鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)及質(zhì)量控制

1、鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)及質(zhì)量控制摘要鋼纖維混凝土克服了普通混凝土抗拉強(qiáng)度低、極限延伸率小、脆性等缺點(diǎn)，具有優(yōu)良的抗拉、抗彎、抗剪、阻裂、 耐疲勞、高韌性等性能，通過(guò)在橋面鋪裝中的應(yīng)用，總結(jié)了鋼 纖維混凝土施工方法，技術(shù)要求及有關(guān)注意事項(xiàng)，為鋼纖維 混凝土的推廣應(yīng)用提供了經(jīng)驗(yàn)。關(guān)健詞鋼纖維配合比設(shè)計(jì)質(zhì)量控制鋼纖維混凝土是以水泥凈漿、砂漿或混凝土為基體，以 金屬纖維增強(qiáng)材料組成的水泥基復(fù)合材料。它是將短而細(xì)的，具有高抗拉強(qiáng)度、高極限延伸率、高抗堿性等良好性能的金 屬纖維均勻分散在混凝土基體中形成的一種新型建筑材料。橋面鋪裝層作為橋梁的非主體結(jié)構(gòu)，通常被設(shè)計(jì)和施工 所忽視，長(zhǎng)期車(chē)輛荷載的作用，是造成

2、橋面開(kāi)裂、損壞的主要原因，從而影響橋梁的使用質(zhì)量，降低使用壽命，在橋面 鋪裝層使用鋼纖維混凝土將會(huì)有效地解決橋面使用過(guò)程中容 易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題。一、鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)的要求鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)的目的是將組成材料，即鋼纖 維、水泥、水、粗細(xì)集料及外摻劑合理配合，使配制的鋼纖 維混凝土能夠最大限度的滿(mǎn)足施工和工程使用要求。(1) 滿(mǎn)足公路橋梁抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度要求，提高橋面的 耐久性能；(2) 使配制的鋼纖維混凝土有較好的和易性，方便和滿(mǎn)足 施工要求；(3) 充分發(fā)揮鋼纖維混凝土的特點(diǎn)，合理確定鋼纖維及水 泥用量，最大限度地降低工程成本。二、原材料質(zhì)量要求鋼纖維：表面應(yīng)潔凈無(wú)銹無(wú)油，無(wú)粘結(jié)成

3、團(tuán)現(xiàn)象，保證鋼纖維與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，尺寸和抗拉強(qiáng)度符合技術(shù)要求；單根鋼纖維絲的最低抗拉強(qiáng)度800N/ 2,摻加量不超過(guò)70 kg /M3。水泥：采用32.5級(jí)或42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。碎石：應(yīng)采用石質(zhì)堅(jiān)硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒、表面粗 糙，近立方體顆粒的碎石。細(xì)集料：宜采用天然中粗砂或機(jī)制砂。細(xì)集料的潔凈程 度，天然砂以小于 0.075伽含量的百分比表示，機(jī)制砂以砂 當(dāng)量或亞甲藍(lán)值表示，其質(zhì)量必須滿(mǎn)足規(guī)范的要求。水：無(wú)污染的自然水或自來(lái)水外加劑：宜選用優(yōu)質(zhì)減水劑，對(duì)抗凍性有明確要求的鋼纖維混凝土宜選用引氣型減水劑。三、鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)與普通混凝土配合比設(shè)計(jì)一

4、樣，一般采用計(jì)算法。 可按下列步驟進(jìn)行：（1）根據(jù)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值及施工配置強(qiáng)度提高系數(shù) 確定試配抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。（2）按試配抗壓強(qiáng)度計(jì)算水 灰比，一般 應(yīng)控制在 0.45-0.50 之間?？砂雌胀ㄋ嗷炷量箟簭?qiáng)度、水泥標(biāo)號(hào)、 水灰比的關(guān)系式求得。（3）根據(jù)試驗(yàn)抗折強(qiáng)度，按規(guī)定計(jì)算鋼纖維體積率。一般體積率選1.01.5%（4 ）根據(jù)施工要求通過(guò)試驗(yàn)確定單位體積用水量（摻用外加劑時(shí)應(yīng)考慮外加劑的影響 ）。（5 ）根據(jù)試驗(yàn)確定合理砂率 （現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)材料品種，鋼 纖維纖維體積率，水灰比等適 當(dāng)調(diào)整）,一般應(yīng)控制在 1.1-1.6% 之間 .（ 6 ）按體積法計(jì)算材料用量確定試驗(yàn)配合比。（7

5、）按配合比進(jìn)行拌和物性能檢測(cè)， 調(diào)整確定施工配合 比。四、鋼纖維混凝土的拌和（1）必須使用滾動(dòng)式混凝土拌和設(shè)備。當(dāng)鋼纖維體積率較 高，拌和物稠度較大時(shí)，應(yīng)對(duì)拌和量進(jìn)行控制，一般應(yīng)不超 過(guò)設(shè)備拌和量的 60% 。（2）注意拌和料的投放順序，一般按水泥、鋼纖維、細(xì)集 料、粗集料、水的順序進(jìn)行，先進(jìn)行干拌后再加水濕拌，同 時(shí)，鋼纖維應(yīng)分 2-3 次投放， 保證鋼纖維在拌和機(jī)內(nèi)不結(jié)團(tuán)， 不彎曲或拆斷。（3）應(yīng)根據(jù)拌和物的粘聚性、均勻性及強(qiáng)度穩(wěn)定性要求通 過(guò)試拌確定合理的拌和時(shí)間。先干拌后濕拌，一般按干拌時(shí) 間不少于 80 秒，濕拌時(shí)間不少于 100 秒（總拌和時(shí)間必須 控制在 300 秒以?xún)?nèi)）。五、鋼

6、纖維混凝土的施工與養(yǎng)護(hù)（1）清除垃圾，清潔橋面，灑水濕潤(rùn)，澆灑水泥漿（水 泥漿可按重量比水：水泥 =1 : 1配制）。（2）檢查橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)片擺放位置的正確性及鋼筋網(wǎng) 片的搭接情況。（3 ）鋼纖維混凝土卸料后應(yīng)用人工攤鋪找平， 振搗密實(shí)，振平板粗平（不宜使用振動(dòng)梁拉動(dòng)找平） ，振平板每次重疊 1/2 。（4 ）用鋼管提漿滾滾動(dòng)碾壓數(shù)遍， 使用提漿滾滾平提漿， 避免鋼纖維外露。（5 ）使用 3 米長(zhǎng)鋁合金方尺從鋼模板一側(cè)向外刮平 （精 平），每次刮平時(shí)方尺應(yīng)交叉 1/3 以上。（6）鋼纖維初凝后人工拉毛處理，使橋面粗糙。（7）混凝土完成初期可噴灑養(yǎng)生劑，噴灑均勻，表面無(wú) 色差，初凝后使用土工布

7、覆蓋灑水養(yǎng)生，保持土工布濕潤(rùn)。 土工布覆蓋養(yǎng)生 7 天，灑水養(yǎng)生 14 天。（8 ）如果橋面鋪裝鋼纖維混凝土為 C60 時(shí)，因混凝土 標(biāo)號(hào)較高，水泥凝固快，應(yīng)集中設(shè)備、人員突擊施工，力爭(zhēng) 使鋼纖維混凝土從拌和到精平完成的時(shí)間控制在 4 小時(shí)以 內(nèi)。六、鋼纖維混凝土質(zhì)量控制1）鋼纖維的質(zhì)量檢驗(yàn)一是鋼纖維的長(zhǎng)度偏差不應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的 10% ，每批 次至少隨機(jī)抽查 10 根以上；二是鋼纖維的直徑或等效直徑合格率不得低于90% ，可采取重量法檢驗(yàn)，每批次抽檢 100 根，用天平稱(chēng)量，卡尺測(cè) 其長(zhǎng)度，要求得到的等效平均值滿(mǎn)足規(guī)定；三是鋼纖維的抗拉強(qiáng)度檢驗(yàn)，要求其抗拉強(qiáng)度不低于 380MPA ；四是鋼纖

8、維的抗彎拆性能，鋼纖維應(yīng)能經(jīng)受直徑3伽鋼棒彎拆 90 不斷，每批次檢驗(yàn)不少于 10 根；五是雜質(zhì)含量，鋼纖維表面不得有油污，不得鍍有有害物質(zhì)或影響鋼纖維與混凝土粘接的雜質(zhì)。2）原材料的檢驗(yàn) 必須滿(mǎn)足上述原材料的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)按照公路工程施工技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行檢驗(yàn)。（3）鋼纖維混凝土的檢驗(yàn)應(yīng)重點(diǎn)檢驗(yàn)鋼纖維混凝土的和易性、 塌落度和水灰比等， 同時(shí)必須現(xiàn)場(chǎng)目檢鋼纖維在混凝土的分布情況，發(fā)現(xiàn)有鋼纖 維結(jié)團(tuán)現(xiàn)象應(yīng)延長(zhǎng)拌和時(shí)間。七、注意事項(xiàng)（1）由于鋼纖維混凝土拌和時(shí)對(duì)水灰比的控制有嚴(yán)格要 求，不宜在陰雨天氣或風(fēng)力較大的條件下進(jìn)行施工。應(yīng)選擇 晴好天氣時(shí)進(jìn)行，遇雨必須停止施工，并及時(shí)使用土工布覆 蓋尚未硬化的混凝土橋面，必要時(shí)可搭建臨時(shí)施工防雨棚， 在防雨棚下盡快完成剩余作業(yè)。（2 ）根據(jù)氣溫、 風(fēng)力大小及時(shí)調(diào)整鋼纖維混凝土拌和用 水量，保證混凝土的和易性，建議施工時(shí)間應(yīng)安排在氣溫不 高于22 C時(shí)進(jìn)行。（3）氣溫較高或大風(fēng)條件下應(yīng)及時(shí)調(diào)整養(yǎng)生劑的噴灑 量，噴灑養(yǎng)生劑后應(yīng)及時(shí)覆蓋土工布，混凝土初凝后立即在 土工布上灑水濕潤(rùn)，防止橋面混凝土發(fā)生收縮開(kāi)裂。30（4）在通行條件下橋梁加寬使用鋼纖維混凝土橋面鋪裝 時(shí)，除做好現(xiàn)場(chǎng)施工保通外，由于舊橋車(chē)輛通行振動(dòng)對(duì)橋面 鋼纖維混凝土的開(kāi)裂有很影響， 建議將新舊橋橋面間保留 cm寬暫時(shí)不做鋪裝，待新格面鋪裝完全成型后補(bǔ)做。八、結(jié)束語(yǔ)鋼纖維