纖維混凝土與既有混凝土粘結施工工藝

牛俊飛

(林州市園林綠化管理處，河南林州 456500)

1 工程概況

南陽某水庫工程，主要由斜墻土石壩、溢洪道、泄洪(導流)洞和輸水洞組成(見圖1)。大壩壩頂高程79.3 m，壩長496 m，最大壩高21.3 m。

圖1 南陽某水庫堤壩加固處理現場

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖2。

圖2 施工工藝流程

2.2 操作要點

2.2.1 施工準備

在進行混凝土粘結修補加固或者施工縫處理前，首先要對既有混凝土結構進行全面的調查分析，弄清既有混凝土的強度等級、損傷狀況、粘結修補面積等。根據調查所得的基本資料進行分析，做好詳細的施工方案，并經總工審批后，按照已定的方案組織好人員、設備、材料的準備工作。

根據已定的方案，委托有資質的實驗室確定配合比，確定出最佳配合比。

2.2.2 老混凝土表面處理

1)在澆筑新混凝土前，要對既有混凝土表面進行粗糙處理，以清除既有混凝土表面的浮漿、損壞部分和部分水泥石，露出部分粗骨料，使其表面形成凹凸不平狀。具體的清理方法要根據現場的實際情況而定。小面積既有混凝土表面處理可以采用人工清鑿的方法。大面積既有混凝土表面處理首先要對既有混凝土表面進行機械鑿毛，基本清除碳化層，使約50%的粗骨料露出，然后再對處理面進行高壓水沖毛。不管采用何種方法，應先選擇小面積范圍為樣板進行試處理，處理完成后采用灌砂法測量其表面粗糙度，使其平均灌砂深度控制在3.8 mm～5.1 mm范圍內。然后依此標準進行大面積既有混凝土表面處理。

2)用灌砂法測量粘結面的粗糙度，其方法如下:用灌砂深度表示粘結面的粗糙度，其基本原理如圖3所示。在處理好的粘結界面上圍上塑料薄板，塑料板頂面與粘結面凸部的最高點齊平，將細密的標準砂置于塑料板與粘結面之間并超過粘結面少許。用刮板沿粘結面頂面抹平至不再有砂粒掉下。將粘結面與塑料板之間灌的砂全部收集倒入量筒中，測出砂的體積。取三處以上部位測量平均值，用粘結面灌砂平均深度定量反映粘結面粗糙度。灌砂平均深度用下式進行計算:H=V/A。其中，H為灌砂平均深度，mm;V為標準砂體積;A為粘結面灌砂面積。

圖3 灌砂法測量粘結面粗糙度示意圖

3)既有混凝土表面粗糙處理完畢，在澆筑新纖維混凝土前用清水沖洗接觸面，并應保證新老混凝土接觸面清潔濕潤且無明水。

2.2.3 鉆孔、埋設錨固筋

為使新老混凝土有機結合受力，除了要做好原有混凝土面的處理，還要選擇合適的界面處理劑。

2.2.4 涂抹界面劑

傳統的新老混凝土結合面的接縫材料是水泥砂漿。試驗研究表明，合適高效的界面劑能有效提高新混凝土與既有混凝土粘結性能。在澆筑新混凝土之前，在處理后的既有混凝土表面涂抹合適界面處理劑。使用新型高效的混凝土專用界面劑，界面劑的涂抹厚度在2 mm左右，并宜均勻涂抹，不得有氣孔、氣泡。大面積既有混凝土表面可用專業噴涂機進行噴涂。

2.2.5 纖維混凝土的拌合

纖維混凝土的投料與攪拌工藝如圖4所示。

圖4 纖維混凝土攪拌流程圖

3 材料與設備

3.1 主要材料

主要材料見表1。

3.2 主要機具設備

主要機具設備見表2。

表1 主要材料表

表2 主要機具設備表

4 質量控制

4.1 一般規定

1)纖維混凝土工程的施工除應遵守《纖維混凝土結構技術規程》外，尚應滿足國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》和其他有關行業的混凝土工程施工及驗收規范的規定。

2)既有混凝土表面處理的粗糙程度，采用灌砂法檢測時，其檢測值應在3.8 mm～5 mm范圍內。

3)配合比的設計和質量檢驗時，鋼纖維混凝土性能的測試方法應符合《鋼纖維混凝土試驗方法》的規定。

4.2 原材料要求

1)所用纖維的質量應符合CECS 38∶2004的規定。鋼纖維的幾何參數還要滿足表3規定。

表3 鋼纖維幾何參數參考范圍表

2)不得采用海水、海砂拌制鋼纖維混凝土，嚴禁摻加氯鹽。

5 安全措施

施工過程嚴格按照《建筑安裝工程安全技術規程》有關規定施工，尤其是在高空作業更應該加強安全施工意識，特別注意以下幾點:

1)對攪拌工人進行安全教育:不要讓纖維進入眼睛，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后就醫。

2)混凝土施工機械操作人員須經專門培訓，持證上崗。

3)使用振動器的作業人員，應穿膠鞋、戴絕緣手套。振動器設有漏電保護器。

4)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并處理。

5)澆筑平臺應滿鋪架板，四周搭設防護欄桿。架子上嚴禁放置活動鋼管，架板鋪設應穩固，不得出現探頭板現象。保持通道通暢安全。

6)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。

7)施工用電應由電工接線，其他人員不得私自接電。電線不得直接掛在鋼管上或鋼筋上，應使電線掛在橫木上。

8)所有施工人員不得赤膊、穿拖鞋，袖口、褲腿上衣擺要緊，防止被他物掛住。

9)供電系統必須采用三相五線制，并且應有可靠的接地系統，電路絕緣好，避免漏電傷人。混凝土振搗器等用電設備應設漏電保護器，并經安全檢驗合格，定期檢查。夜間施工應有足夠照明，線路設置應按電工及項目部管理人員的要求設置，不得亂拉亂扯電線。

6 結語

纖維混凝土的應用目前已經很廣泛，但是與既有混凝土進行相結合施工的研究不是太多，另一方面，采用新型建筑復合材料進行粘結修補加固，極大地提高了粘結性能，經濟效益是非常明顯的。下一步希望能在水利、土木、交通等領域能有更廣泛的推廣應用。

［1］鄧宗才.高性能合成纖維混凝土［M］.北京:科學出版社，2009.

［2］高丹盈，程紅強.纖維混凝土與既有混凝土黏結性能研究［M］.北京:科學出版社，2010.

［3］GB 50204-2002，混凝土結構工程施工質量驗收規范［S］.

［4］張明征.高性能混凝土的配制與應用［M］.北京:中國計劃出版社，2009.