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鋼纖維混凝土配合比設計的要求

發布時間:2019/1/11 15:40:05 

       鋼纖維混凝土克服了普通混凝土抗拉強度低、極限延伸率小、脆性等缺點,具有優良的抗拉、抗彎、抗剪、阻裂、耐疲勞、高韌性等性能,通過在橋面鋪裝中的應用,總結了鋼纖維混凝土施工方法,技術要求及有關注意事項,為鋼纖維混凝土的推廣應用提供了經驗。

        鋼纖維配合比設計質量控制
        鋼纖維混凝土是以水泥凈漿、砂漿或混凝土為基體,以金屬纖維增強材料組成的水泥基復合材料。它是將短而細的,具有高抗拉強度、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構,通常被設計和施工所忽視,長期車輛荷載的作用,是造成橋面開裂、損壞的主要原因,從而影響橋梁的使用質量,降低使用壽命,在橋面鋪裝層使用鋼纖維混凝土將會有效地解決橋面使用過程中容易出現的質量問題。

一、鋼纖維混凝土配合比設計的要求

        鋼纖維混凝土配合比設計的目的是將組成材料,即鋼纖維、水泥、水、粗細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足施工和工程使用要求。

        (1)滿足公路橋梁抗壓強度和抗折強度要求,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,方便和滿足施工要求;

        (3)充分發揮鋼纖維混凝土的特點,合理確定鋼纖維及水泥用量,最大限度地降低工程成本。

二、原材料質量要求

        鋼纖維:表面應潔凈無銹無油,無粘結成團現象,保證鋼纖維與混凝土的粘結強度,尺寸和抗拉強度符合技術要求;單根鋼纖維絲的最低抗拉強度800N/㎜2,摻加量不超過70㎏/M3。

        水泥:采用32.5級或42.5級普通硅酸鹽水泥。

        碎石:應采用石質堅硬、清潔、不含風化顆粒、表面粗糙,近立方體顆粒的碎石。

        細集料:宜采用天然中粗砂或機制砂。細集料的潔凈程度,天然砂以小于0.075㎜含量的百分比表示,機制砂以砂當量或亞甲藍值表示,其質量必須滿足規范的要求。

        水:無污染的自然水或自來水。

        外加劑:宜選用優質減水劑,對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計步驟

        鋼纖維混凝土配合比設計與普通混凝土配合比設計一樣,一般采用計算法?砂聪铝胁襟E進行:

        (1)根據強度標準值或設計值及施工配置強度提高系數確定試配抗壓強度和抗折強度。

        (2)按試配抗壓強度計算水灰比,一般應控制在0.45-0.50之間?砂雌胀ㄋ嗷炷量箟簭姸、水泥標號、水灰比的關系式求得。

        (3)根據試驗抗折強度,按規定計算鋼纖維體積率。一般體積率選1.0~1.5%。

        (4)根據施工要求通過試驗確定單位體積用水量(摻用外加劑時應考慮外加劑的影響)。

        (5)根據試驗確定合理砂率(現場應根據材料品種,鋼纖維纖維體積率,水灰比等適當調整),一般應控制在1.1-1.6%之間.

        (6)按體積法計算材料用量確定試驗配合比。

        (7)按配合比進行拌和物性能檢測,調整確定施工配合比。

四、鋼纖維混凝土的拌和

        (1)必須使用滾動式混凝土拌和設備。當鋼纖維體積率較高,拌和物稠度較大時,應對拌和量進行控制,一般應不超過設備拌和量的60%。

        (2)注意拌和料的投放順序,一般按水泥、鋼纖維、細集料、粗集料、水的順序進行,先進行干拌后再加水濕拌,同時,鋼纖維應分2-3次投放,保證鋼纖維在拌和機內不結團,不彎曲或拆斷。

        (3)應根據拌和物的粘聚性、均勻性及強度穩定性要求通過試拌確定合理的拌和時間。先干拌后濕拌,一般按干拌時間不少于80秒,濕拌時間不少于100秒(總拌和時間必須控制在300秒以內)。

五、鋼纖維混凝土的施工與養護

        (1)清除垃圾,清潔橋面,灑水濕潤,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片擺放位置的正確性及鋼筋網片的搭接情況。

        (3)鋼纖維混凝土卸料后應用人工攤鋪找平,振搗密實,振平板粗平(不宜使用振動梁拉動找平),振平板每次重疊1/2。

        (4)用鋼管提漿滾滾動碾壓數遍,使用提漿滾滾平提漿,避免鋼纖維外露。

        (5)使用3米長鋁合金方尺從鋼模板一側向外刮平(精平),每次刮平時方尺應交叉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生劑,噴灑均勻,表面無色差,初凝后使用土工布覆蓋灑水養生,保持土工布濕潤。土工布覆蓋養生7天,灑水養生14天。

        (8)如果橋面鋪裝鋼纖維混凝土為C60時,因混凝土標號較高,水泥凝固快,應集中設備、人員突擊施工,力爭使鋼纖維混凝土從拌和到精平完成的時間控制在4小時以內。
六、鋼纖維混凝土質量控制

        (1)鋼纖維的質量檢驗

        一是鋼纖維的長度偏差不應超過標準長度的10%,每批次至少隨機抽查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,每批次抽檢100根,用天平稱量,卡尺測其長度,要求得到的等效平均值滿足規定;

        三是鋼纖維的抗拉強度檢驗,要求其抗拉強度不低于380MPA;

        四是鋼纖維的抗彎拆性能,鋼纖維應能經受直徑3㎜鋼棒彎拆90°不斷,每批次檢驗不少于10根;

        五是雜質含量,鋼纖維表面不得有油污,不得鍍有有害物質或影響鋼纖維與混凝土粘接的雜質。

        (2)原材料的檢驗

        必須滿足上述原材料的質量控制標準,應按照公路工程施工技術規范的要求進行檢驗。

        (3)鋼纖維混凝土的檢驗

        應重點檢驗鋼纖維混凝土的和易性、塌落度和水灰比等,同時必須現場目檢鋼纖維在混凝土的分布情況,發現有鋼纖維結團現象應延長拌和時間。

七、注意事項

        (1)由于鋼纖維混凝土拌和時對水灰比的控制有嚴格要求,不宜在陰雨天氣或風力較大的條件下進行施工。應選擇晴好天氣時進行,遇雨必須停止施工,并及時使用土工布覆蓋尚未硬化的混凝土橋面,必要時可搭建臨時施工防雨棚,在防雨棚下盡快完成剩余作業。

        (2)根據氣溫、風力大小及時調整鋼纖維混凝土拌和用水量,保證混凝土的和易性,建議施工時間應安排在氣溫不高于22℃時進行。

        (3)氣溫較高或大風條件下應及時調整養生劑的噴灑量,噴灑養生劑后應及時覆蓋土工布,混凝土初凝后立即在土工布上灑水濕潤,防止橋面混凝土發生收縮開裂。

        (4)在通行條件下橋梁加寬使用鋼纖維混凝土橋面鋪裝時,除做好現場施工保通外,由于舊橋車輛通行振動對橋面鋼纖維混凝土的開裂有很影響,建議將新舊橋橋面間保留30㎝寬暫時不做鋪裝,待新格面鋪裝完全成型后補做。


八、結束語

        鋼纖維混凝土可以較好地解決普通混凝土難以解決的裂縫、耐久性等問題,對提高橋面的使用質量,延長橋面的使用壽命十分有利。在公路舊橋加固改造、橋面修補、橋梁缺陷修復等方面的應用會更加廣泛。
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