鋼纖維混凝土施工方案

1、一、依據標準：1、EN 14889-1:2006 - 纖維混凝土 - 第一部分：鋼纖維定義，規(guī)范以及規(guī)則； 2、UNI EN 14845-2:2007 - 纖維混凝土的試驗方法 - 第二部分：混凝土的有效性； 3、EN 14651-2005 - 金屬纖維混凝土試驗方法 - 彎曲抗拉強度測試（比例限制（LOP),殘余） 4、UNIEN 10016 “用于拉伸或冷盤的非合金盤條第一部分：一般要求” 5、UNI - EN 10218-1: 1995 - 鋼絲和鋼絲產品 - 常規(guī) - 第一部分：測試方法 6、UNI 11037:2003 - Fibre dacciaio da impiegare ne

2、l confezionamen to di conglomerate cementizio rinforzato; 7、UNI 11039:2003 鋼纖維混凝土-第一部分:定義、分類、規(guī)范和規(guī)則；第二部分：確定早期開裂強度和韌性指數的方法； 8、ASTM A820-01：纖維混凝土中鋼纖維標準； 9、CNR - DT 204/2006 - Istruzoni per la progettazione, IEsecuzione ed il Controllo di strutture di Calcestruzzo Fibroriforzato; 10、RILEM, 2001 - “鋼纖維混凝

3、土的測試和設計方法：鋼纖維混凝土的單軸拉伸測試”，RILEM TC 162-TDF 推薦，材料和結構。 二、工程概況：根據中華人民共和國行業(yè)標準，公路水泥混凝土路面設計規(guī)范，鋼纖維混凝土整體地坪應鋪設在均勻密實的地基土上，對淤泥，淤泥質土，回填土及雜填土的軟弱地基，應根據地面使用要求，活荷載大小，地基地質情況按現行國家標準“建筑地基基礎設計規(guī)范 ”（GB50007-2002）的有關規(guī)定利用與處理，并應嚴格按照設計及施工驗收規(guī)范對地基處理的要求進行施工，即本項目首鋼冷軋廠罩式退火工程標段，采用鋼纖維混凝土施工。1、首鋼冷軋地坪 約2835m混凝土等級：C25 混凝土厚度：300mm 鋼纖維：Wi

4、rand FF3 摻量：20kg/m2 2、首鋼冷軋地坪 約2513m混凝土等級：C25 混凝土厚度：250mm 鋼纖維：Wirand FF3 摻量：20kg/m 三、鋼纖維混凝土簡介（1）鋼纖維混凝土配合比：Wirand FF3鋼纖維摻量：每立方混凝土20公斤，混凝土標號: C25，鋼纖維混凝土面層厚0.20m，級配碎石厚200mm300mm。地坪伸縮縫間距30m，按6000*6000設分倉縫。 Wirand FF3型鋼纖維：冷拉切斷型鋼纖維。名義尺寸： 直徑D： 0.75 mm 長度L： 50 mm 長徑比L/D： 67 鋼纖維數量/Kg：5700 力學特性： Rm （鋼絲抗拉強度）： 1

5、100 MPa I （極限應變）： 4 形狀 ：兩端彎鉤形的WIRAND鋼纖維FF3，在混凝土中具有完美的錨固能力。 鋼釬維混凝土水灰比最大不應超過0.5，采用混凝土罐車直卸方式澆筑鋼釬維混凝土，混凝土到現場的塌落度應在1220cm；鋼釬維混凝土泵送的塌落度應控制在1420cm。鋼纖混凝土澆筑時嚴禁在現場摻水。其余水泥，砂，骨料和水的用量由施工單位制定。混凝土強度需達到設計要求，建議在澆筑前用試塊做混凝土抗壓強度試驗。（2）鋼纖維的性能鋼纖維混凝土的基本性能鋼纖維混凝土是一種性能優(yōu)良且應用廣泛的新型復合材料。由于鋼纖維阻滯基體混凝土裂縫的開展，從而使其抗拉、抗彎、抗剪強度等較普通混凝土顯著提高

6、，其抗沖擊、抗疲勞、裂后韌性和耐久性也有較大改善。近20年來，國內外對鋼纖維混凝土的力學和結構性能做了大量的研究，并將其用于道路、橋梁、隧道、水利、海洋、建筑和耐火材料結構等各項工程中。1、鋼纖維對混凝土的增強效果和影響因素鋼纖維混凝土中亂向分布的短纖維主要作用是阻礙混凝土內部微裂縫的擴展和阻滯宏觀裂縫的發(fā)生和發(fā)展，因此對于其抗拉強度和主要由主拉應力控制的抗剪、抗彎、抗扭強度等有明顯的改善作用。當纖維摻（體積率）量在1%2%范圍內，抗拉強度提高25%50%，抗彎強度提高40%80%，用直接雙面剪切試驗所測定的抗剪強度提高50%100%?？箟簭姸忍岣叻容^小，一般在025%之間。2、疲勞性能鋼纖

7、維混凝土的抗彎和抗壓疲勞性能較普通混凝土都有較大改善。例如：抗彎疲勞壽命為106次時，纖維摻量為1.5%（lf/df=58）的鋼纖維混凝土的應力比為0.68，而普通混凝土僅為0.51；當應力比為0.7，鋼纖維混凝土抗彎疲勞壽命超過105次，而普通混凝土僅達850次。又如：摻有2%纖維的剛纖維混凝土抗壓疲勞壽命達2x106次時，應力比可達0.92，而普通混凝土的應力比僅達0.56?？梢娫诼访婧蜋C墩等承受疲勞載荷的工程中，使用鋼纖維混凝土會使其抗疲勞壽命顯著提高。3、抗拉強度為使鋼纖維混凝土具有良好的力學性能，要求鋼纖維具有一定的抗拉強度。根據鋼纖維的材質和生產工藝不同，其抗拉強度也有所區(qū)別。由于

8、普通鋼纖維混凝土主要是由于鋼纖維拔出而破壞，并不是因為鋼纖維拉斷而破壞，鋼纖維在破壞時承受的最大拉應力為100300MPa，因此，只要鋼纖維的抗拉強度在380MPa以上，一般能滿足使用要求。4、彈性模量 鋼纖維的彈性模量為200GPa，極限延伸率為0.5%3.5%。5、粘結強度由于鋼纖維混凝土的破壞主要是因鋼纖維拔出引起的，因此提高鋼纖維與混凝土基體界面的粘結強度是十分重要的。粘結強度的提高除了與基體的性能有關外，就鋼纖維本身來說，應該從改進鋼纖維表面和形狀來改善它與基體的粘結性能。常用的方法有：使鋼纖維表面粗糙化，截面呈不規(guī)則形狀，增加與基體的接觸面積和摩擦力；將鋼纖維表明壓痕，或壓成波形，

9、增加機械咬合力；使鋼纖維兩端異型化，將兩端制成彎鉤或大頭形等，以提高其錨固力或抗拔力。6、硬度各種鋼纖維的表面硬度較高，在于混凝土一起攪拌時，一般不宜發(fā)生彎折現象。但有時由于鋼纖維的材質較脆，攪拌時也易發(fā)生折斷，影響增強效果。所以在實際生產應用中要隨時觀察成排鋼纖維的分散情況，鋼纖維分散均勻后應停止攪拌。7、耐腐蝕性鋼纖維混凝土耐化學腐蝕性能是人們最關心的問題。對此，國外學者做了大量的試驗和現場暴露試驗，幾乎得出一致的結論是：鋼纖維混凝土在空氣、污水和海水中都呈現良好的耐腐蝕性。暴露在污水和海水5年后的試件碳化深度小于5mm，只有表層的鋼纖維產生銹斑，內部鋼纖維未銹蝕，不會像普通鋼筋混凝土銹蝕

10、后，銹蝕層體積膨脹而將混凝土脹裂。專門研究表明：經300次浸海水循環(huán)（浸12h，空氣中干12h），鋼纖維混凝土氯離子浸入深度較普通混凝土小，盡管氯離子超過0.4%的活化量，但未見鋼纖維腐蝕。 澆筑在鋼纖維混凝土內部的鋼纖維，只要搗固密實，與空氣隔絕，鋼纖維一般不發(fā)生銹蝕現象。暴露于混凝土表面或在裂縫寬度超過0.25mm時，跨越裂縫處的鋼纖維易銹蝕。（3）鋼纖維混凝土的組成材料鋼纖維混凝土是由短鋼纖維、水泥、砂、石和水以及必要的外加劑按一定的比例配制經凝結硬化后形成的復合材料。鋼纖維混凝土中的砂和石起骨架作用，稱之為骨料（集料）。鋼纖維均勻地分散于骨料周圍，主要起增強、增韌、限裂和阻裂作用，稱之

11、為增強料（相）。水泥和水形成的水泥漿在拌合料中包裹在骨料和鋼纖維的表面，填充骨料與骨料、骨料與鋼纖維之間的縫隙，并起潤滑作用，使混凝土拌合料具有一定的和易性，硬化后的水泥漿將骨料、鋼纖維粘結成堅固、密實的整體。鋼纖維混凝土的性能取決于基體混凝土的性能和鋼纖維的性能以及相對含量，同時也與施工工藝（攪拌、成型、養(yǎng)護）有關。1、鋼纖維鋼纖維的增強效果與鋼纖維的長度、直徑（或等效直徑）、長徑比以及表面形狀等有關。試驗研究表明，在一定范圍內，鋼纖維增強作用隨長徑比增大而提高。鋼纖維長度太短起不到增強作用，太長則施工較困難，影響拌合物的質量，直徑過細易在拌合過程中被彎折，過粗則在同體積率時，其增強效果較差

12、。 試驗研究和工程實踐表明，鋼纖維的長度為1560mm，直徑或等效直徑為0.31.2mm，長徑比在30100的范圍內選用，其增強效果和施工性能一般可滿足要求。2、水泥水泥在鋼纖維混凝土中是一種膠結材料，與水拌合成水泥漿，具有很高的粘結力，它把砂、石和鋼纖維膠結成一整體，經凝結硬化，形成具有一定強度的鋼纖維混凝土。因此，水泥是鋼纖維混凝土的重要組成材料。3、砂又稱細骨料，用于填充碎石或礫石等粗骨料的空隙并同時組成鋼纖維混凝土的骨架。砂的粗細程度用砂的細度模數表示。砂的細度模數對鋼纖維混凝土的強度與和易性有一定的影響，相同數量的粗砂與細砂相比，粗砂的比表面積較小，因而，在保證鋼纖維混凝土強度的同時

13、，粗砂需要的水泥用量較細砂為少。顯然，當水泥用量相同時，用粗砂配制的混凝土強度要比用細砂配制的混凝土強度為高。此外，當鋼纖維混凝土的拌合料和易性相同時，細砂混凝土的拌合料需水量較多，但如用過粗的砂拌制，容易產生離析和泌水現象；如用過細的砂拌制，雖不產生離析和泌水現象，卻需要較多的水泥漿包裹在砂的表面，水泥用量較大。為此，砂的細度模數要適中，配制鋼纖維混凝土的砂宜用中粗砂。砂的級配應符合要求，砂的密度一般為2.52.7g/cm3。4、石料碎石或卵石是組成鋼纖維混凝土的骨架材料，常稱粗骨料。鋼纖維混凝土所用的石料，通常選用碎石。因碎石的顆粒表面較粗糙，富有棱角，能產生良好的機械嵌鎖作用，與水泥漿有

14、較強的粘結力。因此，在同樣的條件下，用碎石比用卵石所配制的鋼纖維混凝土強度為高，但需要的水泥漿也較多。鋼纖維混凝土所用的骨料粒徑，不宜大于鋼纖維長度的2/3，一般為520mm，最大粒徑不宜大于20mm，如果骨料粒徑過大，將削弱鋼纖維的增強作用，且鋼纖維易集中于大骨料周圍，不便于鋼纖維的分散。骨料的級配應符合要求，否則會影響鋼纖維混凝土拌合料的流動性和水泥的用量。5、水凡能飲用的水和潔凈的天然水均可用于鋼纖維混凝土的配制，因海水對鋼纖維有銹蝕作用，一般不允許用海水拌制鋼纖維混凝土。6、外加劑在鋼纖維混凝土的拌制過程中，為了改善拌合料的和易性、減少水泥用量或提高強度，可摻入一定量的外加劑。外加劑按

15、使用效果可分為減水劑、引氣劑、防凍劑、膨脹劑、促凝劑等。在鋼纖維混凝土中，使用較多的是減水劑（普通減水劑和高效減水劑），以提高其和易性。在使用外加劑時應注意的事項是：（1）根據使用目的，選擇品種，在進行技術經濟的比較后確定。（2）所加摻量應按所用品種，并根據使用要求、施工條件、拌合的原材料等因素經試驗確定。摻量以水泥重量的百分率表示。（3）摻量為1%以下的外加劑（如高效減水劑）應以水溶液摻入為宜。（4）注意外加劑與水泥的適應性。（5）外加劑的性能應符合現行標準混凝土外加劑應用規(guī)程的規(guī)定。另外，在鋼纖維混凝土中還可摻入一定量的粉煤灰或硅粉等混合材料，以改善拌合料的和易性，節(jié)約水泥用量以及提高強度

16、。其混合材料性能應符合現行標準用于水泥和混凝土中的粉煤灰和用于水泥中的火山灰質材料的規(guī)定，其摻量可以通過試驗確定。四、主要施工工藝（1）施工順序準備工作模板的設置混凝土攪拌砼運輸鋼釬維摻加砼攤鋪砼振搗縱縫拉桿設置三輥軸整平接縫施工路面的修整抗滑構造縫的施工砼養(yǎng)生鋸縫、填縫（2）地基處理 1.地基承載力特征值120KPa，施工時首先要求清除所有雜填土，且超挖至底部標高以下0.3米，原位夯實，然后用級配碎石分層夯實后回填。分層厚度200300mm，壓實系數0.96。新近填表土未按要求壓實（壓實系數0.95）要求全部清除，然后用級配碎石回填。2.地基的夯實系數應該符合相關的標準規(guī)范。地基的誤差應該不

17、超過+/-10mm. 3.如果為樁板結構地坪，可以在地基中加入素混凝土或水泥漿。如果鋼纖維混凝土直接鋪設在開挖地面上，一定要保證下層經過充分振搗，從而避免混凝土不均勻固化。 4.可以在鋼纖維混凝土下面鋪一層塑料膜來隔水。 5.施工現場應該完全不受外界氣候影響。 6.保證施工縫正確的安裝。 7.在特殊部位需要安裝額外的鋼筋（例如：柱子、井蓋、邊緣等）。這些鋼筋應該鋪設在表面30mm以下，距離這些特殊部位最少50mm。 8.為鋼纖維分散機準備一個合適的位置。 9.檢查所有施工相關的設備，保證現場有充足的鋼纖維以及其他原料。 塑料膜隔水 安裝額外鋼筋（3）鋼纖維的投放和攪拌：鋼纖維在現場添加。每投料

18、一次的量應用計量器嚴格計量，摻量應嚴格按照設計圖紙上的要求。1.保證所使用的混凝土標號及塌落度符合相關要求標準。 2.根據設計要求將鋼纖維摻入混凝土 3.在摻加鋼纖維時， 保證攪拌機一直旋轉。 （推薦轉速18rpm） 4.使用鋼纖維分散機或者手工摻入鋼纖維，摻加速度不能超過每分鐘40kg。 5.摻加后全速旋轉攪拌罐（3到5分鐘）。 6.鋼纖維混凝土的塌落度要求取決于鋼纖維的摻量。 a)直接澆筑： 摻量20-25kg，130mm 摻量30-35kg，130-150mm 摻量40-45kg，150-180mm b)泵送混凝土到澆筑點： 摻量15-25kg，150mm 摻量30-35kg，150-1

19、80mm 摻量40-45kg，150-180mm 7.在現場隨時加水以提高塌落度或者和易性的做法是絕對禁止的。 （4）鋼纖維混凝土的鋪設和振搗，抹平。澆筑鋼纖維混凝土時采用傳統方法（與普通混凝土地坪施工相似）。 在混凝土澆筑過程中，要對鋼纖維混凝土進行振搗，以保證混凝土密實，并且增強混凝土和鋼纖維之間的錨固。 鋼纖維混凝土表面提漿（采用振動棒或振動梁）需及時進行，應在混凝土初凝前用漿頭覆蓋掉露頭的鋼纖維。 混凝土打磨須及時進行，最佳時間是在混凝土澆完后人可在上面留下深度小于10 毫米腳 印時（約8小時）開始添加表面耐磨材料后進行打磨。1、鋼纖維在混凝土中的分散均勻性 在拌合料中加入的鋼纖維應分

20、散均勻，才能在混凝土中起到增強作用。如果加入的鋼纖維分散不均勻，將使某些部位的混凝土缺少鋼纖維或鋼纖維在一定范圍內結團，例如：散裝鋼纖維在施工過程中就很容易結團達不到設計要求，不僅沒有增強作用，還會引起局部強度的削弱。因此，只有成排鋼纖維才能保證在拌合料中分散均勻，才能保證良好的增強效果。2、鋼纖維混凝土拌合料振搗的密實性 鋼纖維混凝土振搗的密實性與鋼纖維在拌合料中的分散均勻性和拌合料的和易性密切相關。試驗表明，良好的鋼纖維分散均勻性與和易性是拌合料振搗密實的前提和基礎。但是，鋼纖維混凝土拌合料振搗的密實性，與普通水泥混凝土振搗密實性相比，有特殊的意義。如果不注意鋼纖維混凝土振搗的密實性，也會

21、影響其質量。 鋼纖維混凝土拌合料振搗密實，要比普通水泥混凝土拌合料振搗密實所消耗的能量大些，振搗時間要長，因為在混凝土拌合料中加入的鋼纖維，使鋼纖維與混凝土的組成材料相互作用，阻礙鋼纖維混凝土拌合料的流動，尤其干硬性或半干硬性混凝土更為明顯。振搗時間與鋼纖維的體積率、長徑比有關。（5）養(yǎng)護薄膜或草包養(yǎng)護，保持表面濕潤14天，正常保養(yǎng)周期28天，時間越長越好。絕對不能出現部分地坪裸露在外，上面既無薄膜，又不灑水的情況。（6）地坪縫的處理：1、 地坪分倉澆筑，相鄰的倉分期澆筑。2、 施工縫：縫內填彈性材料。施工縫處設傳力桿，請見所附詳圖3、 切縫：寬度2-3mm，深度可根據鋪設混凝土的厚度而定。切

22、縫間距7.5*7.5米。4、 切縫時間視氣溫而定，正常情況下在澆筑后2天左右切割，也可按混凝土強度發(fā)展到C10時切割。5、 地坪需加傳力桿，傳力桿加采用20光面鋼筋，鋼筋長1000mm，間距300mm，一側有塑料套管，與道路做法類似。6、 鋼纖維地坪與墻、柱間采用厚度為10mm泡沫板隔離。泡沫板須高出預計地坪約2cm。地坪施工完成后除去高出部分。7、 在地坪的陰角處和陰井處須加附加筋，見附圖。8、 鋼纖維摻量檢驗鋼纖維的摻量在混凝土澆注地點取樣檢驗，每組樣品為10升。檢驗方法為水洗法，將鋼纖維從混凝土中洗出，曬干后稱量，單個取樣鋼纖維含量偏差不得超過配比摻量的20，每三個取樣以上鋼纖維含量平均

23、值的偏差不得超過配合比摻量的5。（7）鋼纖維混凝土施工要點1. 提漿：鋼纖維地坪施工中的提漿過程十分重要，通常采用振動梁的方法進行提漿。（滕州東方項目在第一次路面試驗中采用的人工提漿方法）。2. 混凝土收干：混凝土的收干時間通常需要7-8小時，具體時間應根據混凝土配料，混凝土厚度，氣溫等進行確定，判斷方法是用腳踩上去留下小于10毫米深的腳印。3. 打磨：首先用水泥與黃沙或水泥與石英砂（1：2的比例）按每平方米2公斤撒在收干后的混凝土表面，等其吸水濕潤后即可進行打磨。（滕州東方項目在第一次路面試驗中沒有做）。先用圓盤打磨機進行打磨，后用葉片打磨機進行鏡光打磨，最后進行人工打磨（打磨過程中如有少量

24、鋼纖維露在外面，可撿掉）五、施工中應注意的問題1、盡量縮短混凝土的運輸時間，合理安排澆筑順序，及時卸料；在澆筑前，用水沖洗模板降溫；泵管用麻布包裹，以防日光暴曬升溫；2、保證振搗密實，嚴格控制振搗時間，移動距離和插入深度，嚴防漏振及過振；3、保證混凝土供應，不隨意留置施工縫；4、做好現場協調、組織管理，要有充足人力、物力、保證施工按計劃順利進行。六、工程質量保證措施1、建立工程質量保證體系。試驗室完善健全檢測質量保證體系，以試驗數據指導施工，控制混凝土面層的質量。設置專職質量負責人負責面層的全面質量管理、檢驗，嚴格控制基層、混凝土面層的質量。2、嚴格把好各道施工工藝，全面控制每一施工工序。施工

25、中做好各施工工序交接的質量檢測，層層控制工程質量；凡不符合工程質量要求的混合料，必須堅決返工或處理，直到符合質量要求。3、始終把質量放在第一位，以質量第一指導施工，做到質量和進度有機結合，保證質量按時完成工程。對于工程中出現的質量、技術問題，現場施工人員及技術人員應聽取監(jiān)理工程師的意見。如現場監(jiān)理工程師不能確定的，及時與監(jiān)理處、業(yè)主聯系，誠懇地接受指導、檢查、監(jiān)督，及時地解決問題，保證工程質量及進度。七、環(huán)境保護1.混凝土輸送泵前和混凝土車清洗處設置沉淀池。在混凝土車出場前，由專人對車輛進行清洗。清洗廢水在經過二次沉淀后再排入市政管道。2.混凝土養(yǎng)護期間不得上人，上物。3.擠塑板加工產生的廢料

26、，有專人收集裝袋，集中運送到現場垃圾站。10mm厚泡沫塑料隔離縫傳力桿縫切縫 外墻 10mm厚泡沫塑料隔離縫20mm 300mm 混凝土墊層（可根據原設計）傳力桿縫 200mm厚C25鋼纖維混凝土地坪構造圖1500 mm500mm塑料套管100mm100mm20mm間距300 mm 傳力桿縫節(jié)點詳圖2切縫3-5mm寬，40mm 深。10mm厚泡沫板隔離縫250300mm厚鋼纖維混凝土板20mm寬瀝青麻絲填縫或采用其它伸縮縫廠商詳圖20mm 外墻或連梁地坪混凝土與外墻或連梁隔離縫、地坪切縫、地坪伸縮縫 35 f12mm x 1600mm 100mm O.C. (TYP.)柱邊留10mm隔離縫切縫

27、或施工縫50mmmax. 最大50mmAColumn柱A750mm(TYP.)支架高度= 地坪-厚度-50mm f13mm 支架 A A 300mm O.C. 間距 中柱邊陰角部位輔助鋼筋處理（1）45 f12mm x 1600mm 100mm O.C. (TYP.)750mm(TYP.)AA柱邊10mm 隔離縫 施工縫最大間隔50mm柱子 地梁支架高度 = 地坪厚度-50mm f13mm 支架 A A 300mm O.C. 5 邊柱邊陰角部位輔助鋼筋處理陰井周圍的輔助鋼筋壓縮材料 厚度10mm輔助鋼筋，長度1.5m，直徑12mm，3根鋼纖維混凝土墻平面圖平面圖截面圖陰角處的輔助鋼筋 壓縮材料

28、 厚10mm輔助鋼筋，長度1.5m，直徑16mm, 共10根?；炷帘Ｗo層厚度50mm鋼纖維混凝土墻切縫鋼纖維是使用過程方法的正確與否，對于混凝土路面質量的優(yōu)劣，相差很大。因此，施工單位必須重視。鋼纖維混凝土路面施工，除了滿足普通鋼纖維混凝土的施工要求外，還應特別重視鋼纖維給施工帶來的技術問題。施工時除了將原有的混凝土補強填平外，重點注意以下幾個方面的問題。設置鋼纖維分散裝置，由于鋼纖維一次性直接投入攪拌機易出現結團現象，為使鋼纖維充分分散，在攪拌機上安裝上振動式鋼纖維分散機，分散機功率為1.0kW，分散能力約為40kg/min。由于分散機安裝在攪拌機上，分散時間較長，增加了攪拌時間，生產效率有所降低。攪拌投料順序和攪拌時間。為防止鋼纖維結團，采取先干后濕的工藝。投料程序按砂鋼纖維石子水泥的順序投于料斗。首先在攪拌機里干拌12min，再加水濕拌2min左右?？倲嚢钑r間控制在6min內。攪拌時間過長會形成纖維結團，且每次的攪拌量控制在攪拌機容量的1/3以下。施工時候采用強制式攪拌機。