用重量和体量均较小的中小型运输工具,如人力平板车、小型推车以及载重量在10 kN及以下的电瓶叉车等。水平物流运输工具作业时对楼盖结构产生的影响可以控制在设计规定的范围内,楼盖面层的开裂现象和振动效应均不太明显。
(2)20世纪90年代后的近20年期间,大型轮胎工厂由于橡胶工艺生产和装备制造的快速发展促进了多层厂房的主体结构趋向大跨度和大柱网的模式改变,各工段之间的物流运输工具也朝着大型、重载发展。此时期,载重量超过10 kN的大吨位叉车作业逐渐成为多层厂房楼层水平运输的主要形式。中外企业各生产工段和仓储库房的原材料、半成品和成品的物流运输主要采用叉车的作业方式。以往使用的小吨位的运输工具逐渐被15~30 kN的各种类型叉车替代,楼盖出现的质量现象也随之多发,其中以楼盖后浇面层的开裂现象较为普遍。
大吨位叉车上楼是现代大型轮胎工厂工艺生产的需要,但与之相关的计算理论则滞后于应用实践。钢纤维混凝土后浇面层在叉车轮压下的受力机理及钢纤维混凝土后浇面层与结构层(现浇板或预制板)之间的连接构造、大吨位叉车车轮对楼盖后浇面层产生的冲击效应,无论从理论上还是从实践中均未能得出明确和合理的诠释。
20世纪80年代,由原化工部橡胶设计加工技术中心站主持编制的《橡胶厂土建结构设计技术暂行规定TC210A3-84》(以下简称“暂行规定”)提出“1 t内燃叉车在楼板上行走的计算”,对1 t内燃叉车上楼作业时的楼盖结构计算做出了具体的规定。暂行规定主要针对预制工业槽板、混凝土后浇面层所组成的楼盖结构的计算分析,以ST-1型内燃叉车(载重量为10 kN)的设计参数取值为依据,规定了楼盖结构在叉车轮压作用下的计算原则和内力分析规定。主要设计要点为:
(1)当10 kN内燃叉车在楼板上作业,楼板使用荷载≥10 kN/m2时,计算框架梁和“板肋”(或次梁)时均不考虑叉车的轮压作用,仅在计算楼板强度时考虑轮压的作用;
(2)在计算叉车轮压作用时,楼板强度按局部荷载考虑其影响,并按局部荷载的有效分布宽度依据荷载规范的规定计算,不考虑动力系数;
(3)现浇楼板内力根据楼板的实际支承情况计算;采用预制槽形板时,一般按5跨连续板采用弹性理论计算,不考虑塑性变形引起的内力重分布;
(4)现浇楼板配筋按整体计算;预制整体式楼板则考虑预制板和后浇混凝土层的共同工作,板厚度不折减(不包括20 mm建筑面层);跨中正弯矩钢筋设置在预制板面中,板支座处负弯矩钢筋设置在后浇层中;
(5)楼板构造(自上而下):建筑面层厚20 mm,后浇垫层厚度60 mm,预制板厚30 mm(板宽1.2 m、1.5 m)、预制板厚40 mm(板宽1.8 m)。
进入90年代,相对于暂行规定,CGEC在与叉车上楼相关的设计内容上有以下变化:
(1)在动荷载取值上,考虑了动力系数取值后按照静荷载计算的模式进行计算,与现行荷载规范规定值一致;
(2)楼盖结构层主要采用现浇,其上后浇50~60 mm混凝土,表面敷设耐磨骨料强化层。后浇混凝土层根据实际使用需要通常采用普通混凝土、细石混凝土(水磨石)、铁屑混凝土和钢纤维混凝土;
(3)计算中未考虑后浇混凝土层的叠合功能。
本文拟结合橡胶轮胎工程项目大吨位叉车上楼引起楼盖后浇面层的裂缝现象,重点对钢纤维混凝土后浇面层应用于橡胶工业多层厂房楼盖面层的适宜性做出论析。
2 钢纤维混凝土面层裂缝现象综述
90年代后的橡胶工厂楼盖面层做法多样,一般采用在现浇板上做50~60 mm厚的混凝土后浇面层的方式。采用的面层类型有:普通混凝土面层、细石混凝土(水磨石)面层、铁屑混凝土面层和钢纤维混凝土面层等。后浇面层的表面采用非金属骨料、钢屑、金刚砂、Master-top 特种矿物骨料等材料经“镘磨”抹压在后浇面层表面形成厚2~3 mm的耐磨层。
橡胶工程项目首次应用纤维混凝土技术是2002年期间某大型项目的子午轮胎车间,在150 mm厚地面钢筋混凝土垫层中掺入合成纤维,其上后浇80 mm厚C25细石混凝土层,并在表面敷设特种骨料耐磨层。从构造和功能而言,后浇面层仍属于细石混凝土耐磨面层。
使用钢纤维混凝土材料是在2003年期间炼胶车间的地面工程。具体做法为:在150 mm厚C25混凝土的面层中内掺钢纤维(20 kg/m3),表面“镘磨”抹压麦斯特(Master-top)矿物骨料耐磨层。
橡胶轮胎厂房的楼盖结构在采用钢纤维混凝土材料作为后浇面层的建造和使用过程中,裂缝现象层出不尽,尤其在大型叉车作业时更加突出。钢纤维混凝土后浇面层裂缝现象的生成、持续和延伸,呈现了钢纤维混凝土裂缝形态的多样性。综合橡胶工程的多项工程实践,钢纤维混凝土后浇面层的裂缝现象一般有如下几种:
(1)裂缝主要沿面层的纵向出现在被切割缝划分的每一区间,呈单一的长条形状,弯曲蜿蜒伸展。裂缝宽度大都在2~3 mm左右,通长分布,颇具规律性;沿着横向虽也出现了相似的通长裂缝,但数量较少。
(2)在浇筑钢纤维混凝土后的初凝阶段,局部区域范围内生成不规则的龟形网状细微裂纹和不规则形状的细长裂缝,多呈弯曲形状。初凝期间出现裂缝(或裂纹)的性状反映钢纤维混凝土所具有的收缩性质。
(3)在后浇钢纤维混凝土面层的硬化阶段,初凝期生成的裂缝在性状上有了较大的变化。纵横两个方向裂缝的长度和宽度不仅持续发展,而且沿斜向也偶有出现。其裂缝形状不规则,裂缝数量和裂缝宽度均有较大发展,收缩变形仍未完全收敛,在部分区域形成X、Y形等不规则形状裂缝。
(4)生产工段与辅助用房之间的伸缩缝处,由于钢纤维混凝土采取连续浇筑未采用分隔措施,致使钢纤维混凝土因收缩导致该处的裂缝宽度超过50 mm;投产使用两年后的裂缝宽度更是达到100 mm以上,伸缩缝处的裂缝处的钢纤维数量稀少,被拉断的现象清晰可见。
(5)部分区域的钢纤维混凝土后浇面层与楼盖结构板之间存在着“空鼓”。尤其在硫化设备附近的切割缝处,后浇面层的翘曲部位受到挤压时的“两层皮”现象十分明显。
(6)框架柱根附近的切割缝由于切割不到位,在相应部位处沿切割缝的端头衍生出约2~3mm左右宽度的收缩裂缝。
(7)在运物小车硬质车轮碾压下,通道处切割缝因填充不当或未填充实而遭受损。
(8)切割缝因切割时间控制等原因,切割缝两侧的钢纤维混凝土弹性恢复变形差异导致切割缝两侧出现约5~7 mm的高差。切割缝两侧的高差形成台阶而成为叉车车轮行驶时产生冲击效应而被损坏的主要原因。
(9)轮胎仓储转运作业区在使用了近3年后,该作业区域出现了多处涂有绿色油漆耐磨层的剥离脱落。
(10)钢纤维混凝土面层出现的长达十几米的裂缝,是由细微裂缝不断延伸持续发展而成宽粗裂缝,并在叉车轮压的反复碾压下出现后浇混凝土的破损脱落。
3 钢纤维混凝土面层开裂原因
钢纤维混凝土在工程中使用所受到的作用和影响因素来自多个方面,有物理作用、化学作用,有材料自身收缩特性的作用和温度、湿度的环境影响作用;存在使用过程外界的偶然因素,存在施工工艺的因素,也存在设计适宜性方面的因素。
3.1 设计依据欠缺
行业标准《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38:2004)规定了钢纤维混凝土结构的设计与施工所需要遵循的原则和规定,但缺少对钢纤维混凝土材料用于楼盖后浇面层的具体规定。钢纤维混凝土材料应用于楼盖后浇面层的工程实践案例罕见,尤其是大吨位叉车上楼的工程案例更是难觅。由于缺少相关成熟和可靠的工程实践和经验积累,技术规程还不能为设计和施工提供可以依据和可以遵循的具体规定。在保证楼盖钢纤维混凝土后浇面层的适宜性和可靠性上,后浇面层的设计还缺少针对性的措施,所采用的构造措施还不能保证钢纤维混凝土后浇面层实现预期的功能。因此,钢纤维混凝土用于楼盖后浇面层只能参照地面面层的做法,在构造细节上因缺少依据而使设计的可靠性不足。
3.2 钢纤维混凝土的基本特性所致
钢纤维混凝土浇筑的初凝和硬化阶段始终受到混凝土收缩和温度影响。尤其在初凝阶段的钢纤维混凝土,其抗拉能力非常薄弱,极易受到外界环境影响而导致裂缝的生成。
(1)商品混凝土是由水泥、骨料、水、外加剂、掺合物等按一定比例配制而成的具有较高流动性的非均匀性复合材料,具有抗压强度高、可塑性强等特点。为使混凝土具有和易性和可泵性,需要有较大的坍落度、水胶比、砂率和较小粒径的骨料,这就决定了混凝土具有较强的收缩性。通常在混凝土浇注一段时间后,水泥水化反应激烈,出现“泌水”和水分急剧蒸发使混凝土表面产生强烈的塑性收缩。混凝土塑性自缩的性质来源于水泥中的矿物成分完全水化后使混凝土的绝对体积减小,成为水泥水化过程的化学特性。
钢纤维混凝土的收缩性质与普通混凝土类似,同样取决于材料组成和配合比。钢纤维混凝土的收缩收敛时间、裂缝的形态、裂缝的长度和宽度随着时间和环境而变化。据资料揭示,钢纤维可使混凝土的收缩率降低10%~30%,但由于工程中的钢纤维混凝土一般类似细石混凝土,需要的水泥量较普通混凝土多,实际的收缩率可能会偏大。
(2)钢纤维混凝土浇筑伊始至初凝阶段,其抗拉能力处于最薄弱状态,围裹钢纤维的粗、细骨料和水泥浆之间拉结强度极低,若面层的磨平工艺不充分和养护不到位,则难以抵抗收缩和温度作用产生的拉应力,极易在面层产生网状细微裂纹或细长弯曲状裂缝。
(3)钢纤维混凝土的硬化养护阶段处于干燥环境时,钢纤维混凝土内部的水分迅速向外消散将引起钢纤维混凝土由外向内的干缩变形裂缝产生。因此,钢纤维混凝土在浇筑后的保温、保湿覆盖养护极为重要。在钢纤维混凝土养护期间,突遇降温也是其表面开裂的诱发原因,此时的表面因冷缩变形受到内部的约束而产生拉应力,当超过钢纤维混凝土极限拉应力时便产生冷缩裂缝。
3.3 大吨位叉车作业是裂缝发展、持续和恶化的主因
大吨位叉车作业时,对楼盖钢纤维后浇面层裂缝现象的影响主要表现在两个方面。
(1)大吨位叉车上楼是橡胶轮胎工厂的工艺生产物流运输的需求,而橡胶轮胎工厂多层化的趋势促进了这种需求。国内混凝土工程项目使用钢纤维材料制作构件或用于构件局部的实践较普遍,而用于厂房楼盖后浇面层则尚未有成功和可以借鉴的案例。
载物叉车行驶时的急停和急转弯在面层所产生的冲击作用、强烈的扭力和摩擦力,以及叉车车轮往返行驶时的反复碾压使钢纤维混凝土后浇面层产生极其复杂的应力状态,这种复杂的应力状态下尚无可用于计算的分析软件。工程实践表明,在大吨位的叉车轮压作用下,50~60 mm厚的后浇面层的表面和内部原始存在的细微裂纹(或裂缝)进一步扩展、延伸和恶化,由不可见微细裂缝转变为宽粗的可见裂缝,钢纤维混凝土耐磨层也因受到严重损害而脱落。
(2)叉车上楼对楼板的振动影响。某橡胶国企项目的二楼楼盖结构在载重量20 kN的行驶叉车轮压下表现较强的振动效应,是在投入使用后两年后才显现出,并在使用了6、7年之后而逐渐加剧。置身于现场叉车行驶区域的附近,可以感受到所在部位的振动呈现上下的震颤感。二楼的较大范围内,由于后浇混凝土面层处于破损状态,意味着结构层上的后浇面层已不具备分散及缓和行驶叉车车轮对楼盖结构板的冲击效应,面层上的裂缝将由于叉车作业的冲击作用而进一步加剧和恶化。
当楼盖后浇面层与结构层紧密连接成整体,且后浇面层未出现裂缝之前具有一定的共同工作能力,可以为楼盖结构提供刚度支持;当楼盖后浇面层处于因破损而支离破碎时,整体性受损,整个楼盖的刚度有明显降低,抵抗叉车荷载的能力弱化。松散和破碎的后浇面层碎块反而会加剧叉车轮压产生的振动效应,刚度与裂缝有着直接的因果关系。裂缝出现不仅使楼盖的刚度降低,而且使楼盖的固有频率有所变化。当叉车行使产生的固有频率与楼盖结构的固有频率相接近时,则有可能引起楼盖结构较为明显的振动效应,甚至产生共振感。
3.4 施工是影响混凝土质量的关键因素
钢纤维混凝土采取商品混凝土方式,其搅拌、运输和泵送过程所受到的外界影响较大,是裂缝生成的影响因素之一。由于橡胶大型工程项目具有纵横双向超长和大面积特点,致使钢纤维混凝土施工作业有两个不足:①后浇钢纤维混凝土施工与已浇筑的结构层之间施工间隔的时间较长,多工种施工交叉使既有结构层表面受到油迹等污染,会影响后浇钢纤维混凝土与原结构面层的连接;②钢纤维混凝土采用混凝土泵送车通过一定路程运输到现场,泵送混凝土在运输过程中,由于“泌水”和游离水分的蒸发,使混凝土中的水分减少而加大混凝土坍落度的损失。这与在现场钢纤维混凝土搅拌后直接泵入的质量控制力度有所差距。
钢纤维混凝土施工作业可能出现的质量控制缺陷:①钢纤维混凝土浇筑后的表面鏝磨压抹和收光处理力度欠缺使面层的平整度和密实度未能达到钢纤维混凝土专业施工标准要求;②工艺设施不完备,缺少激光整平机、双盘磨光机等较高端设备;③钢纤维专业公司技术人员现场指导进行钢纤维混凝土从浇筑、整平、鏝磨、压抹、收光、切割缝及养护等全过程作业,存在技术和质量控制上的滞后;④非专业的钢纤维混凝土搅拌工艺造成钢纤维成束结团缠绕和分布不均匀而形成薄弱处,降低了钢纤维的拉结作用。
从混凝土浇筑到使用之前的整个过程,钢纤维混凝土的收缩变形始终存在初凝和硬化两个阶段。钢纤维混凝土的搅拌时间、搅拌速度、振捣次数与钢纤维在混凝土内分布均匀性及拉结强度等质量特性关系密切。按普通混凝土的模式进行钢纤维混凝土的制作,在技术上存在较大的差异。
混凝土后浇面层中的钢纤维含量不能满足设计要求时,其抵抗拉应力和剪应力的能力有限,难以抵抗叉车轮压的反复交变作用。尤其是钢纤维混凝土面层施工工艺控制不力,则会在叉车荷载作用下降低钢纤维约束和限制裂缝开展的能力,产生较严重的裂缝现象。
为控制收缩裂缝,某橡胶工程项目对钢纤维混凝土楼面采用多种分块浇筑的试验方案,其中包括采取加深切割等措施,但实施效果始终差强人意。部分工段楼面主要通道上由于采取过于加深加宽的切割缝,处理后在叉车车轮反复碾压下反而发生严重损坏。
3.5 楼盖刚度是影响因素之一
相对于地面,楼面应用钢纤维混凝土后浇面层时,出现的裂缝现象不仅在数量上,而且在裂缝现象的严重性上更为突出。在大吨位叉车作业荷载作用下,楼盖结构板抵抗弯曲应力、变形及结构板与后浇面层之间的剪力,在数值上与地面相比较有较大的差别。楼盖的钢纤维混凝土面层与结构层的厚度之比相对于地面在抵抗变形的能力上更显薄弱。楼盖结构板上后浇钢纤维混凝土面层需要控制楼盖板在承受大吨位叉车轮压时结构板的变形便可以减轻对钢纤维混凝土面层产生的不利影响,这不仅仅在于楼面与地面刚度相比所存在的巨大差距。为保证结构板的刚度就需要加大板厚,但过厚的楼盖板经济性指标较差,不符合绿色建筑的节材原则。因此,在橡胶工程项目的实践中可以看到钢纤维混凝土后浇面层用于地面的效果要比用于楼盖后浇面层的效果要好得多。
4 结论与建议
将钢纤维混凝土面层用于橡胶工厂地面的工程实践,已有不少的项目取得比较成功的案例。但将钢纤维混凝土用于楼盖后浇面层的工程实践尚缺少令人满意的案例。在已经实施的橡胶工程项目中,楼盖面层的建造过程和竣工后的使用过程裂缝现象始终无法避免。尤其在大吨位叉车行驶的通道和作业区,裂缝现象始终产生、延伸和加剧。橡胶工程项目众多案例说明:
(1)钢纤维混凝土楼面的设计与施工还不能达到与钢纤维混凝土地面相同的预期质量目标;
(2)大吨位叉车上楼作业时,主要物流通道和叉车作业区采用在楼盖结构板上后浇钢纤维混凝土面层的建造方式体现了非适宜性。
大型橡胶工厂多层厂房的楼盖面层,载重量在10 kN以上的大吨位叉车轮压作用下出现的裂缝现象均集中在楼盖结构板的后浇面层上,并非是楼盖的结构板出现了裂缝。钢纤维混凝土楼盖面层出现较为严重的裂缝现象并未影响到整个楼盖结构的安全性,但会影响楼盖结构的耐久性,并影响现代生产工段的视觉感,引起业主的顾虑和担心。
4.1 钢纤维混凝土面层裂缝现象可采用的防治措施
(1)采用“随打随压光”的一次浇筑成型施工技术,其机理在于取消结构板上后浇钢纤维混凝土面层的施工工艺,将后浇面层与结构层合二为一。将钢纤维混凝土后浇面层与普通混凝土结构层采用一次施工成型形成一体化的整体式楼盖,其效益不仅仅在于后浇面层的自重荷载转变为结构的承载能力,而且使整个楼盖工程的施工进度加快,工期缩短,体现了节约材料和投资的绿色建筑设计理念。
(2)采用后浇面层与结构板的叠合制作模式。后浇混凝土面层与结构板之间会由于后浇混凝土的收缩变形而受到结构板的约束,在接触面产生复杂的剪拉应力,当超过混凝土的抗剪应力强度时所出现的裂缝将会降低结构板的整体性。楼盖结构板的后浇混凝土面层能否与结构板形成叠合关系,取决于形成叠合板的两个条件:①结构板面上需要做成凹凸高差不小于4~6 mm的粗糙表面;②结构板需要设置可以锚固于后浇混凝土面层的构造钢筋,用以抵抗水平剪力。采用后浇面层与结构板的叠合制作模式可以参考与装配式混凝土结构相同的技术规定。
(3)自密实混凝土楼盖(self-compacting concrete floor),是可以提高和改善现浇混凝土楼盖建造品质的一种施工措施。其机理在于仅依靠混凝土的自重作用无需振捣便可以制作成均匀密实的高性能混凝土。楼盖由耐磨层与结构层形成整体性好的楼盖结构,可以节约人力、优化混凝土性质和节约施工工期,符合绿色建筑设计对高性能材料的要求。
(4)钢纤维混凝土面层的表面鏝磨抹压工艺是消除面层初凝期间裂纹裂缝的有效措施之一,目的在于通过鏝磨抹压工艺来控制初凝期间在面层表面出现的微细的无规则裂纹和细微的裂缝。
(5)探讨或尝试通过支架、吊杆等形成的支撑体系,采用吊挂或皮带传输的物流方式,直接将待运物件的荷重通过较板构件的强度和刚度均大得多的梁柱构件简捷地传递到基础,尽可能避免采用叉车上楼的物流方式,以期达到传送方式合理和用材节约的目的。
4.2 叉车上楼不可避免时可采取的措施
(1)将叉车的行驶速度限制在8 km/h或更低以内,以降低叉车行驶和作业时大吨位叉车对楼盖面层的冲击与振动影响;
(2)采取中外企业在大吨位叉车行驶的主要通道和叉车作业区铺设钢板的做法,钢板的最小厚度和钢板与建筑面层之间的拉结锚固措施需要根据楼盖使用工况的实际需要确定;
(3)在普通混凝土楼板的叉车行驶通道和作业区,铺设对楼盖面具有防护功能的预制钢砖(如YNG钢地砖)。
4.3 对钢纤维混凝土后浇面层两种质量现象的处理
(1)钢纤维混凝土浇筑的非均匀性将导致钢纤维在区域内分布的不均匀,将会影响钢纤维混凝土面层的弹性变形;物流通道和叉车作业区的切割缝两侧,因未设置传力杆件或传力杆件设置不当,均不能保证接缝处的荷载正常传递和后浇层板面的平整度。在切割缝两侧的台阶处应采用填缝材料填实成平缓坡面;对大吨位的叉车通道处的切割缝应设置角钢护边,防止和避免叉车运行时车轮对切割缝边缘产生的冲击损害。
(2)钢纤维混凝土后浇面层的搅拌振捣施工过程因控制措施不当,如后浇面层与结构层之间由于时间间隔而使混凝土的收缩率不一致和结合面清洁处理不力等原因产生空鼓现象。对已经发生空鼓现象的工段通道和生产作业区应采取灌浆树脂等措施;空鼓处发生较严重翘曲变形时,需由专业的公司进行诊治,以消除空鼓带来的“二层皮”现象。
4.4 大吨位叉车轮压下耐磨层的非适宜性
橡胶工程项目的楼盖面层常采用麦斯特(Mastertop)耐磨材料制作耐磨层,以提高混凝土表面的硬度和密实度,增强表面的耐磨性。具体做法是,在钢纤维混凝土的初凝期间,将麦斯特(Master-top)粉状耐磨材料分批次均匀撒布在钢纤维混凝土表面,并使用专门设备压实、抛光。硬化后,麦斯特(Mastertop)耐磨材料与结构板上后浇钢纤维混凝土面层的表面形成约2~3 mm厚致密的耐磨层。
敷设耐磨层的后浇面层需要具备将叉车的轮压作用间接传递到结构板的功能,避免和减轻对结构板的冲击作用。但多项工程实践证明,在大吨位叉车轮压冲击和碾压下,楼盖后浇面层表面厚度约2~3 mm的耐磨面层极易损坏,在主要通道处的面层表面,耐磨层呈块状剥离脱落。大吨位叉车作用下,钢纤维混凝土后浇面层上敷设的耐磨层材料同样存在非适宜性。
4.5 钢纤维后浇面层施工执行规程规定的两面性
在进行厂房钢纤维混凝土楼盖后浇面层设计时,橡胶工程项目主要设计依据是《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38:2004)。该规程在对地面垫层(或垫层兼面层)的要求中规定,钢纤维混凝土用于工业建筑地面时,地基与地面垫层之间设置一层聚乙烯防水薄膜,是为防止混凝土中的水流失到地基和减小地面垫层与地基之间的摩擦系数,从而降低地基与地面垫层之间的混凝土收缩摩阻应力,防止地面面层混凝土收缩裂缝的产生。但对于楼盖,规程并没有对钢纤维混凝土后浇面层提出相应的要求。
在橡胶工程项目地面实践中,并未采取铺设聚乙烯防水薄膜的做法,成功与失效均有案例;楼面实践则基本无法控制裂缝现象的出现,只是在裂缝开展程度上有所差异。其他行业项目,如某邮电通讯楼项目由于施工方取消了原设计在楼盖结构板与后浇混凝土面层之间铺设聚乙烯薄膜的做法,导致楼盖面层在使用之前就出现大面积收缩裂缝的案例,又从另一面证实在楼盖结构板与后浇混凝土面层之间铺设聚乙烯薄膜的必要性(该项目采用传送带运输的物流方式)。
假设这一措施用于楼面,虽可降低后浇面层出现收缩裂缝的几率,但由于该构造措施降低了楼盖的整体性,必定导致在叉车荷载作用下楼盖抵抗叉车荷载能力的降低。规程没有将钢纤维混凝土面层的这一构造列入对楼盖混凝土后浇面层的规定,是与缺少钢纤维混凝土应用于楼盖面层的工程实践和经验有关,因此,规程的该条规定对楼层的设计不具约束性。
依据上述的实践经验,建议:当楼层无叉车上楼行驶和作业时,可在后浇面层和结构层之间设置塑料薄膜,以降低后浇混凝土初凝和硬化期间的收缩、温度应力的影响;当有叉车上楼行驶和作业时,则建议不采用聚乙烯塑料薄膜作为隔离层,而是采取后浇钢纤维混凝土面层与结构层通过一次成型施工形成一体的承载方式。
综上所述,在大吨位叉车作业工况下,楼盖后浇混凝土面层如何科学和合理采用钢纤维材料仍是有待深入探讨和研究的课题。