淺談玄武巖纖維筋無磁混凝土施工理論及控制措施

【摘 要】 無磁施工時國內(nèi)新型施工的典型代表，常用于地震臺站建設、科研用儀器臺桌、觀測室和國防、軍事等工程領(lǐng)域，玄武巖纖維筋無磁混凝土施工作為無磁施工的一種正受到越來越廣泛的關(guān)注，利用玄武巖纖維筋優(yōu)越的抗拉性能代替鋼筋，系統(tǒng)的無磁施工理論，各種施工工器具的改進，嚴格的現(xiàn)場施工管理是玄武巖纖維筋無磁混凝土施工的施工特點，本文主要從施工理論及施工控制措施角度闡述玄武巖纖維筋無磁混凝土施工，希望為今后的玄武巖纖維筋無磁混凝土施工提供一定的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 玄武巖纖維筋、無磁混凝土、施工、磁性監(jiān)測、磁性控制

無磁施工是國內(nèi)新型施工的典型代表，玄武巖纖維筋無磁混凝土結(jié)構(gòu)作為無磁施工的一種，目前正受到越來越廣泛的關(guān)注，利用玄武巖纖維筋優(yōu)越的抗拉性能代替鋼筋，同時充分利用玄武巖纖維筋的無磁特性是玄武巖纖維筋無磁混凝土結(jié)構(gòu)的顯著特點。

1. 施工原理

玄武巖纖維筋無磁混凝土結(jié)構(gòu)施工的原理是在建設場地滿足施工磁性要求的前提下，保證進場原材料的磁化率滿足施工磁性要求，在現(xiàn)場施工中嚴格控制各道施工步驟和施工工藝，保證施工完成后各工程部位滿足磁性控制要求，最大程度保持大地磁場原貌，從而達到精確測量大地磁場變化的要求。

目前在各地震臺站及觀測室的建設中，要求工程建設完成后間隔1m的范圍內(nèi)，磁場的梯度小于1nt，最大不超過2nt。工程完成后安裝儀器的測量精度決定了施工近乎苛刻的嚴格性。

2.場地選擇理論分析

2.1 監(jiān)測儀器

當前在無磁施工中普遍使用的檢測儀器為G856質(zhì)子磁力儀。該儀器可有效檢測大地磁場的變化。

2.2 理論分析

為保證玄武巖纖維筋無磁混凝土結(jié)構(gòu)建設完成后磁場梯度滿足磁性要求，必須要選擇滿足要求的施工場地。場地選擇主要是利用G856質(zhì)子磁力儀，在大地磁場穩(wěn)定的時間段內(nèi)，通過兩臺儀器對比觀測的方法來精確觀測該位置處大地磁場的磁場梯度，測量完成后對測量結(jié)果進行分析，如果每間隔1m范圍內(nèi)，大地磁場變化均小于1nt則為合格，如果超出范圍，則要對不合格位置場地進行清理，查看是否是由于現(xiàn)場存在干擾磁場的物質(zhì)造成的不合格，清理后重新測量，如果在1nt范圍內(nèi)則合格，若不合格，則需要重新規(guī)劃場地。

3. 原材選擇理論分析及控制措施

3.1 理論分析

自然界的物質(zhì)主要分為抗磁性物質(zhì)、順磁性物質(zhì)和鐵磁性物質(zhì)三類。

抗磁性物質(zhì)不存在永久磁矩，當抗磁性物質(zhì)放入外磁場中，外磁場使電子軌道改變，感生一個與外磁場方向相反的磁矩，表現(xiàn)為抗磁性。所以抗磁性來源于原子中電子軌道狀態(tài)的變化。抗磁性物質(zhì)的抗磁性一般很微弱，磁化率一般約為-10-5，為負值。

順磁性物質(zhì)的主要特征是，不論外加磁場是否存在，原子內(nèi)部存在永久磁矩。但在無外加磁場時，由于順磁物質(zhì)的原子做無規(guī)則的熱振動，宏觀看來，沒有磁性；在外加磁場作用下，每個原子磁矩比較規(guī)則地取向，物質(zhì)顯示極弱的磁性。磁化強度與外磁場方向一致， 順磁性物質(zhì)的磁化率一般也很小，室溫下H約為10-5。

對諸如Fe、Co、Ni等物質(zhì)，在室溫下磁化率可達10-3數(shù)量級，稱這類物質(zhì)的磁性為鐵磁性。 鐵磁性物質(zhì)即使在較弱的磁場內(nèi)，也可得到極高的磁化強度，而且當外磁場移去后，仍可保留極強的磁性。其磁化率為正值，但當外場增大時，由于磁化強度迅速達到飽和，其H變小。

由以上理論分析可以得出，自然界大部分物質(zhì)屬于抗磁性物質(zhì)和順磁性物質(zhì)，這些物質(zhì)磁化率較小，只有含有鐵、鈷、鎳等元素的鐵磁性物質(zhì)磁化率較大，放置于磁場中時磁化強度較高，而鈷、鎳兩種元素在常用的建筑材料中含量較少，因此在無磁施工選擇原材料時只考慮是否含有鐵元素物質(zhì)即可。

3.2 選擇控制措施

在原材選擇過程中為了排除含鐵物質(zhì)的干擾，可采用小箱ΔF檢測法，所謂小箱ΔF檢測法就是采用經(jīng)過檢測無鐵磁性雜質(zhì)的木板、銅釘?shù)戎谱鞒?0cm×30cm×35cm的“檢測箱”，裝上要檢測的原材料，將箱子靠近G856磁力儀探頭，分別測量箱體長邊兩側(cè)，若樣品靠近和離開G856磁力儀探頭所引起的磁場變化ΔF不大于1nT，該材料的磁性就符合要求。全過程探頭位置保持不變。

利用小箱ΔF檢測法，可以在很短的時間內(nèi)完成，排除了地磁日變因素對大地磁場的影響，利用單臺儀器就能檢測出物質(zhì)的磁化率，提高了功效。

原材進場后為了保證進場原材100%的合格率，要對進場原材的磁性進行全面的檢測，檢測方法采用大盤梯度檢測法。所謂大盤梯度檢測法，實際上是將測量儀器當作一個高精度的“探測器”，引用梯度測量的概念，也是通過測量材料外部磁場強度ΔF來檢測材料磁性的一種檢測方法。檢測過程需要移動探頭位置。

大盤梯度檢測法適用于檢測原材中有無磁性雜質(zhì)，不能直接檢測出原材磁化率大小，每盤檢測可達到1m3，提高了大規(guī)模檢測時的檢測效率，降低了勞動強度。

4. 施工具體步驟磁性控制措施

4.1 玄武巖纖維筋施工

目前玄武巖纖維筋施工技術(shù)還不成熟，現(xiàn)場不具備加工制作各種尺寸、形狀部件的能力，施工技術(shù)人員將玄武巖纖維筋尺寸、型號、大樣圖等信息制作技術(shù)交底下發(fā)廠家，由廠家直接制作成型后運輸至施工現(xiàn)場，運輸至施工現(xiàn)場后根據(jù)型號、尺寸、使用部位等對玄武巖纖維筋做好標識牌，分開存放，方便使用。

玄武巖無磁筋的綁扎采用塑料扎扣綁扎，綁扎形式為全扣綁扎，綁扎前對塑料卡扣進行磁性檢測。

4.2 腳手架及模板選擇

玄武巖纖維筋無磁混凝土結(jié)構(gòu)腳手架搭設全部采用毛竹和麻繩進行搭設。嚴禁使用碗扣式鋼管腳手架，腳手架搭設必須牢固可靠，保證施工安全。

模板應選用經(jīng)過磁性檢測合格的竹膠板或木模，加工要在加工廠進行，嚴禁在施工現(xiàn)場加工，連接采用銅釘、銅線。模板安裝完成后要進行磁性檢測，檢測合格后方可澆筑混凝土，不合格找出原因及時處理。

4.3 無磁混凝土攪拌、運輸、檢測、澆筑

無磁混凝土在攪拌工具、運輸工具及澆筑工程中工具的選擇將直接關(guān)系到施工的成敗。

無磁混凝土采用無磁攪拌機滾筒進行攪拌，保證混凝土的磁性。

無磁混凝土在運輸過程中一般選用鐵質(zhì)翻斗車運輸，在運輸過程中要在鐵質(zhì)翻斗車翻斗內(nèi)加經(jīng)過磁性檢測的皮革襯砌，保證混凝土在運輸過程中的磁性。

無磁混凝土在檢測過程中采用大盤梯度檢測法，檢測前通過試驗的方法確定檢測方案，檢測過程中嚴格按照檢測方案進行，對檢測不合格的混凝土要及時清除，嚴謹使用未經(jīng)檢測和檢測不合格的混凝土。

混凝土在澆筑過程中采用無磁振搗棒進行振搗，嚴謹使用鐵質(zhì)振搗棒，混凝土每澆筑完成一層（30cm），檢測人員要迅速對已澆筑混凝土進行檢測，對檢測不合格混凝土要及時清除。

5. 施工管理控制措施

在施工之前組織人員對圖紙進行審閱，編制施工方案、磁性檢測方案，建立項目管理組織，編制技術(shù)交底并下發(fā)。

玄武巖纖維筋無磁混凝土結(jié)構(gòu)施工前作業(yè)人員必須經(jīng)過嚴格培訓，使其充分認識無磁施工中的各個環(huán)節(jié)所需注意事項，進而在施工中嚴格執(zhí)行。

現(xiàn)場管理采用閉口管理，對施工現(xiàn)場進行必要圍護，進口處要安排經(jīng)過培訓的專人看管，對進入施工現(xiàn)場的人員隨身攜帶的物品進行檢查，嚴禁攜帶鐵質(zhì)的物品如手機、手表等進入，嚴禁進入現(xiàn)場的人員穿戴鐵質(zhì)拉鎖、紐扣等的衣物施工作業(yè)。作業(yè)人員領(lǐng)取工具時要登記，施工完畢帶回要消記，每天嚴格閉合，防止施工工具遺落施工現(xiàn)場影響施工質(zhì)量。

6. 結(jié)束語

目前，玄武巖纖維筋無磁混凝土結(jié)構(gòu)施工在施工領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注，本文從施工磁性理論和施工控制方面闡述了玄武巖纖維筋無磁混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程，希望能為今后的建設的無磁結(jié)構(gòu)在施工方面提供一定的借鑒。

參考文獻

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