浅议高强度钢纤维混凝土施工的质量控制
关键词：钢纤维,混凝土,施工,质量,控制
引言
钢纤维混凝土的高强等显著优点，使其在大跨度桥梁、高层建筑、隧道等工程应用中具有巨大的技术经济优势和突出的社会效益，正成为现代混凝土的一个重要发展方向。本文主要介绍了从钢纤维混凝土的配备材料到泵送和施工等方面的控制技术。
1 项目概况
某人防工程，地下一层顶板采用CF80高强度钢纤维混凝土，约1800m3，遮弹层顶板厚度650mm。由于钢纤维混凝土中钢纤维的体积率达到3%～4%，使得混凝土黏稠度增大，造成混凝土搅拌、泵送、浇筑、振捣等困难;同时，由于高强度混凝土的水泥用量较大，使得混凝土容易产生温度裂缝。为此采取下列技术措施。
2 工艺原理
针对高强度钢纤维混凝土黏稠度大、不易操作、难以泵送、施工质量不易保证等问题，从钢纤维混凝土配合比设计、原材料控制及混凝土搅拌、运输、振捣和养护等工艺采取了一系列技术措施，使混凝土质量得以保障。
3.原材料配比方面的质量控制
3.1 单位水泥用量
在保持水灰比不变的情况下，单位体积混凝土拌合料中，如水泥浆用量愈多，拌合料的流动性愈好，反之，较差。在钢纤维混凝土拌合料中，除必须有足够的水泥浆填充的空隙外，还需要有一部分水泥浆包裹骨料和钢纤维的表面形成润滑层，以减少骨料和钢纤维彼此间的摩擦阻力，使拌合料有更好的流动性。
3.2 水泥
水泥品种对混凝土的可泵性也有一定影响。一般宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥以及矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥，但均应符合相应标准的规定。
3.3 钢纤维
在一定范围内，钢纤维增强作用随长径比增大而提高。钢纤维长度太短起不到增强作用，太长则施工较困难，影响拌合物的质量，直径过细易在拌合过程中被弯折，过粗则在同样体积率时，其增强效果较差。
3.4 粗集料
粗集料的级配、粒径和形状对于混凝上拌合物的可泵性影响很大。级配良好的粗骨料，空隙率小，对节约砂浆和增加混凝土的密实度起很大作用。因而泵送混凝土应用较多的国家，对粗集料的级配都有规定。
3.5 细集料
又称细骨料，用于填充碎石或砾石等粗骨料的空隙并共同组成钢纤维混凝土的骨架。在保证钢纤维混凝土强度相同时，粗砂需要的水泥用量较细砂为少。显然，当水泥用量相同时，用粗砂配制的混凝上强度要比用细砂配制的混凝土强度为高。
3.6 减水剂
减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂。普通减水剂是一种对规定和易性混凝土可减少拌和用水量的外加剂，这种减水剂一般为可溶于水的有机物质。它可以改变新拌和硬化混凝土的性能，特别是提高混凝土的强度和耐久性。
3.7 其它掺合料
除去水、水泥、粗细集料、粉煤灰等材料外，在搅拌时还可加入其它掺合料，如矿渣、超细粉等。
4 施工要点
4.1 原材料控制
水泥： PO52.5水泥，实测强度不低于55MPa;硅灰：含硅量≥90%;矿粉：95#矿粉;粉煤灰：一级粉煤灰;水洗砂：含泥量<1.0%，泥块含量<0.5%，砂坚固性<8%，云母含量≤2.0%，轻物质≤1.0%，硫化物及硫酸盐含量1%;人工砂：含泥当量≤1%，亚甲蓝MB≤0.6g/kg，粉体含量≤6%，泥块含量≤0.3%，压碎指标≤20%，硫化物及硫酸盐1.0%，轻物质≤1.0%，云母含量≤1.0%，石子：连续级配5～20mm，含泥量<0.5%，泥块含量<0%，针片状含量<5%，压碎指标<10%，坚固性质量损失<5%，钢纤维：采用钢板剪切型，长径比≥60，抗拉强度>600MPa以上;外加剂为复合聚羧酸外加剂。
4.2 投料方法
水泥、矿粉、粉煤灰、聚羧酸外加剂打入搅拌站的罐仓内;石子、水洗砂、机制砂由专用运料仓上料;钢纤维从专门的遛桶置于输送带上部，由专人进行分次均匀投料;硅灰在搅拌室将搅拌机口打开直接进行投料。
4.3 投料顺序及搅拌时间
先加砂、石子，干拌30s→加钢纤维干拌60s→加水泥干拌30s→加水、外加剂湿拌180s。
4.4 运输
运输途中，混凝土运输车应按一定速度转动，运送至浇筑地点给混凝土泵喂料前，中高速旋转搅拌筒强制搅拌3min，然后再卸料。
4.5 泵送
浇筑前应先泵水润管，然后再泵送相同配比的去石子、钢纤维的砂浆，最后进行钢纤维混凝土的泵送。
4.6 浇筑
施工中采用“斜面分层法”进行分层施工。每层混凝土在初凝前进行上层混凝土的浇筑，时间控制在6～8h。
4.7 振捣
振捣棒顺线路走向插入，振捣点的间距不大于1.5的振捣器作用半径，约为400mm。振动时间每点以40～60s为宜，振捣至混凝土表面以呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准。在振捣过程中，宜将振捣棒上下略有抽动，以使上下振动均匀。抽拔棒的速度要慢。
4.8 收面
振捣好的混凝土表面应确保平整，并将外露的钢纤维压入混凝土中，防止露出表面的钢纤维锈蚀或刺人。在混凝土收浆接近初凝时，混凝土面进行二次抹光。收浆同时初凝之前用喷雾器喷雾保湿。
5.钢纤维混凝土施工方面控制
2.1 泵送混凝土的质量控制
泵送混凝土的连续不间断地、均衡地供应，能保证混凝土泵送施工顺利进行。泵送混凝土要按照配合比要求、拌制得好，混凝土泵送时则不会产生堵塞。因此，泵送施工前周密地组织泵送混凝土的供应，对混凝土泵送施工是重要的。
泵送混凝土的供应，包括泵送混凝土的拌制和泵送混凝土的运送。泵送混凝土宜采用预拌混凝土，在商品混凝土工厂制备，用混凝土搅拌运输车运送至施工现场，这样制备的泵送混凝土容易保证质量。泵送混凝土由商品混凝土工厂制备时，应按国家现行标准，《预拌混凝土》的有关规定，在交货地点进行泵送混凝土的交货检验。
拌制泵送混凝土时，应严格按混凝土配合比的规定对原材料进行计量，也应符合《预拌混凝土》中有关的规定。
混凝土搅拌时的投料顺序，应严格按规定投料。如配合比规定掺加粉煤灰时，则粉煤灰宜与水泥同步投料。外加剂的添加时间应符合配合比设计的要求，且宜滞后于水和水泥。泵送混凝土的最短搅拌时间，应符合《预拌混凝土》中有关的规定，一定要保证混凝土拌合物的均匀性，保证制备好的混凝土拌合物有符合要求的可泵性。
搅拌好的混凝土拌合物最好用混凝土搅拌运输车进行运输。现在大量使用的是搅拌筒6-7m，的混凝土搅拌运输车。用搅拌运输车运输途中，搅拌筒以3-6r/min的缓慢速度转动，不断搅拌混凝土拌合物，以防止其产生离析。 搅拌运输车还具有搅拌机的功能，当施工现场距离混凝土搅拌站很远时，可在混凝土搅拌站将经过称量过的砂、石、水泥等干料装入搅拌筒，运输途中加水自行搅拌以减少长途运输中混凝土坍落度的经时损失，待搅拌运输车行驶到临近施工现场搅拌结束，随即进行浇筑。 2.2 混凝土泵送施工质量控制
开始泵送时，混凝土泵应在可慢速、匀速并随时可反泵的状态。待各方面情况都正常后再转入正常泵送。正常泵送时，泵送要连续进行，尽量不停顿，遇有运转不正常的情况，可放慢泵送速度。当混凝土供应不及时时，宁可降低泵送速度，也要保持连续泵送速度，但慢速泵送的时间不能超过从搅拌到浇筑的允许延续时间。不得己停泵时，料斗中应保留足够多的混凝土，作为间隔推动管路中的混凝土之用。
6.喷射混凝土施工控制
(1)上料速度要均匀、连续、适中，始终要保持喷射机进料斗中有一定的贮存量，并及时清除振动筛上大粒径粗骨料和杂物;
(2)喷射过程中，喷射手后方的助手应及时协助喷射手，理顺混凝土管。避免喷射手在更换方向时使混凝土管产生急拐弯，引起堵管;
(3)喷射手在操作喷嘴时，应尽量使喷嘴与受喷面垂直距离0.8-1m，喷射压力保持在200-500kPa左右，才能保证有效施工喷射作业时喷射手要时刻注意观察喷嘴情况，一旦堵管，要让助手立即与操作司机联系停机关风，检查管路是否畅通;
(4)在喷射作业时，坍落度要根据实际情况进行调整，喷上部时坍落度控制在8cm，喷边墙时坍落度控制在12cm;
(5)在施工喷射混凝土时，侧墙壁由下至上部由一侧末端开始向另一侧延续，喷射混凝土的一次喷射设计厚度在5cm以内，在第二次喷混凝土作业时，完全除去附着在第一次喷射混凝土面的异物，喷射混凝土的操作人员要使用护具注意安全;
(6)喷射混凝土的连接部分，应在需要连接的部分约13cm以前厚度开始变薄，在受喷面各种机械设备操作场所配备充足照明及通风设备;
7)喷射钢纤维混凝土厚度一般比普通混凝土薄，水泥含量多，因此要经常保持适当的环境温度和受喷面湿润以防干缩裂缝。
结束语
本工程通过以上文中所采取一系列技术措施，较好地解决了施工中的各项难题，顺利完成了泵送1800m3CF80钢纤维混凝土的施工任务，得到了建设单位、监理单位的一致认可，也为企业赢得了良好的经济和社会效益。
参考文献
【l】谢兰 钢纤维混凝土施工技术【J】.建材与装饰，2007，10.
【2】严毅.如何提高建筑施工企业技术管理水平[J】，网川建材，2008，1。
【3】尚猛虎，陈志明.论建筑工程施工的技术管理【J】.包钢科技，2006，10.
