钢纤维混凝土材料工程应用方案.docx

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1、 钢纤维混凝土材料工程应用方案 1根本要求 1.1钢纤维混凝土材料 钢纤维混凝土就是在一般一般混凝土中掺配肯定数量的短而细的钢纤维所组成的一种新型高强复合材料。由于钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的产生，不但具有一般混凝土的优良性能，而且具有良好的抗折、抗冲击、抗疲惫以及收缩率小、韧性好、耐磨耗力量强等特性。可使路面厚度减薄50%以上，缩缝间距可增至15m30m，不用设胀缝和纵缝。钢纤维混凝土用钢纤维类型有圆直型、熔抽型和剪切型钢纤维。其长度分为各种不同规格，最正确长径比为4070，截面直径在0.4mm0.7mm范围内，抗拉强度不低于380MPa。在施工时钢纤维在混凝土中的掺入量为1.0%2.0%(体

2、积比)，但最大掺量不宜超过2.0%。水泥采纳425#525#一般硅酸盐水泥，以保证混合料具有较高的强度和耐磨性能。钢纤维混凝土用的粗骨料最大粒径为钢纤维长度的2/3。不宜大于20mm。细集料采纳中粗砂，平均粒径0.35mm0.45mm，松装密度1.37g/cm3。砂率采纳45%50%。 1.2钢纤维混凝土协作比 钢纤维混凝土混合料协作比的要求首先应使路面厚度减薄，其次是保证钢纤维混凝土有较高的抗弯强度，以满意构造设计对强度等级的要求即抗压强度与抗折强度，以及施工的和易性。钢纤维混凝土协作比设计根本按以下步骤进展。 (1)依据强度设计值以及施工配制强度提高系数，确定试配抗压强度与抗折强度;钢纤维

3、混凝土抗折强度设计值确实定： fftm=ftm(1+atmPfLf/df) 式中fftm钢纤维混凝土抗折强度设计值; Ftm与钢纤维混凝土具有一样的协作材料、水灰比和相近稠度的素混凝土的抗折强度设计值; atm钢纤维对抗折强度的影响系数(试验确定); Pf钢纤维体积率，%; Lf/df钢纤维长径比。 (2)依据试配抗压强度计算水灰比; (3)依据试配抗压强度，确定钢纤维体积率，一般浇筑成型的构造范围在0.5%2.0%之间; (4)根据施工要求的稠度确定单位体积用水量; (5)确定砂率; (6)计算混合材料用量，确定试配协作比; (7)根据试配协作比进展拌合物性能试验，调整单位体积用水量和砂率，

4、确定强度试验用基准协作比; (8)依据强度试验结果调整水灰比和钢纤维体积率，确定施工协作比。 试验结果说明，在阅历和计算的根底上确定水泥用量、砂率及水灰比，并依据不同配比时的钢纤维混凝土强度进展试验，当水泥用量在380kg/m3400kg/m3时强度较高，但此时砂率较小，砂石中有分别现象。因此将砂率调到0.48，如此强度虽有降低，但其余性能却可得到改善。为此，调整最正确配比即水泥黄砂碎石水=12.162.340.48。 1.3钢纤维混凝土拌和 为防止钢纤维混凝土在搅拌时纤维结团，在施工时每拌一次的搅拌量不宜大于搅拌机额定搅拌量的80%。采纳滚动式搅拌机拌和，在搅拌混凝土过程中必需保证钢纤维匀称

5、分布。为保证混凝土混合料的搅拌质量，采纳先干后湿的拌和工艺。投料挨次及搅拌时间为：粗集料钢纤维(干拌1min)细集料水泥(干拌1min)，其中钢纤维在拌和时分三次参加拌和机中，边拌边参加钢纤维，再倒入黄砂、水泥，待全部料投入后重拌2min3min，最终加足水湿拌1min。总搅拌时间不超过6min，超搅拌会引起湿纤维结团。按此程序拌出的混合料匀称。尚若在拌和中，先加水泥和粗、细集料，后加钢纤维则简单结成团。而且纤维团越滚越紧，难以分开，一旦发觉有纤维结团，就必需剔除掉，以防止因此而影响混凝土的质量。 1.4钢纤维混凝土浇捣 钢纤维混凝土浇捣与一般混凝土一样，浇筑和振捣是施工中的重要环节，直接影响

6、钢纤维混凝土的整体性和致密性。不同之处就是其流淌性较差，在边角处简单产生蜂窝，因此，边角局部可先用捣棒捣实。板角采纳插入式振动器振捣，然后用夯梁板来回整平。在混凝土面层抹平过程中，因钢纤维直径较粗而易冒出路面，影响到行车安全，故在施工时需留意去除。 2工程实例 某二级大路水泥混凝土路面修补工程段全长112m，宽23m，修补前路面板呈破裂、断裂状，原为一般一般混凝土浇筑，局部板底基层下沉。现用钢纤维混凝土修补路面，基层补强采纳C15素混凝土浇筑，旧混凝土路面平均凿除深度25cm(包括基层松动局部)，拟采纳12cm厚、C30钢纤维混凝土浇筑路面。 2.1施工材料 2.1.1原材料 水泥：425#一

7、般硅酸盐水泥; 细集料：用中粗砂，平均粒径0.35mm0.48mm，含泥量2%; 粗集料：碎石5mm20mm，含泥量1%，质地坚硬; 钢纤维：选用长度30mm、当量直径0.60mm由浙江某厂生产的低碳构造 钢剪切扭曲型，型号DN-30，其强度380MPa以上。该产品性能稳定，使用效果良好。 2.1.2协作比 钢纤维混凝土协作比设计根据抗折强度和抗压强度双控标准要求及施工的工作度采纳以抗折强度为主要指标进展设计。设计抗折强度6.5MPa、抗压强度35MPa。经试验室进展几种配比方案确定：水泥黄砂碎石钢纤维水及强度试验。 2.2施工工艺 2.2.1基层处理及路面浇筑 在钢纤维混凝土浇筑前，为提高水

8、泥混凝土面层下基层和垫层的刚度，做好对旧混凝土板及板底基层的处理工作，即在破损板及板底脱空裂开的旧混凝土板块凿除后，对局部板底基层进展补强处理。凿除旧混凝土板时，凿除深度必需满意原路面设计要求，再将原基层松动局部全部去除。被去除后的基坑及深度一律用C15贫混凝土进展处理。待混凝土半干状态时即可浇筑路面。按要求先用C15一般混凝土浇筑至路面面层厚度12cm时，经底面层整平处理后再用钢纤维混凝土浇筑。 2.2.2钢纤维混凝土搅拌 钢纤维混凝土搅拌采纳滚筒式搅拌机。为使钢纤维在混凝土中分散匀称，采纳二次投料三次搅拌法，即先将石子和钢纤维干拌1min，参加砂子、水泥再干拌1min，最终注水湿拌1.5m

9、in左右，总搅拌时间掌握在6min内，搅拌时间过长会形成湿纤维团。且每次的搅拌量宜在搅拌机公称容量的1/3以下。 2.2.3运输与浇筑 混凝土运输采纳自卸运输车，运至施工地点进展浇筑时的卸料高度不得超过1.5m，以防混凝土离析。钢纤维混凝土采纳人工摊铺，用人工将其大致摊铺整平，摊铺后用平板振动器振捣，振捣的持续时间以混凝土停顿下沉，不再冒气泡并泛出水泥浆为准，且不宜过振。振捣时辅以人工找平，混凝土整平采纳振动梁振捣拖平，再用钢滚筒依次滚压进一步整平，整平的外表不得暴露钢纤维。在做面时需分两次进展，即先找平抹平，待混凝土外表无泌水时，再做其次次抹平，抹平后沿模板方向拉毛，拉毛深度1mm2mm。拉

10、毛时避开带出钢纤维，如采纳滚式压纹器进展处理则效果更佳。 2.2.4养护与切缝 钢纤维混凝土设有多种切缝。胀缝与路中心线垂直，缝壁必需垂直，缝隙宽度必需全都，缝中不得有连浆现象，缝隙内应准时浇灌填缝料，当混凝土到达强度25%30%时，采纳切缝机进展缩缝切割，切缝深度3cm，缩缝设置16m/道。施工缝位置宜与胀缝或缩缝设计位置吻合，施工缝与路中心线垂直，不设置传力杆。对胀缝、缩缝均采纳10#石油沥青，灌式填缝。 混凝土做面完毕后，准时采纳湿法养护，终凝后准时掩盖草袋，并每天匀称浇水，保持潮湿状态，养护10d15d。与此同时做好封闭交通，待强度测试到达规定要求后即可开放交通。 2.3施工质量掌握

11、钢纤维混凝土的质量除对原材料、协作比以及施工过程的主要环节进展掌握外，还重点对钢纤维混凝土的搅拌、钢纤维的投入以及混凝土振捣的掌握，同时按规定对每天所浇筑混凝土的28d抗折、断块抗压强度进展检验，均到达了设计要求，使平坦度、坍落度、主要技术指标得到有效掌握。 3经济与社会效益 从经济和社会效益分析，钢纤维混凝土路面与一般水泥混凝土路面相比，其特点： 面层厚度可减薄至1/2以上，使施工工期缩短，因此节省原材料及削减工程量后所带来的一切费用; 路面使用寿命延长因此而节约的费用; 削减缩缝带来的材料、人工等所节约的费用; 节约养护、削减时间延误及修理费用; 除此以外，还有路面质量好，接缝少，延长车辆

12、使用寿命等费用。 综合分析，对于旧混凝土路面，若采纳钢纤维混凝土进展罩面修复，则一次性投资的费用比挖掉重建混凝土路面要节约很多。同样，从一次性投资、使用年限、修理费用、资金的时间价值来全面评价钢纤维混凝土路面工程的经济效益，与新铺沥青混凝土路面评价综合效益，钢纤维混凝土路面虽一次性投资较前者高，但从其修理费用、使用年限的不同考虑，以及和资金的时间效益，用年本钱法计算其等值年金，结果说明钢纤维混凝土路面每年支出的费用比沥青混凝土路面要低35%。采纳钢纤维混凝土修补法，不但可使钢纤维混凝土的质量及其增加效果得到保证，而且还可提前开放交通，具有显著的经济效益和社会效益。 4结语 钢纤维混凝土自进展以来，已在大路路面、桥面、机场跑道等工程中得到广泛应用，同时也取得了肯定的经济效益和社会效益。它除了具有良好的抗弯强度外，而且还具有优异的抗冲击、抗开裂性能。在对钢纤维混凝土进展的冲击荷载等试验讨论中说明：掺以体积率为1%2%的钢纤维增加混凝土与基体比拟，其抗冲击强度可提高10倍20倍，弯曲韧性可提高20倍左右，抗弯强度可提高1倍6倍，抗拉强度可提高2倍左右，疲惫强度提高50%，抗裂强度可提高2倍，抗压强度可提高10%30%。由此可见，钢纤维混凝土的抗裂性与抗冲击是特别优异的。此外，用钢纤维混凝土修建旧混凝土路面还能到达早期强度高，提前通车的目的。 【钢纤维混凝土材料工程应用方案】