鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復合材料。這些亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內部微裂縫的擴展及宏觀裂縫的形成,顯著地改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能,具有較好的延性。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(fā)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(xiàn)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/。
施工技術要求:
1.水泥標號不得低于425號,水泥比不得大于0.5.
2.粗骨顆粒徑長度應不超過鋼纖維長度的2/3.
3.鋼纖維混凝土的鋼纖維體積不應小于0.5%,一般在0.5—2%內選擇.
4.拌制鋼纖維混凝土不得采用海水、海砂,嚴禁慘加氯鹽.
5.除上述規(guī)定外,鋼纖維混凝土所用其他材料,應符合現(xiàn)行規(guī)范中關于鋼筋混凝土所用原料的規(guī)定.
6.鋼纖維混凝土的稠度可參與同類工程對普通混凝土所要求的稠度來確定,其塌落度值可比相應普通混凝
土要求值小20mm,其維勃稠度值與相應普通混凝土要求值相同.
7.縮縫為平頭縫構造的鋼纖維混凝土層兼面層在墊層下沒有鋪灰土等地基加強并同時符合下列條件時:1,
拆減前墊層兼面層厚度不小于130cm;2.地基加強層的厚度大于墊層厚度,其厚度可秉于拆減系數(shù)0.75,
但不得小于50cm.
投料要求:
1.現(xiàn)將鋼纖維及粗骨料投入拌和機拌30秒,使鋼纖維分散在石子中,不致團結.
2.再將砂及水泥投入拌和機干攪拌30秒.
3.再在轉動著攪拌機中加水,并再攪拌3分鐘左右.
壓實:
鋼纖維混凝土澆注時,隨拌隨用,連續(xù)澆搗,不到分格縫不得甩施工縫,澆搗時應振密實.
抹面壓紋:
鋼纖維混凝土具有集粗料細,砂率大,纖維亂向分布的特點。采用機械抹平,阻止纖維外露.采用壓紋器
工藝還應以避免拉毛產生纖維外露現(xiàn)象.經24小時后,應按常規(guī)及時養(yǎng)護,夏天應用草包之類覆蓋,寒天
應注意保溫.
鋼纖維使用——攪拌是關鍵
鋼纖維產品在使用過程中,攪拌是非常重要的一環(huán),決定了最終鋼纖維混凝土的所有理化性能.因此,必須
以科學的方式進行攪拌才能最大深度地發(fā)揮鋼纖維混凝土的性能,使之達到并超過設計要求.
在一般的鋼纖維使用方面,無外于手工拌和、機器拌和兩種.手工拌和一般在小的修補工程上,總的混凝土
方量不會太多.所以,一般只要設法將鋼纖維與混凝土完全均勻的攪拌即可。(具體操作時切忌:砂、石、
水泥、鋼纖維必須先干拌完全均勻再加適量水,否則難以拌勻)而在機械拌和混凝土的過程中需加鋼纖維
產品。攪拌可以按以下的順序進行:
1.一般的攪拌站有大有小,但基本功能都是一致的,所以鋼纖維加入的程序也要基本一致。
2.在傳輸帶上,一般先遞入料斗的是干砂,石,按設計比例先遞入攪拌斗。
3.在干料中加入適量的鋼纖維(鋼纖維的加入量根據(jù)設計要求,詳見使用配比)。
4,當砂、石、鋼纖維全部倒入料斗后,就可以進行干拌(千萬不要加水),一般干攪一分鐘至二分鐘即可。
5,再加水進行(適量水)進行混凝土攪拌(請注意水的摻量切勿過量,否則鋼纖維容易結團)
6.將拌和好的鋼纖維水泥混凝土裝車,就可以運到施工現(xiàn)場使用了。
7.鋪裝過程可以使用大型機械,也可以手工鋪裝,這與普通混凝土鋪裝相同。
8.鋪裝完畢后須用壓實機振動壓實,不留泡或砂眼,要保證混凝土的實在。
9.最后對混凝土表面進行平整,人工與機械均可。注意不要將鋼纖維露到表面來。
鋼纖維混凝土配合比設計的要求
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(yōu)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(xiàn)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(fā)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(xiàn)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㎏/M3。
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(guī)范的要求。
水:無污染的自然水或自來水。
外加劑:宜選用優(yōu)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(jù)強度標準值或設計值及施工配置強度提高系數(shù)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(jù)試驗抗折強度,按規(guī)定計算鋼纖維體積率。一般體積率選1.0~1.5%。
(4)根據(jù)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(jù)試驗確定合理砂率(現(xiàn)場應根據(jù)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(jù)拌和物的粘聚性、均勻性及強度穩(wěn)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(yǎng)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(shù)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(yǎng)生劑,噴灑均勻,表面無色差,初凝后使用土工布覆蓋灑水養(yǎng)生,保持土工布濕潤。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,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(guī)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(guī)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(xiàn)場目檢鋼纖維在混凝土的分布情況,發(fā)現(xiàn)有鋼纖維結團現(xiàn)象應延長拌和時間。