金隅环球金融中心一标段聚丙烯腈纤维混凝土施工技术分析

王 飞（北京建工博海建设有限公司，北京 100000）

如今，聚丙烯腈纤维已经广泛应用于建筑、桥梁、道路等工程设施施工中，通过工程实例应用发现，聚丙烯腈纤维施工工艺较为简单，能够有效改善混凝土的各项性能，并且能够有效避免早期混凝土可能发生的开裂、渗透、冲击以及弯曲情况，对于金隅环球金融中心工程一标段工程施工中，能够有效延长混凝土剪力墙的使用寿命，聚丙烯腈纤维将在建筑施工工程中发挥重要的作用。

1 工程概况

金隅环球金融中心工程一标段，位于呼和浩特市赛罕区腾飞南路，近敕勒川大街，是由北京金隅内蒙古金隅置地投资有限公司规划和开发的小区，规划面积263303m2，实际建筑面积1512155m2，1栋共约288户，车位1773个。根据设计图纸要求，基础筏板、地下室外墙、地下车库楼板及4#楼各层楼顶板均采用纤维混凝土。

2 聚丙烯腈纤维混凝土的应用

2.1 聚丙烯腈纤维在混凝土中的工艺原理

将聚丙烯腈纤维加入混凝土后，聚丙烯腈纤维能够与混凝土之间形成强大的结合能力，并与混凝土均匀混合，又由于聚丙烯腈纤维比较细微，因此其表面积比较大，比如当在1m3混凝土中混合1kg的聚丙烯腈纤维，能够使每立方米的混凝土中分布2000万根聚丙烯腈纤维，因此能够使混凝土形成一种均匀的支撑体系。当混凝土逐渐形成裂缝和发展的过程中，必然会遇到不同方向的聚丙烯腈纤维，由于受到聚丙烯腈纤维的阻挡，便很难形成裂纹，可见聚丙烯腈纤维能够有效避免早期混凝土发生的开裂情况，减小混凝土裂缝发生的概率[1]。从理论上讲，在混凝土中加入聚丙烯腈纤维后，纤维分散了混凝土的拉应力，从而达到了有效的抗裂效果，聚丙烯腈纤维混凝土与普通混凝土相比，前者的开裂、坍塌率远远小于后者，而且渗水率也有所降低。为了明确聚丙烯腈纤维混凝土的性能，从而开展了拌合物试验，试验内容为纤维对拌合物的含气量、坍落度随时间变化特性、初凝和终凝时间以及泌水速度等的影响。试验结果表明，聚丙烯腈纤维加入混凝土中后，对混凝土的含气量无影响，会加快混凝土的初凝固和终凝固，同时会减少混凝土表面的泌水现象，且泌水开始时间会有所推迟，结束时间会有所提前。聚丙烯腈纤维和聚丙烯纤维材料性能比较如表1所示。

表1 聚丙烯腈纤维和聚丙烯纤维材料性能比较

2.2 聚丙烯腈纤维对混凝土性能的提高作用

2.2.1 抗裂性能

混凝土主要会在凝固硬化之前出现些许裂缝，在这个阶段中主要是由于混凝土内水分的蒸发转移，从而导致混凝土产生了内部裂缝，当在混凝土中加入了聚丙烯腈纤维之后，便能够在混凝土内部形成一种支撑体系，靠着这个支持体系能够有效阻止或缓解混凝土裂缝的发生和发展，从而起到良好的抗裂效果[2]。

2.2.2 抗渗性能

在混凝土中加入聚丙烯腈纤维后，充分混合搅拌会使聚丙烯腈纤维均匀分布在混凝土中，且与混凝土产生良好的粘连性，减少了混凝土孔隙产生的概率，从而有效减少混凝土的渗水性，更减少了早期干缩裂缝和离析裂缝的产生和发展，进一步提高了混凝土的抗渗性能。

2.2.3 抗冲击性能

混凝土墙面最主要的设计指标就是抗冲击性，提高混凝土的抗冲击性能够提高墙体的性能。对于小区建筑的剪力墙，由于旧混凝土墙面的粘连性不够理想，因此墙面冲击开裂的情况比比皆是。为了提高混凝土的抗冲击性，就需要在混凝土中加入聚丙烯腈纤维，此外，聚丙烯腈纤维的冲击韧性指标良好，对于混凝土有较强的增韧效果，也能够显著改善混凝土的冲击韧度，使聚丙烯腈纤维混凝土有效发挥延展性[3]。

2.2.4 抗弯曲性能

混凝土墙面最主要的破坏就是弯曲破坏，提高墙面混凝土的抗弯曲性能，能够有效提高混凝土墙面的寿命。在混凝土中加入了聚丙烯腈纤维，与普通混凝土相比，聚丙烯腈纤维混凝土的抗弯曲性提高了约11%，寿命比前者提高了约22倍[4]。

3 聚丙烯腈纤维混凝土施工及养护

3.1 输送系统

聚丙烯腈纤维混凝土在施工过程中，必然会经过输送系统，输送系统是连接生产和施工的纽带，主要包括了混凝土输送车辆、泵机、泵车和输送管道。在聚丙烯腈纤维混凝土施工输送过程中，应当注意以下几点：①输送全过程中要求始终使聚丙烯腈纤维混凝土拌合物保持均匀、不离析、不分层状态，这就要求混凝土罐车在输送过程中罐体保持3r/min～6r/min的转速，并及时将混凝土送到指定浇筑点。拌合好的纤维混凝土由搅拌站输送至浇筑部位，时间不应超过60min，否则应在混凝土运到工地后再加入聚丙烯腈纤维[5]；②聚丙烯腈纤维混凝土施工过程中应保证充足的输送能力，以保持混凝土浇筑的连续性；③输送过程中严禁司机、施工人员私自向聚丙烯腈纤维混凝土中加入生水来调节和易性，否则会严重影响混凝土的质量。

3.2 泵送

在聚丙烯腈纤维混凝土浇筑前，需要有效完成泵送操作：①泵送前，应先用适量的与混凝土内成分相同的水泥砂浆润滑输送管内壁。预计泵送间歇时间超过45min或混凝土出现离析现象时，应立即用压力水或其他方法冲洗管内残留的混凝土；②开始泵送时，混凝土处于慢速、匀速并随时可反泵的状态。泵送速度，先慢后快，逐步加速[6]。同时，观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况，待各系统运转顺利后，方可以正常速度进行泵送。

3.3 浇筑

在浇筑聚丙烯腈纤维混凝土时，聚丙烯腈纤维混凝土的下料速度不宜太快，一般将聚丙烯腈纤维混凝土摊铺高出20mm～40mm后，用插入式振动器振捣后，再用平板振动器振动、抢平。且应从中间开始向边缘分布，布棒均匀，层层搭扣，并应随浇筑连续进行。振捣棒的插入深度要大于浇筑层厚度，插入下层混凝土中50mm～100mm，使浇筑的混凝土形成均匀密实的结构。具体操作为：一般采用一刮、二滚、三纵、四抹的方法，确保混凝土平整度，振动棒的操作要做到“快插慢拔”，以便更有效地排出混凝土中的气体，使之更加密实；振动棒插点应均匀有序，插点间距宜为500mm左右，每点振捣时间宜为5s～15s左右，以混凝土面不再下降，表面出现浮浆为止，在柱、梁与板变截面结构处宜分层浇筑[7]。在聚丙烯腈纤维混凝土初凝前，必须对混凝土进行二次振捣，并对纤维混凝土表面拍打振实。收浆在聚丙烯腈纤维混凝土刚初凝开始，并在终凝前完成。

3.4 养护

在施工过程中，应根据当时天气的温度、风力大小等具体情况对聚丙烯腈纤维混凝土进行收浆，收浆过早或过晚，都有可能影响平整度或出现早期开裂现象。最后一次抹面应在刚初凝，并在终凝前完成，目的是将表面裂纹全部消除。聚丙烯腈纤维混凝土凝固前应保持表面湿润状态，防止水分蒸发，在终凝后立即用塑料薄膜覆盖养护。纤维混凝土浇水养护时间不得少于14d，施工放样后，也必须立即浇水并覆盖养护，浇水次数应能保持混凝土始终处于湿润状态，并做好混凝土养护记录。

4 聚丙烯腈纤维混凝土施工质量控制

4.1 质量标准

根据工程结构设计对各部位混凝土强度等级的不同要求，对商品混凝土供应商提出试配的要求，商品混凝土供应商根据所选用的水泥品种、砂石级配、含泥量和外加剂等进行混凝土试配，得出优化配合比。按照下列标准执行：①水泥符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007/XG1-2009）的现行国家标准；②砂石符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006）的现行标准；③混凝土符合《预拌混凝土》（GBT14902-2012）、《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011）的国家标准；④外加剂符合《混凝土外加剂》（GB8076-2008）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）的现行标准[8]。

4.2 质量控制

对聚丙烯腈纤维混凝土的施工质量控制主要从以下几个方面实施：

（1）建立质量控制体系。需要建立完善的质量控制体系，这样才能够有效地监控整个聚丙烯腈纤维混凝的施工过程[9]。从聚丙烯腈纤维混凝土的原料配比、施工、养护阶段，都应当严格按照质量控制体系规范要求，落实聚丙烯腈纤维混凝土的生产工作。在施工前需要检测聚丙烯腈纤维混凝土的性能指标，并检查聚丙烯腈纤维混凝土的配比情况，在施工过程中需要进一步检测聚丙烯腈纤维混凝土中聚丙烯腈纤维的含量，并做好检测记录，要求开展定期检测。

（2）浇筑前质量控制。在聚丙烯腈纤维混凝土浇筑前，需要严格检测建筑模板，并且测量好聚丙烯腈纤维混凝的强度、稳定度以及水平度等，并合理检查建筑施工环境，而后才能进一步开展施工。当聚丙烯腈纤维混凝土进入到施工现场后，需要记录好聚丙烯腈纤维混凝土的使用情况，避免聚丙烯腈纤维混凝土出现浪费的情况，并定期开展施工质量检测，对于不合理、不合规的聚丙烯腈纤维混凝土，则不允许用于施工中[10]。

（3）浇筑后质量控制。在聚丙烯腈纤维混凝土浇筑完成后，还需要对其进行质量控制，按照天气的实际情况以及施工区域的实际状况等对聚丙烯腈纤维混凝土进行收浆，并且在聚丙烯腈纤维混凝土终凝固之前，消除其表面的裂缝，然后盖上薄膜，浇筑后质量控制的时间不得少于两周，持续性的保持好聚丙烯腈纤维混凝土表面的湿润状态。

5 结语

总的来说，混凝土是应用最为广泛的建筑材料，近些年随着工业的发展，混凝土的用量不断增长，传统混凝土虽然使用广泛，但是自身还是存在一定的缺陷，当在普通混凝土中加入聚丙烯腈纤维后，聚丙烯腈纤维混凝土就能够发挥优良的抗裂性、抗渗性、抗弯曲性和抗冲击性，从而进一步提高混凝土墙面的耐久性，与普通的混凝土墙面相比较，优势更加明显，可以说聚丙烯腈纤维作为一种新型的混凝土添加剂，在混凝土墙面施工工程中具有重大的应用价值。