鋼纖維自密實混凝土施工技術

張宇

（重慶建工住宅建設有限公司，重慶 400015）

鋼纖維（圖1）作為混凝土抗裂技術措施相對于傳統的玻璃纖維和膨脹劑，不僅能保證結構施工階段的抗裂性，亦可進一步提升結構抗剪承載能力、屈服后變形能力（延性）和耗能能力[1]。

圖1 鋼纖維材料

鋼纖維自密實混凝土（即自密實混凝土中融入鋼纖維）對結構強度高、厚度大、配筋致密、難靠增加配筋來進一步提升結構抗剪抗屈服變形能力，以及不利于常規振搗的結構具有突出的應用價值。

1 施工技術的研究內容

基于試驗研究及施工實踐，融合鋼纖維混凝土技術與自密實混凝土技術，本文主要研究和解決以下問題：

（1）區域性低品位特細砂難于配制鋼纖維自密實混凝土；

（2）泵送過程中加壓沖擊力和泵管內部阻力導致鋼纖維在彎管處淤積；

（3）鋼纖維自密實混凝土流動性大、粘聚性高，入模受約束后模具在側壓力下如何加固；

（4）影響鋼纖維自密實混凝土施工質量的相關問題。

2 基于發現問題處理的技術原理

2.1 區域性低品位特細砂應用

通過利用機制砂與區域性低品位特細砂混合制備新型合成砂，輔以原材料優選、配合比優化研制并制備出鋼纖維自密實混凝土，能克服鋼纖維對混凝土流動性的不利影響，同時有效降低水化熱，提高抗離析及保水性能，增強和易性與流動度，滿足拌合物無需振搗而達到填充密實的要求。

2.2 模具在側壓力下加固

通過大量試驗研究得出鋼纖維自密實混凝土側壓力沿高度的分布規律，即梁柱底部2/3高度范圍內側壓力比普通混凝土大，頂部1/3范圍內與普通混凝土側壓力接近。將此規律應用于施工，通過局部加密經反復實踐改進得出最終優化加密方案。

2.3 鋼纖維在泵送過程中淤積

通過調整機械功率和控制骨料粒徑與泵送管管徑比，解決泵送過程中出現的實際問題。

3 鋼纖維自密實混凝土

3.1 原材料及配合比

（1）采用硅酸鹽或普通硅酸鹽42.5水泥，入機溫度應≤60℃。

（2）粗骨料連續級配，細骨料采用混合砂（區域性特細砂和機制砂調配），細骨料成

份砂（機制）選擇棱角少及顆粒級配Ⅰ區，骨料技術指示達到表1要求。

表1 骨料主要技術指標

（3）鋼纖維長度、截面直徑、長徑比和抗拉強度等符合設計要求。無要求時，采用長度介于20～35mm，且長徑比＜60的鋼纖維，纖維摻量20～25kg/m3。

（4）其它技術指示要求見表2。

表2 鋼纖維混凝土技術指標

3.2 混凝土制作（圖2）

圖2 鋼纖維自密實混凝土物料攪拌

（1）投料順序：碎石→水泥→砂→鋼纖維。鋼纖維入料前進行分散處理。

（2）采用兩次投料、兩次攪拌法保證鋼纖維攪拌均勻。鋼纖維可與砂石同時摻入，或在膠凝材料、水、外加劑加入之前摻入，攪拌時間較普通混凝土延長60s。

（3）避免鋼纖維結團，每次攪拌量不大于攪拌機額定攪拌量的80%，總攪拌時間不超過6min。攪拌過程中發現鋼纖維結團及時剔除。嚴禁使用銹蝕鋼纖維。

3.3 混凝土抽檢

（1）首盤鋼纖維自密實混凝土至少留取3組試塊，檢驗強度是否符合配制強度要求。

（2）混凝土拌合物抽檢項：檢測坍落擴展度、T500、U箱型高度（圖3）。

圖3 U型箱高差測試

（3）檢測頻率：每1工作班不少于2次。

（4）混凝土出料后1h內運至施工現場，并于30min內開始卸料。

（5）澆筑前檢測坍落度損失較大時可在卸料前加適量非緩凝型減水劑攪拌，嚴禁加水[2]。

3.5 混凝土澆筑

3.5.1 泵送

為避免鋼纖維在泵送過程中淤積，使用泵機與普通混凝土泵機額定功率比＞1:1.2。泵送過程中保持連續澆筑，粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比＜1:3，盡可能減少泵管彎頭。夏季施工需注意泵管保濕，避免混凝土坍落度損失。

3.5.2 澆筑與表面處理

鋼纖維自密實混凝土澆筑時，控制分層厚度300～500mm，分層澆筑間隔20～40s，以利于水化熱散發，減小混凝土內外溫差。

鋼纖維自密實混凝土澆筑時無需機械振搗，模板外輔以人工木槌敲擊，根據聲音判斷澆筑是否密實。注意觀察澆筑區至混凝土表面平齊不再明顯下降、不再出現氣泡、表面泛出灰漿為止[3]。澆筑完后，用器具將外露鋼纖維壓入混凝土內。

3.5.3 混凝土拆模、養護

豎向非承重構件，拆除時混凝土強度須達到1.2MPa，拆模時間宜較普通混凝土延長1～2h，其它拆除限制同普通混凝土，拆模后應持續養護不低于14d。

4 鋼纖維自密實混凝土施工質量控制

4.1 混凝土模板加固

根據鋼纖維自密實混凝土對模板側壓力大、延高度分布規律的研究結果，經反復實踐調整，施工時按下列要求對模板進行科學性地局部加密。

（1）底部到1/3高度范圍內，梁、柱對拉螺栓按普通間距的至多0.7倍進行加密（水平間距）；1/3到2/3高度范圍內，按普通間距的至多0.8倍進行加密（水平間距）；2/3高度以上，按普通間距布置。

（2）柱箍中部以下范圍內按普通間距的至多0.9倍進行加密；中部以上同普通間距布置。

（3）模板主背楞和次背楞按普通間距的至多0.9倍進行加密。

4.2 質量控制

（1）鋼纖維同品種同規格每20t為一個檢驗批，檢驗包括：鋼纖維尺寸偏差、雜質含量、抗拉強度和彎折性能。

（2）檢驗樣本檢查結果不符合表3要求，對應不合格檢查項按原檢驗樣本數量重新雙倍取樣復檢，復檢仍不合格則判定該批產品不合格，不得使用。

表3 鋼纖維性能指標

（3）澆筑前應檢驗拌合物的擴展時間（T500）、坍落擴展度、U型箱高度。拌合物每100m3相同配合比的混凝土至少檢查1次，當同一臺班相同配合比混凝土不足100m3時，檢驗不得少于1次，檢驗指標見表4。

表4 拌合物性能指標

（4）應當防止原材料污染。在袋裝鋼纖維的儲存和運輸過程中，要做好防水措施以防止鋼纖維生銹，禁止重壓（如踩踏）以防止鋼纖維結團。

（5）嚴禁使用對鋼纖維有銹蝕危害的外加劑。

（6）減水劑使用前須經嚴格試驗，合格后方能使用，以避免不當使用導致嚴重泌水而產生收縮裂縫影響質量。

（7）鋼纖維自密實混凝土必須按照要求留置試塊，試塊的28d抗折、抗拉、抗壓強度檢驗必須達到設計要求。

5 鋼纖維自密實混凝土施工技術應用

西部地區某項目通過對鋼纖維自密實混凝土技術的實踐應用，一是解決了混凝土材料本地化的難題，使混凝土拌合物擁有良好的流動性、填充性、自密實性；二是解決了轉換層鋼筋極多極密、振搗難度大、泵送難度大的問題。施工過程中，利用模板側應力延高度分布規律實施的有效側模加固方案避免了以往自密實混凝土常出現的 “爆模”現象。

6 結論

運用鋼纖維自密實混凝土施工技術，憑借鋼纖維自密實混凝土優良的力學性能可有效抑制結構裂縫的發生，使重要結構擁有更好的抗震性能，可提高施工效率，保證施工質量，同時減少環境污染，經濟效益與社會效益均十分顯著。

[1]趙國藩.混凝土及其增強材料的發展與應用[J].建筑材料學報，2000，3（1）：1-6.

[2]劉本剛.自密實混凝土在清水混凝土工程中的研究及應用[J].粉煤灰，2015， 27（4）：37-39.

[3]劉耀剛.某市國貿中心工程自密實混凝土的應用[J].中州建設，2016（13）：72-73.

簡易管道切割工具

在建筑工程或各類管道施工中，大型機械的應用使管道加工簡單、方便、高效，但在一些特殊作業場境中，大型機械使用由于條件限制無法發揮其優點，在這種情況下，簡易管道切割工具的使用正好彌補了這個空缺。

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