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論鋼纖維混凝土(SFRC)耐磨地坪施工與構(gòu)造

1、鋼纖維混凝土的性能特點

1)有優(yōu)越的經(jīng)濟性。

強度和重量比值增大是鋼纖維混凝土具有優(yōu)越經(jīng)濟性的重要標志。

2)具有較高的抗拉、抗彎、抗剪和抗扭強度。

在混凝土中摻入適量鋼纖維,其抗拉強度提高25%~50%,抗彎強度提高40%~80%,抗剪強度提高50%~100%。

3)具有卓越的抗沖擊性。

材料抵抗沖擊或震動荷載作用的性能,稱為沖擊韌性,在通常的纖維摻量下,沖擊抗壓韌性可提高2~7倍,沖擊抗彎、抗拉等韌性可提高幾倍到幾十倍。

4)具有明顯收縮性。

在通常的纖維摻量下,鋼纖維混凝土較普通混凝土的收縮值降低7%~9%。

5)具有顯著抗疲勞性。

鋼纖維混凝土的抗彎和抗壓疲勞性能比普通混凝土都有較大改善。當(dāng)摻有1.5%鋼纖維抗彎疲勞壽命為1×106次時,應(yīng)力比為0.68,而普通混凝土僅為0.51;當(dāng)摻有2%鋼纖維混凝土抗壓疲勞壽命達2×106次時,應(yīng)力比為0.92,而普通混凝土僅為0.56。

6)具有顯著耐久性。

鋼纖維混凝土除抗?jié)B性能與普通混凝土相比沒有明顯變化外,由于鋼纖維混凝土抗裂性、整體性好,因而耐凍融性、耐熱性、耐磨性、抗氣蝕性和抗腐蝕性均有顯著提高。摻有1.5%的鋼纖維混凝土經(jīng)150次凍融循環(huán),其抗壓和抗彎強度下降約20%,而其他條件相同的普通混凝土卻下降60%以上,經(jīng)過200次凍融循環(huán),鋼纖維混凝土試件仍保持完好。摻量為1%、強度等級為C35的鋼纖維混凝土耐磨損失比普通混凝土降低30%。摻有2%鋼纖維高強混凝土抗氣蝕能力較其他條件相同的高強混凝土提高1.4倍。鋼纖維混凝土在空氣、污水和海水中都呈現(xiàn)良好的耐腐蝕性,暴露在污水和海水中5年后的試件碳化深度小于5mm,只有表層的鋼纖維產(chǎn)生銹斑,內(nèi)部鋼纖維未銹蝕,不像普通鋼筋混凝土中鋼筋銹蝕后,銹蝕層體積膨脹而將混凝土脹裂。

2、工程特點和施工重點分析

1)工程所處土層較好,且地下水位較深。
根據(jù)地質(zhì)報告,結(jié)合設(shè)計荷載要求,重點是如何將1200mm的地坪基層以水泥含量80KG/m3地基均勻碾壓夯實度滿足設(shè)計要求,防止出現(xiàn)不均勻沉降,是地坪施工的一個重點。
2)混凝土混合料的攪拌
由于鋼纖維兩端帶鉤,容易在攪拌時結(jié)團或分布不均,進而影響工程質(zhì)量。所以確保合理的配合比和攪拌工藝是至關(guān)重要的。
3)混凝土面層水平度的控制
地坪表面平整度誤差要求在2mm內(nèi),水平度要求高,如何控制面層的平整度是施工的另一個重點。
4)防止地面裂縫
由于地坪澆筑面積較大,長100m,寬60m,根據(jù)設(shè)計變形縫留置膨脹縫,施工時混凝土采用分倉澆筑,如何防止地面裂縫,是工程中的重中之重。
3、施工工藝
1)地坪基層土方改良

基礎(chǔ)混凝土墊層底標高為-1.5m, 改良厚度達1.2m,改良時嚴格保證水泥的摻入量80KG/ m3,為有效確保水泥的摻入量和摻入的均勻性,根據(jù)平面圖依據(jù)軸線事先進行分塊,對每設(shè)定的分塊進行水泥量化配備,施工時逐一記錄。采用小型挖土機進行拌和,每300mm虛鋪一層,用15T壓路機碾壓6遍,壓路機行駛速度25— 30米/分鐘,輪跡互相搭接20—30cm.每層碾壓結(jié)束,用環(huán)刀土工試驗,確保基土壓實度大于0.92。柱基周圍無碾壓的部位,用電動打夯機人工配合夯實。

2) 細砂及薄膜鋪設(shè)、混凝土墊層澆筑

細砂主要為找平和保護防潮層而設(shè),因此細砂中不允許有較大的沙礫,以免破壞薄膜。鋪設(shè)細砂后應(yīng)在表面噴水濕潤,使細砂表面均勻密實,并立即鋪設(shè)薄膜;薄膜鋪設(shè)后即可進行澆筑50mm厚C10混凝土墊層。澆筑時采用混凝土汽車泵輸送,施工人員小心操作嚴禁硬物碰撞薄膜以保護薄膜免遭破壞。

3) 鋼纖維混凝土施工

①材料選用與要求
水泥:采用P.O32.5級普通硅酸鹽水泥;
碎石:碎石粒徑不宜大于鋼纖維長度的2/3,一般為5—25mm,最大不應(yīng)超過30 mm,含泥量小于1%;砂:宜用中粗砂,細度模數(shù)2.5—3.0,含泥量小于3% ;
鋼纖維:采用上海BEKART佳密克絲鋼
纖維,型號RC-80/60-BN,長度60mm,直徑0.75mm,長徑比:80,單根鋼絲最低抗拉強度:>1100N/mm2,重量指標:4600枚/KG,摻量20kg/m3,摻入速度:≤40KG/min;

②鋼纖維混凝土的攪拌
在拌合物中加入的鋼纖維應(yīng)充分分散均勻,才能在混凝土中起到增強作用,如果加入的鋼纖維分散不均勻,將使有的部位混凝土缺少鋼纖維,有的部位鋼纖維過多形成團,這樣不僅沒起到增強作用,還會引起局部強度削弱,因此只有保證鋼纖維在拌合料中分散均勻,才能獲得良好的增強效果。而佳密克絲鋼纖維采用了用水溶性膠水將單根鋼纖維粘結(jié)成排的專利技術(shù),利用二次“分散”的原理 ,保證了鋼纖維在混凝土中分散均勻、極易攪拌、杜絕結(jié)團等問題。

影響鋼纖維在拌合料中分散均勻性的主要因素為:鋼纖維的體積率、長徑比、碎石粒徑、水灰比、砂率、以及攪拌機械、投料方法等,其中攪拌機械和投料方法尤為重要。拌和方式選擇:一般有三種方式進行拌和:a.先將鋼纖維與干料干拌均勻,在加水濕拌;b. 先投入50%的砂和 50%的石料與鋼纖維干拌均勻,再投入水泥,其余骨料和水一起濕拌均勻;c.先將鋼纖維以外的材料濕拌,在拌和過程中邊拌邊采用分散機投放鋼纖維,本工程結(jié)合佳密克絲鋼纖維的特性就是采用了這種投料拌和的方式。拌和時間比普通混凝土規(guī)定的時間延長1~2min。

③混凝土面層的澆筑

柱距10*20m,施工時,按柱距分倉澆筑施工。
先澆筑的區(qū)域采用16號槽鋼作側(cè)模,在模板內(nèi)外二側(cè)每0.5m交錯鉆眼,錨入Φ16鋼筋,側(cè)模內(nèi)外分別用木楔和鋼筋加固牢固。支模時用水平儀嚴格控制槽鋼頂標高,在模板支設(shè)后用砂漿將槽鋼下面填實,以免混凝土振搗時漏漿。
鋼纖維混凝土必須連續(xù)澆筑,若中斷,由于鋼纖維沿接縫的表面排列,起不到增強作用,易產(chǎn)生裂縫。
混凝土澆筑時應(yīng)加強振搗,由于鋼纖維會阻礙混凝土的流動,因此鋼纖維混凝土的振搗要比普通混凝土的振搗時間長,一般應(yīng)為普通混凝土的1.5倍。振搗時采用平板振動器(盡量避免使用插入式振動棒)將混凝土振搗密實直至出漿。用11m長滾筒初平,3m刮尺和木抹子將混凝土表面精平,誤差控制在2mm以內(nèi)。精平后的表面不得裸露鋼纖維。

④耐磨層施工
在混凝土面層初凝時,開始耐磨層的施工。耐磨面層材料選用MONOTOP8 耐磨粉,每平方5kg,厚度2mm,施工時按標畫的板塊面積先將規(guī)定用量2/3的耐磨粉用手工均勻撒布在初凝的混凝土表面。完成第一次撒布作業(yè),待材料吸收一定水分后,進行機械圓盤的慢磨作業(yè)(慢磨時應(yīng)掌握好初凝的時機,慢磨過早容易使得本已精平的面層形成凹坑);第一層材料硬化至一定階段時,進行第二次剩余的耐磨粉撒布。表面收光時卸下圓盤采用機械磨光片鏝磨。機械鏝磨應(yīng)縱橫交錯進行,運轉(zhuǎn)速度和鏝磨角度變化視混凝土地面硬化情況而作出調(diào)整,局部有沙眼孔洞處及時修補,確保整體一致無色差直,至表面收光為止。邊角等機械難以操作的區(qū)域手工鏝磨完成。

⑤鋼纖維混凝土養(yǎng)護
耐磨地面完成后,為防止其水分蒸發(fā)過快,確保耐磨粉強度穩(wěn)定增長,應(yīng)在地面施工完24小時左右用養(yǎng)護毯覆蓋保濕。表面濕潤不少于7天,養(yǎng)護時避免接觸風(fēng)、太陽、雨水等。

4、局部構(gòu)造要求
盡管鋼纖維混凝土地面具有較高的抗拉、抗彎、抗剪和抗扭等特性,但從整體構(gòu)造的角度出發(fā),必須采取以下構(gòu)造措施。

1)縮縫
地坪混凝土按柱距1 0 米跨寬澆筑,在分倉混凝土澆筑6 — 8 天, 并且其強度要達到1 2M p a 時切割縮縫。用切割機X=@5000mm;Y=@4000mm切割平頭縫,形成4*5m縮縫。切割深度=板厚1/3=55mm,縫寬5mm,縫內(nèi)嵌填柔性材料。
2)伸縫
X=@10m;Y=@20m及四周墻體一側(cè)設(shè)置膨脹縫,膨脹縫內(nèi)填入聚苯乙烯泡沫板,板厚10mm,防止因溫度變化因起混凝土變形受到阻礙。在地坪結(jié)束后,外墻下部用弧形塑膠踢板鑲貼,剛好將此縫隱蔽,達到美觀效果。


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