金隅環球金融中心一標段聚丙烯腈纖維混凝土施工技術分析

王 飛（北京建工博海建設有限公司，北京 100000）

如今，聚丙烯腈纖維已經廣泛應用于建筑、橋梁、道路等工程設施施工中，通過工程實例應用發現，聚丙烯腈纖維施工工藝較為簡單，能夠有效改善混凝土的各項性能，并且能夠有效避免早期混凝土可能發生的開裂、滲透、沖擊以及彎曲情況，對于金隅環球金融中心工程一標段工程施工中，能夠有效延長混凝土剪力墻的使用壽命，聚丙烯腈纖維將在建筑施工工程中發揮重要的作用。

1 工程概況

金隅環球金融中心工程一標段，位于呼和浩特市賽罕區騰飛南路，近敕勒川大街，是由北京金隅內蒙古金隅置地投資有限公司規劃和開發的小區，規劃面積263303m2，實際建筑面積1512155m2，1棟共約288戶，車位1773個。根據設計圖紙要求，基礎筏板、地下室外墻、地下車庫樓板及4#樓各層樓頂板均采用纖維混凝土。

2 聚丙烯腈纖維混凝土的應用

2.1 聚丙烯腈纖維在混凝土中的工藝原理

將聚丙烯腈纖維加入混凝土后，聚丙烯腈纖維能夠與混凝土之間形成強大的結合能力，并與混凝土均勻混合，又由于聚丙烯腈纖維比較細微，因此其表面積比較大，比如當在1m3混凝土中混合1kg的聚丙烯腈纖維，能夠使每立方米的混凝土中分布2000萬根聚丙烯腈纖維，因此能夠使混凝土形成一種均勻的支撐體系。當混凝土逐漸形成裂縫和發展的過程中，必然會遇到不同方向的聚丙烯腈纖維，由于受到聚丙烯腈纖維的阻擋，便很難形成裂紋，可見聚丙烯腈纖維能夠有效避免早期混凝土發生的開裂情況，減小混凝土裂縫發生的概率[1]。從理論上講，在混凝土中加入聚丙烯腈纖維后，纖維分散了混凝土的拉應力，從而達到了有效的抗裂效果，聚丙烯腈纖維混凝土與普通混凝土相比，前者的開裂、坍塌率遠遠小于后者，而且滲水率也有所降低。為了明確聚丙烯腈纖維混凝土的性能，從而開展了拌合物試驗，試驗內容為纖維對拌合物的含氣量、坍落度隨時間變化特性、初凝和終凝時間以及泌水速度等的影響。試驗結果表明，聚丙烯腈纖維加入混凝土中后，對混凝土的含氣量無影響，會加快混凝土的初凝固和終凝固，同時會減少混凝土表面的泌水現象，且泌水開始時間會有所推遲，結束時間會有所提前。聚丙烯腈纖維和聚丙烯纖維材料性能比較如表1所示。

表1 聚丙烯腈纖維和聚丙烯纖維材料性能比較

2.2 聚丙烯腈纖維對混凝土性能的提高作用

2.2.1 抗裂性能

混凝土主要會在凝固硬化之前出現些許裂縫，在這個階段中主要是由于混凝土內水分的蒸發轉移，從而導致混凝土產生了內部裂縫，當在混凝土中加入了聚丙烯腈纖維之后，便能夠在混凝土內部形成一種支撐體系，靠著這個支持體系能夠有效阻止或緩解混凝土裂縫的發生和發展，從而起到良好的抗裂效果[2]。

2.2.2 抗滲性能

在混凝土中加入聚丙烯腈纖維后，充分混合攪拌會使聚丙烯腈纖維均勻分布在混凝土中，且與混凝土產生良好的粘連性，減少了混凝土孔隙產生的概率，從而有效減少混凝土的滲水性，更減少了早期干縮裂縫和離析裂縫的產生和發展，進一步提高了混凝土的抗滲性能。

2.2.3 抗沖擊性能

混凝土墻面最主要的設計指標就是抗沖擊性，提高混凝土的抗沖擊性能夠提高墻體的性能。對于小區建筑的剪力墻，由于舊混凝土墻面的粘連性不夠理想，因此墻面沖擊開裂的情況比比皆是。為了提高混凝土的抗沖擊性，就需要在混凝土中加入聚丙烯腈纖維，此外，聚丙烯腈纖維的沖擊韌性指標良好，對于混凝土有較強的增韌效果，也能夠顯著改善混凝土的沖擊韌度，使聚丙烯腈纖維混凝土有效發揮延展性[3]。

2.2.4 抗彎曲性能

混凝土墻面最主要的破壞就是彎曲破壞，提高墻面混凝土的抗彎曲性能，能夠有效提高混凝土墻面的壽命。在混凝土中加入了聚丙烯腈纖維，與普通混凝土相比，聚丙烯腈纖維混凝土的抗彎曲性提高了約11%，壽命比前者提高了約22倍[4]。

3 聚丙烯腈纖維混凝土施工及養護

3.1 輸送系統

聚丙烯腈纖維混凝土在施工過程中，必然會經過輸送系統，輸送系統是連接生產和施工的紐帶，主要包括了混凝土輸送車輛、泵機、泵車和輸送管道。在聚丙烯腈纖維混凝土施工輸送過程中，應當注意以下幾點：①輸送全過程中要求始終使聚丙烯腈纖維混凝土拌合物保持均勻、不離析、不分層狀態，這就要求混凝土罐車在輸送過程中罐體保持3r/min～6r/min的轉速，并及時將混凝土送到指定澆筑點。拌合好的纖維混凝土由攪拌站輸送至澆筑部位，時間不應超過60min，否則應在混凝土運到工地后再加入聚丙烯腈纖維[5]；②聚丙烯腈纖維混凝土施工過程中應保證充足的輸送能力，以保持混凝土澆筑的連續性；③輸送過程中嚴禁司機、施工人員私自向聚丙烯腈纖維混凝土中加入生水來調節和易性，否則會嚴重影響混凝土的質量。

3.2 泵送

在聚丙烯腈纖維混凝土澆筑前，需要有效完成泵送操作：①泵送前，應先用適量的與混凝土內成分相同的水泥砂漿潤滑輸送管內壁。預計泵送間歇時間超過45min或混凝土出現離析現象時，應立即用壓力水或其他方法沖洗管內殘留的混凝土；②開始泵送時，混凝土處于慢速、勻速并隨時可反泵的狀態。泵送速度，先慢后快，逐步加速[6]。同時，觀察混凝土泵的壓力和各系統的工作情況，待各系統運轉順利后，方可以正常速度進行泵送。

3.3 澆筑

在澆筑聚丙烯腈纖維混凝土時，聚丙烯腈纖維混凝土的下料速度不宜太快，一般將聚丙烯腈纖維混凝土攤鋪高出20mm～40mm后，用插入式振動器振搗后，再用平板振動器振動、搶平。且應從中間開始向邊緣分布，布棒均勻，層層搭扣，并應隨澆筑連續進行。振搗棒的插入深度要大于澆筑層厚度，插入下層混凝土中50mm～100mm，使澆筑的混凝土形成均勻密實的結構。具體操作為：一般采用一刮、二滾、三縱、四抹的方法，確保混凝土平整度，振動棒的操作要做到“快插慢拔”，以便更有效地排出混凝土中的氣體，使之更加密實；振動棒插點應均勻有序，插點間距宜為500mm左右，每點振搗時間宜為5s～15s左右，以混凝土面不再下降，表面出現浮漿為止，在柱、梁與板變截面結構處宜分層澆筑[7]。在聚丙烯腈纖維混凝土初凝前，必須對混凝土進行二次振搗，并對纖維混凝土表面拍打振實。收漿在聚丙烯腈纖維混凝土剛初凝開始，并在終凝前完成。

3.4 養護

在施工過程中，應根據當時天氣的溫度、風力大小等具體情況對聚丙烯腈纖維混凝土進行收漿，收漿過早或過晚，都有可能影響平整度或出現早期開裂現象。最后一次抹面應在剛初凝，并在終凝前完成，目的是將表面裂紋全部消除。聚丙烯腈纖維混凝土凝固前應保持表面濕潤狀態，防止水分蒸發，在終凝后立即用塑料薄膜覆蓋養護。纖維混凝土澆水養護時間不得少于14d，施工放樣后，也必須立即澆水并覆蓋養護，澆水次數應能保持混凝土始終處于濕潤狀態，并做好混凝土養護記錄。

4 聚丙烯腈纖維混凝土施工質量控制

4.1 質量標準

根據工程結構設計對各部位混凝土強度等級的不同要求，對商品混凝土供應商提出試配的要求，商品混凝土供應商根據所選用的水泥品種、砂石級配、含泥量和外加劑等進行混凝土試配，得出優化配合比。按照下列標準執行：①水泥符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007/XG1-2009）的現行國家標準；②砂石符合《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》（JGJ52-2006）的現行標準；③混凝土符合《預拌混凝土》（GBT14902-2012）、《混凝土質量控制標準》（GB50164-2011）的國家標準；④外加劑符合《混凝土外加劑》（GB8076-2008）、《混凝土外加劑應用技術規范》（GB50119-2003）的現行標準[8]。

4.2 質量控制

對聚丙烯腈纖維混凝土的施工質量控制主要從以下幾個方面實施：

（1）建立質量控制體系。需要建立完善的質量控制體系，這樣才能夠有效地監控整個聚丙烯腈纖維混凝的施工過程[9]。從聚丙烯腈纖維混凝土的原料配比、施工、養護階段，都應當嚴格按照質量控制體系規范要求，落實聚丙烯腈纖維混凝土的生產工作。在施工前需要檢測聚丙烯腈纖維混凝土的性能指標，并檢查聚丙烯腈纖維混凝土的配比情況，在施工過程中需要進一步檢測聚丙烯腈纖維混凝土中聚丙烯腈纖維的含量，并做好檢測記錄，要求開展定期檢測。

（2）澆筑前質量控制。在聚丙烯腈纖維混凝土澆筑前，需要嚴格檢測建筑模板，并且測量好聚丙烯腈纖維混凝的強度、穩定度以及水平度等，并合理檢查建筑施工環境，而后才能進一步開展施工。當聚丙烯腈纖維混凝土進入到施工現場后，需要記錄好聚丙烯腈纖維混凝土的使用情況，避免聚丙烯腈纖維混凝土出現浪費的情況，并定期開展施工質量檢測，對于不合理、不合規的聚丙烯腈纖維混凝土，則不允許用于施工中[10]。

（3）澆筑后質量控制。在聚丙烯腈纖維混凝土澆筑完成后，還需要對其進行質量控制，按照天氣的實際情況以及施工區域的實際狀況等對聚丙烯腈纖維混凝土進行收漿，并且在聚丙烯腈纖維混凝土終凝固之前，消除其表面的裂縫，然后蓋上薄膜，澆筑后質量控制的時間不得少于兩周，持續性的保持好聚丙烯腈纖維混凝土表面的濕潤狀態。

5 結語

總的來說，混凝土是應用最為廣泛的建筑材料，近些年隨著工業的發展，混凝土的用量不斷增長，傳統混凝土雖然使用廣泛，但是自身還是存在一定的缺陷，當在普通混凝土中加入聚丙烯腈纖維后，聚丙烯腈纖維混凝土就能夠發揮優良的抗裂性、抗滲性、抗彎曲性和抗沖擊性，從而進一步提高混凝土墻面的耐久性，與普通的混凝土墻面相比較，優勢更加明顯，可以說聚丙烯腈纖維作為一種新型的混凝土添加劑，在混凝土墻面施工工程中具有重大的應用價值。