纤维混凝土与既有混凝土粘结施工工艺

牛俊飞

(林州市园林绿化管理处，河南林州 456500)

1 工程概况

南阳某水库工程，主要由斜墙土石坝、溢洪道、泄洪(导流)洞和输水洞组成(见图1)。大坝坝顶高程79.3 m，坝长496 m，最大坝高21.3 m。

图1 南阳某水库堤坝加固处理现场

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 施工工艺流程

施工工艺流程见图2。

图2 施工工艺流程

2.2 操作要点

2.2.1 施工准备

在进行混凝土粘结修补加固或者施工缝处理前，首先要对既有混凝土结构进行全面的调查分析，弄清既有混凝土的强度等级、损伤状况、粘结修补面积等。根据调查所得的基本资料进行分析，做好详细的施工方案，并经总工审批后，按照已定的方案组织好人员、设备、材料的准备工作。

根据已定的方案，委托有资质的实验室确定配合比，确定出最佳配合比。

2.2.2 老混凝土表面处理

1)在浇筑新混凝土前，要对既有混凝土表面进行粗糙处理，以清除既有混凝土表面的浮浆、损坏部分和部分水泥石，露出部分粗骨料，使其表面形成凹凸不平状。具体的清理方法要根据现场的实际情况而定。小面积既有混凝土表面处理可以采用人工清凿的方法。大面积既有混凝土表面处理首先要对既有混凝土表面进行机械凿毛，基本清除碳化层，使约50%的粗骨料露出，然后再对处理面进行高压水冲毛。不管采用何种方法，应先选择小面积范围为样板进行试处理，处理完成后采用灌砂法测量其表面粗糙度，使其平均灌砂深度控制在3.8 mm～5.1 mm范围内。然后依此标准进行大面积既有混凝土表面处理。

2)用灌砂法测量粘结面的粗糙度，其方法如下:用灌砂深度表示粘结面的粗糙度，其基本原理如图3所示。在处理好的粘结界面上围上塑料薄板，塑料板顶面与粘结面凸部的最高点齐平，将细密的标准砂置于塑料板与粘结面之间并超过粘结面少许。用刮板沿粘结面顶面抹平至不再有砂粒掉下。将粘结面与塑料板之间灌的砂全部收集倒入量筒中，测出砂的体积。取三处以上部位测量平均值，用粘结面灌砂平均深度定量反映粘结面粗糙度。灌砂平均深度用下式进行计算:H=V/A。其中，H为灌砂平均深度，mm;V为标准砂体积;A为粘结面灌砂面积。

图3 灌砂法测量粘结面粗糙度示意图

3)既有混凝土表面粗糙处理完毕，在浇筑新纤维混凝土前用清水冲洗接触面，并应保证新老混凝土接触面清洁湿润且无明水。

2.2.3 钻孔、埋设锚固筋

为使新老混凝土有机结合受力，除了要做好原有混凝土面的处理，还要选择合适的界面处理剂。

2.2.4 涂抹界面剂

传统的新老混凝土结合面的接缝材料是水泥砂浆。试验研究表明，合适高效的界面剂能有效提高新混凝土与既有混凝土粘结性能。在浇筑新混凝土之前，在处理后的既有混凝土表面涂抹合适界面处理剂。使用新型高效的混凝土专用界面剂，界面剂的涂抹厚度在2 mm左右，并宜均匀涂抹，不得有气孔、气泡。大面积既有混凝土表面可用专业喷涂机进行喷涂。

2.2.5 纤维混凝土的拌合

纤维混凝土的投料与搅拌工艺如图4所示。

图4 纤维混凝土搅拌流程图

3 材料与设备

3.1 主要材料

主要材料见表1。

3.2 主要机具设备

主要机具设备见表2。

表1 主要材料表

表2 主要机具设备表

4 质量控制

4.1 一般规定

1)纤维混凝土工程的施工除应遵守《纤维混凝土结构技术规程》外，尚应满足国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》和其他有关行业的混凝土工程施工及验收规范的规定。

2)既有混凝土表面处理的粗糙程度，采用灌砂法检测时，其检测值应在3.8 mm～5 mm范围内。

3)配合比的设计和质量检验时，钢纤维混凝土性能的测试方法应符合《钢纤维混凝土试验方法》的规定。

4.2 原材料要求

1)所用纤维的质量应符合CECS 38∶2004的规定。钢纤维的几何参数还要满足表3规定。

表3 钢纤维几何参数参考范围表

2)不得采用海水、海砂拌制钢纤维混凝土，严禁掺加氯盐。

5 安全措施

施工过程严格按照《建筑安装工程安全技术规程》有关规定施工，尤其是在高空作业更应该加强安全施工意识，特别注意以下几点:

1)对搅拌工人进行安全教育:不要让纤维进入眼睛，施工中不宜从高空抛洒，一旦进入眼睛，千万不能揉眼，要翻开眼睑用大量清水冲洗后就医。

2)混凝土施工机械操作人员须经专门培训，持证上岗。

3)使用振动器的作业人员，应穿胶鞋、戴绝缘手套。振动器设有漏电保护器。

4)设专人随时检查架子及模板稳定情况，发现问题应及时汇报并处理。

5)浇筑平台应满铺架板，四周搭设防护栏杆。架子上严禁放置活动钢管，架板铺设应稳固，不得出现探头板现象。保持通道通畅安全。

6)接拆泵管要先停泵，再接拆泵管。泵送期间不得进行接管工作。堵管时严禁在管正前方用手掏管内的混凝土。

7)施工用电应由电工接线，其他人员不得私自接电。电线不得直接挂在钢管上或钢筋上，应使电线挂在横木上。

8)所有施工人员不得赤膊、穿拖鞋，袖口、裤腿上衣摆要紧，防止被他物挂住。

9)供电系统必须采用三相五线制，并且应有可靠的接地系统，电路绝缘好，避免漏电伤人。混凝土振捣器等用电设备应设漏电保护器，并经安全检验合格，定期检查。夜间施工应有足够照明，线路设置应按电工及项目部管理人员的要求设置，不得乱拉乱扯电线。

6 结语

纤维混凝土的应用目前已经很广泛，但是与既有混凝土进行相结合施工的研究不是太多，另一方面，采用新型建筑复合材料进行粘结修补加固，极大地提高了粘结性能，经济效益是非常明显的。下一步希望能在水利、土木、交通等领域能有更广泛的推广应用。

［1］邓宗才.高性能合成纤维混凝土［M］.北京:科学出版社，2009.

［2］高丹盈，程红强.纤维混凝土与既有混凝土黏结性能研究［M］.北京:科学出版社，2010.

［3］GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范［S］.

［4］张明征.高性能混凝土的配制与应用［M］.北京:中国计划出版社，2009.