钢纤维混凝土施工技术及其优势

王 伟 喜

(山西金峰建设工程有限公司，山西 太原 030012)

·施工技术·

钢纤维混凝土施工技术及其优势

王 伟 喜

(山西金峰建设工程有限公司，山西 太原 030012)

以某大型物流工程为例，对该工程采用钢纤维混凝土地坪进行了探讨，通过设计计算钢纤维掺量，编制了科学的施工方案，并提出了工艺优化和质量控制措施，最终满足了高性能地坪的质量要求，加快了工程进度，节约了工程成本。

钢纤维，水灰比，抗拉强度

1 钢纤维混凝土地坪做法

钢纤维混凝土地坪做法如下(均布荷载为：3.8 t/m2，集中荷载为：9.6 t/m2)：

1)锂基混凝土液态硬化剂面层：用量为0.4 kg/m2，表面为亚光；

2)非金属骨料耐磨面层：厚约2 mm,材料用量为5 kg/m2；

3)200 mm厚C30混凝土，内掺佳密克丝钢纤维，掺量23 kg/m3。

2 钢纤维混凝土地坪施工技术

1)基层做法。

a.80厚C20素混凝土垫层。

b.300厚3∶7灰土。

c.素土夯实，压实系数不小于 0.92。

2)地坪施工环境要求。

钢纤维混凝土地坪施工时必须避免阳光直射、通风和雨淋。面层浇筑应在屋面和墙体等围护结构完成后的封闭环境下进行施工为最佳。先地坪，再吊装钢结构，地坪面层会因风吹、日晒、雨淋而导致表面失水，降低混凝土强度，致表面开裂，地坪质量会受到影响。

3)钢纤维混凝土配合比要求。

a.钢纤维型号：RC-80/60-BN，长度60 mm，直径0.75 mm,长径比80。钢纤维用水融性胶水粘结成排，两端带钩。其抗拉强度大于1 100 MPa。

b.预拌商品混凝土:混凝土配合比应在实验室提前试配，并加入规定掺量的钢纤维，坍落度、强度、水灰比等通过测试，应满足要求。对外加剂的添加量应严格控制，水灰比应小于0.5。坍落度为(140±10)mm,混凝土中粉煤灰和矿粉的含量应控制到最低，最大不超过水泥用量的15%。

水泥宜用普通硅酸盐水泥，减少水泥用量，混凝土强度为C30，应在浇筑前用试块做抗压强度试验。试块的组数，按每项工程不应少于一组。每1 000 m2做一组试块，不足1 000 m2也加做一组。当配合比改变时，应做相应的试块。

骨料应连续级配，使用前应严格筛选，粗骨料最大粒径不大于25 mm。

骨料和砂中的含泥量应控制在最小范围内。

混凝土坍落度应通过外加剂来控制，并在浇筑现场应备用适量的外加剂。混凝土浇筑时严禁在现场掺水或通过罐车加水。

4)钢纤维的投放和搅拌。

钢纤维在搅拌站加入，包装规格应为立方米的用量，每立方米投入一袋，以避免计量偏差。在搅拌站投料顺序为：先投砂石，再投钢纤维。

5)钢纤维混凝土的铺设和振捣，抹平。

用混凝土罐车直卸方式浇筑钢纤维混凝土；混凝土铺摊后应采用平板振动机振实，再使用振动梁振捣，并用6 m靠尺压实抹平混凝土，此工序必须在初凝前完成。混凝土搅筑时每个分仓格内必须一次浇完，不应随便留置施工缝。混凝土表面提浆需及时进行，在初凝前用浆头覆盖露头的钢纤维。表面收光最佳时间为初凝前，以人站在混凝土上，表面留出深10 mm脚印时为最佳时间。

6)养护。

用2 mm厚土工布覆盖后浇水养护，应保持其表面湿润14 d以上。杜绝将部分地坪裸露在外，上面既无薄膜等材料覆盖，又不洒水的情况发生。

7)切缝。

为避免混凝土收缩和温度裂缝发生，应及早进行切缝处理，以引导裂缝在切缝处开裂。切缝应提前进行规划设计，间距不大于6 m，切缝形状最好是正方形，如为矩形，最大长宽比不得大于1.5。切缝深度宜为混凝土地坪厚度的1/3，缝宽3 mm～5 mm，内填弹性材料(如聚氨酯嵌缝材料)。

切缝一般在混凝土终凝后2 d～3 d进行，切缝时混凝土抗压强度不应小于10 MPa，或以切缝时混凝土不打边为宜。

8)钢纤维掺量检验。

钢纤维掺量在混凝土浇筑地点取样检验，用水洗法将钢纤维从混凝土中洗出，晒干后称量，单组取样其含量偏差不得超过应掺量的20%，每三个以上取样其含量均值偏差不得超过应掺量的5%。

9)细部处理。

混凝土地坪与墙、柱边采用10 mm厚的泡沫板隔离，泡沫板须高出地坪约2 cm。

沿柱四边、墙面阴角、阴井四周设5φ12@100的加强筋。

在平行货架方向每隔6 m设施工缝，施工缝处设φ16传力杆，间距为300，长为600，一端加PVC套管。

10)钢纤维的存放和保管。

钢纤维必须存放在干燥的室内，不得淋水(如雨水)，否则钢纤维生锈后其抗拉强度会明显降低。严禁将生锈的钢纤维投入混凝土中搅拌。

3 钢纤维混凝土地坪和传统地坪的性能优势分析

1)提高混凝土的工作效能，延长混凝土的使用寿命，减少维护费用。钢纤维对地坪的加固是全截面的、整体的，且各向同性的，在所有部位钢纤维都能起到加固作用。而钢筋混凝土地坪由于有保护层和钢筋网空间的存在，这些部位实质上都是素混凝土。在温度应力、混凝土本身收缩应力以及外荷载的作用下，此类部位的混凝土极易过早的开裂和剥落。而钢纤维混凝土中的钢纤维无处不在，其与混凝土一起成为一个“均质体”。钢纤维的高抗拉强度、弹性模量及特殊的外形可增加其与混凝土间的握裹力，并提高混凝土的延展性，共同承担荷载作用，提高混凝土的耐磨性及抗疲劳性能和韧性，改善混凝土的耐久性，减少冲击摩擦所产生的表面损伤，而不至于发生脆性破坏。

2)可减少裂缝的产生。每千克钢纤维为4 600根，每立方米混凝土掺23 kg，则每立方米105 800根，每平方米含21 160根。这是钢筋所达不到的配筋密度及加固密度。极高的加固密度能充分控制地面裂缝宽度，地坪裂缝宽度可控制在0.2 mm以下。

因钢纤维本身的抗拉强度极高(大于1 000 MPa)，在混凝土内又广泛分布，其对地坪裂缝的形成和扩展起到很强的控制和约束作用；而钢筋的抗拉强度仅300 MPa，且钢筋的分布及数量又极其有限。因此钢纤维混凝土地坪的裂缝宽度和数量将远小于传统地坪。

3)钢纤维混凝土无腐蚀问题。传统地坪钢筋因结构开裂或破坏而致使钢筋裸露在空气中，就会发生锈蚀，锈蚀会沿着钢筋延伸下去；因锈蚀而产生的体积膨胀会导致钢筋周围的混凝土剥落。

但锈蚀在钢纤维混凝土中是可避免的，因为：第一，混凝土中的钢纤维是杂乱无章的分布，且呈间断性分离，即使某根钢纤维发生锈蚀，也不会引发其他钢纤维的锈蚀；第二，由于钢纤维的比表面积非常小，即使锈蚀，其体积膨胀也非常有限，不会导致混凝土的胀破和剥落。

4)可适应更大程度的不均匀沉降。由于钢纤维提高了混凝土板的韧性和延性，板的允许弯曲挠度加大，将混凝土性质由原来的脆性变为柔性，因而在控制地坪因不均匀沉降产生的裂缝方面，效果明显增强，可规避地基的不均匀沉降带来的隐患。

5)钢纤维添加简便。由于佳密克丝钢纤维采用粘结成排的独有技术，在运输过程及混凝土搅拌中绝不会结团。故可被视为一种骨料在搅拌站中随砂石一起添加，添加时根据设计掺量直接投入搅拌即可。

6)节约工期，降低工程造价。因钢纤维可完全替代钢筋，减少了钢筋制作、加工、绑扎、焊接等作业流程，因此其施工周期大大减少。

同时，因无钢筋网片，在混凝土浇捣时，罐车可直接进入浇筑位置用直卸方式进行浇筑，不必泵送。免去了接泵管、拆泵管的时间和费用，加快了浇筑速度。

在本项目中钢纤维用量和原设计方案双层双向φ12@150相比，单从配筋上其造价节约4%。加上工期缩短、节省了泵送费和接拆泵管人工费等。如此，整体造价节约达5%～10%。

7)有利于安全，并便于后续工作。因减少了钢筋施工环节，可提高施工安全，避免了因钢筋施工可能出现的安全问题和质量隐患的发生。

钢纤维地坪在后期安装设备、货架等地脚螺栓时，不会像传统地坪那样碰到钢筋而损伤或打断钢筋；同时由于钢纤维混凝土地坪的整体性好，长期使用不会出现传统地坪的膨胀螺栓易松动、脱落开裂的危险。

[1] 赵 军.钢纤维高强混凝土抗压性能试验研究[J].新型建筑材料,2014(1)：135.

[2] 邓宗才.钢纤维混凝土疲劳断裂与损伤特性的试验研究[J].土木工程学报，2003(2)：184-185.

[3] 蒋应军.钢纤维混凝土性能与施工工艺研究[J].混凝土,2008(8)：35-36.

Steel fiber concrete construction technology scheme and advantage

Wang Weixi

(ShanxiGoldenPeakConstructionEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030012,China)

Taking a large logistics engineering as an example, this paper discussed the engineering using steel fiber reinforced concrete floor, through the design and calculation of steel fiber dosage, preparation of scientific construction scheme, and put forward technology optimization and quality control measures, finally meet the quality requirement of high performance floor, speed up the engineering schedule and save engineering cost.

steel fiber, water cement ratio, tensile strength

1009-6825(2015)28-0088-02

2015-07-26

王伟喜(1967- )，男，工程师

TU755

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