項(xiàng)達(dá)榮 （南京亙泰科技有限公司，江蘇 南京 211101）

0 前 言

鋼纖維混凝土比普通鋼筋混凝土具有更為優(yōu)良的抗拉、抗疲勞、抗裂度、韌性和承載力等性能,一般應(yīng)用于耐磨性和抗震性要求較高的公路路面、橋梁建筑、機(jī)場跑道等工程中。根據(jù)鋼纖維混凝土的力學(xué)性能：鋼纖維在鋼纖維混凝土體積率在1%～2%之間，其強(qiáng)度與普通混凝土相比，其抗拉強(qiáng)度提高40%～80%，抗彎強(qiáng)度提高60%～120%，抗剪強(qiáng)度提高50%~100%，抗壓強(qiáng)度提高幅度較小，一般在0%～25%之間，但抗壓韌性卻大幅度提高。在混凝土中摻加鋼纖維主要是增強(qiáng)混凝土的抗彎拉性能，能有效提高混凝土結(jié)構(gòu)抗裂功能。

當(dāng)前，鋼纖維混凝土在高層民用建筑施工使用相對較少，但為有效減少和控制高層建筑對轉(zhuǎn)換層框支梁混凝土裂縫，保證結(jié)構(gòu)安全，在轉(zhuǎn)換層框支梁大體積混凝土中還常被使用。本次結(jié)合在深圳集建國際廣場工程轉(zhuǎn)換層采用了鋼纖維混凝土，根據(jù)其施工的特殊性，淺談鋼纖維混凝土在民用建筑施工中的應(yīng)用。

1 工程概況

深圳集建國際廣場是一座集商場和居住于一體的大型多功能高層建筑，建筑面積52000m2。該工程地上31層，地下2層，地面以上的商場部分采用大軸網(wǎng)框支剪力墻結(jié)構(gòu)，住宅部分為小軸網(wǎng)剪力墻結(jié)構(gòu)，上下兩部分通過在第六層設(shè)置2.3m高的轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行過渡。該轉(zhuǎn)換層面積為2328.5m2,樓板厚度為200mm，深梁截面尺寸為(1500～800)×(2300～2000)mm，樓面標(biāo)高為+25.15m，鋼筋重達(dá)688t，轉(zhuǎn)換層的混凝土標(biāo)號為C50，設(shè)計(jì)要求采用鋼纖維混凝土，鋼纖維的摻用量為80kg/m3（如圖1）。

根據(jù)理論計(jì)算，進(jìn)一步改善鋼纖維混凝土的彎拉強(qiáng)度的有效途徑是：①增加鋼纖維的粘結(jié)長度(即增加長徑比)；②改善基體對鋼纖維的粘結(jié)性能;③改善鋼纖維的形狀、增加鋼纖維與混凝土基體間的摩阻和咬合力。

因此，在鋼纖維的選材上選擇了如圖2所示的抗拉強(qiáng)度達(dá)700MPa的波形鋼纖維。

圖1 轉(zhuǎn)換層鋼筋模板完成后現(xiàn)場實(shí)景

圖2 波形鋼纖維

2 分析施工難點(diǎn)

本工程圖紙經(jīng)過項(xiàng)目部分析研究，需要重視的難點(diǎn)有以下幾處：①鋼纖維用量大，摻量控制難度大，且計(jì)量不精確，以及攪拌不容易均勻，容易結(jié)團(tuán)，轉(zhuǎn)換層混凝土總方量約3000m3，根據(jù)設(shè)計(jì)要求需摻鋼纖維240t；②運(yùn)輸過程中容易造成鋼纖維下沉，造成混凝土的分層離析，混凝土在輸送至泵料斗時(shí)，鋼纖維下沉結(jié)團(tuán)，造成鋼纖維與石子堵塞在閥口，同時(shí)，入泵管的混凝土由于鋼纖維下沉結(jié)團(tuán)，也易造成泵送困難；③振搗控制難，振搗時(shí)間過短，鋼纖維混凝土振搗不均，振搗時(shí)間過長，鋼纖維容易下沉到混凝土漿下部，造成鋼纖維分布不勻。

通過分析，鋼纖維混凝土在泵送過程中容易結(jié)團(tuán)，堵塞泵管出口，造成只有水泥漿通過，隨著料斗內(nèi)的水泥漿越來越少，料斗內(nèi)的混凝土料只剩下石子和鋼纖維，隨著泵壓力的逐漸增大，會(huì)發(fā)生堵管和爆管事故，泵送困難被確認(rèn)為主要難點(diǎn)問題。

3 根據(jù)難點(diǎn)制定相應(yīng)的施工方案

3.1 解決措施

項(xiàng)目部針對施工難點(diǎn)問題，分析研究找出形成的原因，制定相應(yīng)的解決措施。①鋼纖維的摻量及摻入方式，積極與設(shè)計(jì)院溝通，提出選用抗拉強(qiáng)度高的鋼纖維，減少鋼纖維的摻量。在摻料時(shí)以包計(jì)量，采用邊攪拌邊送料的方法以及采用隨罐摻入與后摻相結(jié)合的方法。②與商品混凝土攪拌站溝通，優(yōu)化混凝土配合比，合理調(diào)整砂率，加強(qiáng)石子級配，增加水泥漿用量，增加混凝土的坍落度，易于鋼纖維混凝土的泵送。同時(shí)控制運(yùn)輸時(shí)間，減少坍落度損失，并在出料前進(jìn)行反轉(zhuǎn)，使其攪拌均勻。③選用高性能混凝土泵，增大混凝土泵的壓力,鋼纖維在高壓下會(huì)容易泵出。

3.2 實(shí)施制定的方案

3.2.1 實(shí)施方案一

優(yōu)化混凝土配合比，由項(xiàng)目技術(shù)組負(fù)責(zé)在混凝土公司優(yōu)化配合比。在確保滿足規(guī)范和強(qiáng)度要求的情況下，合理調(diào)整砂率，增加水泥漿用量，摻入Ⅰ級粉煤灰等，提高混凝土的可泵送性。出廠前控制好混凝土的出廠坍落度，使之保持在180mm～200mm之間。

3.2.2 實(shí)施方案二

使用高壓混凝土輸送泵，為澆注此次混凝土，由項(xiàng)目設(shè)備組負(fù)責(zé)租用2臺高壓泵和高壓泵管，提高泵送壓力和泵送量。

3.2.3 實(shí)施方案三

控制混凝土的運(yùn)輸時(shí)間，要求混凝土公司混凝土入罐時(shí)間到混凝土運(yùn)送到工地的時(shí)間控制在12min左右，減少因時(shí)間長和氣溫高而造成的混凝土坍落度損失。由項(xiàng)目安全組在工地出入口加強(qiáng)車輛的疏導(dǎo)，確保交通通暢和運(yùn)輸?shù)募皶r(shí)?；炷猎诔隽锨?，罐車大力反轉(zhuǎn)，使混凝土在灌入泵車時(shí)攪拌均勻。

3.2.4 實(shí)施方案四

改變鋼纖維摻量和摻入方式。由技術(shù)組會(huì)同設(shè)計(jì)院、質(zhì)檢站、監(jiān)理、甲方研究決定提高鋼纖維抗拉強(qiáng)度，減少鋼纖維摻量。原設(shè)計(jì)鋼纖維抗拉強(qiáng)度為380MPa，現(xiàn)選用抗拉強(qiáng)度達(dá)到700MPa波狀鋼纖維，設(shè)計(jì)院同意鋼纖維摻量由原設(shè)計(jì)的80kg/m3降至55kg/m3，且結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)不會(huì)有影響。另外，由于鋼纖維混凝土泵送困難，在隨罐混凝土中加入45 kg/m3，剩下10 kg/m3根據(jù)混凝土流量和速度在泵管出口處由人工均勻撒落在混凝土面，加強(qiáng)振搗。

4 檢驗(yàn)實(shí)施效果

由于在施工前充分考慮到施工過程中會(huì)出現(xiàn)的難點(diǎn)，并針對難點(diǎn)制定了相應(yīng)的實(shí)施方案，并在方案實(shí)施過程中加強(qiáng)質(zhì)量控制。鋼纖維混凝土的澆筑過程和結(jié)果均達(dá)到了預(yù)期的效果。具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①混凝土泵送順利，中途未發(fā)生鋼纖維結(jié)團(tuán)和堵管現(xiàn)象，使混凝土澆筑路線隨原計(jì)劃進(jìn)行，每段混凝土澆筑連續(xù)進(jìn)行，中間未產(chǎn)生冷縫；在泵管出口抽查鋼纖維含量發(fā)現(xiàn):鋼纖維摻量合適，攪拌均勻；②混凝土拆模后內(nèi)實(shí)外光，觀感良好；③混凝土試塊強(qiáng)度平均達(dá)到C60；④轉(zhuǎn)換梁未發(fā)生溫度裂縫和貫通性裂縫，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果。業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)院和質(zhì)檢站均對此次混凝土施工給予了高度評價(jià)。

5 施工總結(jié)

通過本項(xiàng)目的施工總結(jié)出針對鋼纖維混凝土在高層民用建筑施工過程中應(yīng)用幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：①混凝土坍落度的控制，根據(jù)該項(xiàng)目的澆注經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鋼纖維混凝土的泵送坍落度最好控制在180mm~200mm左右，此坍落度時(shí)鋼纖維混凝土的泵送相對較合適；②鋼纖維摻量，以往工程在混凝土強(qiáng)度偏低（如C30），泵送混凝土?xí)r鋼纖維的摻量可以達(dá)到60~80kg/m3,但在高標(biāo)號的泵送混凝土(如C50以上時(shí)),由于在相同配合比的情況下,鋼纖維表面包裹的混凝土越多時(shí),相應(yīng)的泵送混凝土漿稠度增加,造成泵送困難,因此此種情況下的鋼纖維的摻量最好為45kg/m3左右；③鋼纖維的長度，本工程使用的鋼纖維為波形鋼纖維,鋼纖維的長度為50mm,長徑比為42,通過實(shí)踐證明鋼纖維的長度越短(30mm左右),鋼徑比在40左右的鋼纖維的泵送性能會(huì)好一些。

通過本工程的應(yīng)用表明,鋼纖維混凝土在高層民用建筑中使用能有效減少和控制大體積混凝土裂縫，本文總結(jié)的幾點(diǎn)心得可為今后施工類似的工程提供借鑒和參考。

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