鋼纖維地鐵管片生產(chǎn)質(zhì)量控制研究

陳 強(qiáng) 陳際洲 劉海濱

（青島市政集團(tuán)砼業(yè)工程有限公司，山東 青島266231）

目前城市地鐵建設(shè)正處在高速發(fā)展時(shí)期，在隧道施工中盾構(gòu)施工技術(shù)在過去幾十年取得了質(zhì)的飛躍。城市地鐵施工對(duì)預(yù)制混凝土襯砌管片的質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)格，普通鋼筋混凝土管片內(nèi)部使用鋼筋籠骨架雖然能夠滿足使用要求，但存在重量大、難運(yùn)輸、易磕碰，成本高等問題。鋼纖維管片具有較好的力學(xué)性能、抗腐蝕性和抗?jié)B能力，能有效降低生產(chǎn)運(yùn)輸成本和后期維護(hù)費(fèi)用。青島地鐵1 號(hào)線已經(jīng)部分使用鋼纖維管片替代鋼筋混凝土管片進(jìn)行施工，在鋼纖維管片的生產(chǎn)過程中總結(jié)出了影響鋼纖維管片質(zhì)量的幾個(gè)主要因素，通過分析研究，采取有效措施提高鋼纖維管片質(zhì)量，并形成了施工工法、作業(yè)指導(dǎo)書等技術(shù)文件。本文提出的幾項(xiàng)鋼纖維管片質(zhì)量控制研究成果，將對(duì)行業(yè)內(nèi)鋼纖維管片質(zhì)量控制方法提供一些參考。

1 鋼纖維管片的質(zhì)量控制措施

混凝土鋼纖維管片使用的鋼纖維是指以冷拉鋼絲切斷、冷軋帶鋼剪切、鋼錠銑削或鋼水快速冷凝法制成長(zhǎng)徑比為40～80的纖維。按照鋼纖維管片結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度要求，鋼纖維長(zhǎng)度選取25～50mm，等效直徑控制在0.3～0.8mm，長(zhǎng)徑比控制在在40～100的彎鉤形鋼纖維。

鋼纖維到廠后應(yīng)安排專人對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)批應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，首先檢查其商標(biāo)、合格證、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、出廠檢驗(yàn)報(bào)告等信息；再由實(shí)驗(yàn)室專業(yè)技術(shù)人員或委托第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)鋼纖維的化學(xué)成分、鋼纖維雜質(zhì)含量、鋼纖維長(zhǎng)徑比、鋼纖維形狀、尺寸偏差、抗拉強(qiáng)度、彎折性能等性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，檢驗(yàn)方法嚴(yán)格按照《鋼纖維混凝土管片質(zhì)量檢測(cè)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。檢測(cè)過程中應(yīng)做好檢驗(yàn)記錄，并出具檢驗(yàn)報(bào)告，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)聯(lián)系廠家整改或退貨，不符合標(biāo)準(zhǔn)的鋼纖維嚴(yán)禁進(jìn)廠使用。對(duì)實(shí)驗(yàn)室人員定期開展鋼纖維驗(yàn)收方面的技能培訓(xùn)，提高檢驗(yàn)人員的技能水平和責(zé)任心，對(duì)鋼纖維檢測(cè)儀器定期進(jìn)行校準(zhǔn)，確保高纖維的質(zhì)量符合要求。

2 鋼纖維管片混凝土的質(zhì)量控制措施

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)確保進(jìn)廠的粗、細(xì)骨料質(zhì)量符合要求，制定鋼纖維管片混凝土原材料保障措施，粗骨料粒徑應(yīng)介于鋼纖維長(zhǎng)度2/3 與鋼筋骨架最小凈間距的3/4 之間，針片狀含量不應(yīng)大于15%，含泥量不應(yīng)大于1%，硫化物和硫酸鹽含量應(yīng)小于1.0%。細(xì)骨料宜采用非堿活性中粗砂，級(jí)配區(qū)間應(yīng)符合要求，含泥量不應(yīng)大于2%。為防止鋼纖維被腐蝕，應(yīng)控制氯離子含量小于0.06%，應(yīng)使用天然砂、人工砂或者混合砂，不能使用海砂，水泥采用普通硅酸鹽水泥或強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5 的硅酸鹽水泥；不能選用對(duì)鋼筋、鋼纖維有腐蝕作用的外加劑；粉煤灰不得對(duì)鋼纖維管片性能及耐久性產(chǎn)生有害影響，使用前必須進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證；拌制鋼纖維混凝土需添加優(yōu)質(zhì)減水劑；鋼纖維混凝土的坍落度應(yīng)控制在50±10mm，每生產(chǎn)班組的前4 盤混凝土必須測(cè)定坍落度，生產(chǎn)過程中根據(jù)實(shí)際情況可增加檢驗(yàn)頻率。

3 生產(chǎn)設(shè)備要求

鋼纖維混凝土應(yīng)采用立式攪拌機(jī)攪拌，并配備專用計(jì)量和投料設(shè)備，各種計(jì)量?jī)x器和設(shè)備在投入使用前應(yīng)經(jīng)標(biāo)定合格，并定期到當(dāng)?shù)貦z測(cè)機(jī)構(gòu)備檢；鋼纖維投料機(jī)要保證投料均勻。生產(chǎn)模具采用剛性模具，采用振動(dòng)臺(tái)或附著式振動(dòng)工藝；生產(chǎn)過程中制定嚴(yán)格的模具檢測(cè)制度，每生產(chǎn)100 環(huán)，應(yīng)重新檢測(cè)模具的精度，對(duì)模具寬度、弧長(zhǎng)等位置進(jìn)行測(cè)量，整理成記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整。檢測(cè)工具和方法要符合要求，檢測(cè)誤差須在允許范圍內(nèi)，檢測(cè)前模具的內(nèi)表面必須清理干凈。管片生產(chǎn)流水線設(shè)備必須按照設(shè)備自檢標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，防止生產(chǎn)過程中因設(shè)備故障造成的鋼纖維管片質(zhì)量問題。

鋼纖維稱重

4 生產(chǎn)工藝質(zhì)量控制措施

鋼纖維混凝土投料順序?yàn)椋孩偕啊⑹阡摾w維與粗細(xì)集料干拌30s-60s→③攪拌機(jī)內(nèi)投入水泥、粉煤灰、水、減水劑→④攪拌（攪拌時(shí)間不低于90s，最多不超過三min）→⑤成品鋼纖維混凝土→⑥卸料。攪拌過程中，為避免鋼纖維結(jié)團(tuán)，每天拌制的同配合比的混凝土，取樣不少于一次，每次至少成型三組，兩組試件與管片同條件養(yǎng)護(hù)。鋼纖維混凝土的和易性、保水性等各種指標(biāo)均合格后才能進(jìn)行澆筑。

生產(chǎn)過程中應(yīng)嚴(yán)格確保鋼纖維管片的鋼筋保護(hù)層厚度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，影響鋼纖維管片鋼筋保護(hù)層厚度的主要因素有下料、焊接位置不準(zhǔn)確，鋼筋下料尺寸、彎弧誤差大，支架和飛輪的安裝數(shù)量與安裝位置不規(guī)范，鋼筋籠擺放方式不規(guī)范，鋼筋籠位移等。制定措施嚴(yán)格控制鋼筋籠的尺寸、變形量在允許誤差內(nèi)，加強(qiáng)對(duì)焊接工人的技術(shù)交底，保證焊接質(zhì)量，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定最合適的飛輪和支架安裝位置及數(shù)量，并作圖標(biāo)記，加強(qiáng)對(duì)澆搗工人技術(shù)交底，保證放料時(shí)分層布料，防止混凝土沖擊鋼筋籠。采用鋼筋探測(cè)儀進(jìn)行保護(hù)層測(cè)量時(shí)，應(yīng)在內(nèi)弧面和外弧面各測(cè)量6 點(diǎn)，精確至lmm，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)論

影響鋼纖維管片質(zhì)量的因素非常多，本文所提出的質(zhì)量控制措施是生產(chǎn)過程需要重點(diǎn)關(guān)注和需要解決的，今后還將在此基礎(chǔ)上繼續(xù)研究，在保證鋼纖維管片質(zhì)量的前提下進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。