陳 曙

（汕頭市潮陽建筑工程總公司 廣東汕頭 515000）

0 引言

屋面工程作為建筑工程最重要的一個部分，防水隔熱性是判斷建筑物質量的重要指標。

隨著社會的不斷發(fā)展，工業(yè)和民用建筑的屋面跨度越來越大，因此對混凝土的抗?jié)B性能要求也越來越高?？梢酝ㄟ^添加外加劑的方式改變混凝土的抗?jié)B性、密實性，還可以在混凝土中摻入抗拉纖維，提高抗?jié)B性能。聚丙烯纖維由丙烯聚合物或者共聚物制成，屬于烯烴類纖維，在混凝土中摻入聚丙纖維，讓聚丙纖維與水泥產(chǎn)生極強的結合，可以迅速發(fā)生混合。

1 工程概況

河源市新市區(qū)某大樓總建筑面積32 303 m2，地上6層，建筑最大高度23.72 m（距首層±0.000）。

本工程分為A、B、C、D四個區(qū)，其中C區(qū)（1～5）軸×（E～J）軸設有400 m2演播廳，層高14 m，屋蓋跨度為18 m。

D 區(qū)（2～5）軸×（D～H）軸設有800 m2演播廳，層高17.7 m，屋蓋跨度為20 m。結構平面如圖1所示。演播廳屋蓋結構的主梁截面尺寸主要為400 mm×1 500 mm，樓板厚度h=120 mm，混凝土強度等級為C30，抗?jié)B等級為P8。

圖1 D區(qū)800 m2演播廳屋蓋結構平面Fig.1 800 m2 Studio of D District Floor Plan （mm）

2 施工準備

2.1 材料準備

2.1.1 聚丙烯纖維聚丙烯纖維應有廠家提供的產(chǎn)品合格證及檢驗報告［2］，其物理性能應滿足混凝土設計要求。本工法選用HX-19 mm 聚丙烯纖維，密度為0.91 g/cm2，抗拉強度≥500 MPa，長度19 mm，摻量為0.9 kg/m3。

2.1.2 水泥水泥采用42.5R 普通硅酸鹽水泥，其質量應符合《通用硅酸鹽水泥：GB175—2007》要求。

2.1.3 細骨料選用中砂，要求連續(xù)級配，含泥量≤1.7%，其質量應符合《建筑用砂：GB/T 14684—2001》要求。

2.1.4 粗骨料

16～31.5 mm 連續(xù)級配的碎石，含泥量≤0.4%，針片狀含量≤7.1%，壓碎指標≤9.4%，其質量應符合《建筑用卵石、碎石：GB/T 14685—2001》要求。

2.1.5 摻合料

選用Ⅱ級粉煤灰，摻量24%，其質量應符合《粉煤灰混凝土應用技術規(guī)范：GBJ 146－90》要求。

2.1.6 水采用飲用水，水質應符合《混凝土用水標準：JGJ 63—2006》的規(guī)定。

2.1.7 支撐鋼管

支撐鋼管應有產(chǎn)品合格證，嚴禁使用不合格或強度不滿足要求的鋼管及配件。對多次周轉使用的主要受力桿件應進行抽樣檢測，以確保構件的強度和剛度滿足要求。

2.1.8 模板

模板選取18 mm 厚雙面覆面木膠板，必須具有足夠的強度和剛度，要求邊角整齊、表面光滑、易于脫模等性能［3］。

2.1.9 對拉螺桿

對拉螺桿采用優(yōu)質碳素鋼加工，套管采用硬質塑料管，對拉螺桿應加工準確，采用雙螺帽擰緊。

2.1.10 支撐架支撐架的次龍骨、主龍骨采用80 mm×80 mm 木方，木方要求加工尺寸準確，無翹曲變形等缺陷。

2.1.11 鋼筋

鋼筋進場時，應按現(xiàn)行國家標準抽取試件作為力學性能檢驗，其質量必須符合有關標準的規(guī)定。鋼筋進場須有出廠合格證或試驗報告單，須按爐罐（批）號及直徑分批檢驗，原材復試應符合有關規(guī)范要求，且應實行見證取樣。

2.1.12 預拌混凝土

預拌混凝土每車都需測定坍落度，不合格者不用。

2.2 機具準備

根據(jù)施工機具需用量計劃，做好機械的租賃和購買計劃，并做好進場使用前的檢驗、保養(yǎng)工作，確保運轉正常。

2.3 周轉材料準備

做好模板、鋼管支頂?shù)戎苻D料的備料工作，分批分期進場［4］。

3 施工順序

聚丙烯纖維混凝土屋面施工順序分為兩大步驟：聚丙烯纖維混凝土攪拌工藝和聚丙烯纖維混凝土施工工藝。

混凝土的攪拌工藝中，首先要進行配合比的設計和試配，對水、砂、摻合料、水泥等進行試配計量，對纖維進行定量和投入，然后進行投料攪拌，最后進行混凝土質量檢查并出廠，整體攪拌工藝流程如圖2所示。

圖2 聚丙烯纖維混凝土攪拌工藝流程Fig.2 Polypropylene Fiber Concrete Mixing Process

混凝土的施工工藝中，首先要進行混凝土的試配，對纖維混凝土進行攪拌和運輸，并進行坍落度測試，完成坍落度測試后對纖維混凝土進行澆注和養(yǎng)護；然后進行鋼筋綁扎和模板支設，并完成技術復核；最后進行混凝土的施工方案與技術交底［5］。

4 施工方法及技術措施

4.1 聚丙烯纖維混凝土配制

4.1.1 C30混凝土原材料的選用及配合比

⑴水泥：塔牌42.5R水泥；

⑵砂：中砂，含泥量≤1.7%；

⑶石：為16.0～31.5 mm 連續(xù)級配的碎石，含泥量≤0.4%；

⑷粉煤灰：Ⅱ級，摻量24%；

⑸外加劑：CSP-2，摻量2%；

⑹纖維：HX-19 mm聚丙烯纖維。

4.1.2 屋面纖維混凝土配合比水泥∶砂∶石∶水∶粉煤灰∶外加劑∶聚丙烯纖維=315∶731∶1 084∶180∶75∶7.8∶0.9 kg/m3。

4.1.3 混凝土攪拌

聚丙烯纖維混凝土的攪拌與普通混凝土的攪拌工藝基本相同，只需注意以下幾點［6］：

⑴將砂、石、水泥、水等混合在一起并加入一定比例的聚丙烯纖維進行均勻攪拌，攪拌的時間為3～5 min，將聚丙烯纖維充分攪拌均勻；或者采用先干拌后濕拌的方式進行攪拌，攪拌時間為6～7 min，讓聚丙烯纖維得到充分發(fā)揮。

⑵混凝土的配置比例要嚴格按照規(guī)定進行配置。

⑶攪拌完成后進行取樣，觀察纖維的分布狀態(tài)，如果呈單絲狀可以直接使用；如果呈束狀則需要繼續(xù)攪拌。

4.1.4 混凝土運輸

⑴按照就近原則合理選擇攪拌站，保證運輸路線的通暢，保證混凝土的攪拌連續(xù)性，保證混凝土澆注的連續(xù)性。

⑵ 攪拌站到施工澆筑段運輸時間不宜超過60 min，運輸過程中攪拌車的攪拌筒應保持3～6 r/min的轉速持續(xù)轉動，保證聚丙烯纖維混凝土的攪拌物不出現(xiàn)分層和離析的情況，攪拌車到達施工現(xiàn)場后應加大馬力自轉25 s左右再進行澆筑［7］。

⑶ 保證聚丙烯纖維混凝土的放置時間不超過60 min，嚴格控制運輸時間，運至工地后由專人負責進行配合設計。

⑷混凝土運輸過程中禁止向混凝土中加水，破壞聚丙烯纖維混凝土的特性，保證混凝土的質量不受影響。

⑸聚丙烯纖維混凝土到達施工現(xiàn)場后應按規(guī)定進行坍落度檢測，檢測合格后才可卸料澆筑，現(xiàn)場試驗員同時進行混凝土試件的留置［8］。

4.2 大跨度屋面梁板結構模板體系安裝

本工程演播廳屋蓋結構的主梁截面尺寸主要為400 mm×1 500 mm，樓板厚度h=120 mm，支模高度最大達到17.7 m，為保證超高、超重支架的安全穩(wěn)定性，采用φ48×3.5 mm扣件式鋼管支撐系統(tǒng)。

4.2.1 支模方案的編制

根據(jù)梁板截面尺寸、支模高度進行荷載計算確定鋼管立桿的排設間距，編制超高支模專項施工方案，并按相關要求提請專家論證合格后才能搭設。

4.2.2 支撐體系的設計

梁模板支架采用的布置方式為垂直式，將其置于梁軸線上；板模板支架采用的布置方式為平行式，將其置于板短上。由于該工程的梁截面區(qū)別較小，因此支撐立桿之間的距離采用900 mm（橫向）×900 mm（縱向），基本布置如圖3所示。

圖3 支架搭設示意圖Fig.3 Schematic Diagram of Bracket Erection （mm）

4.2.3 模板體系的設計

梁底次龍骨、梁側模內(nèi)龍骨、底板主次龍骨均采用80 mm×80 mm 木方，唯一不同的是間距設置，梁底次龍骨間距為200 mm；梁側模內(nèi)龍骨間距為300 mm；板底主次龍骨間距為400 mm［9］。

4.2.4 支架穩(wěn)定性計算

⑴荷載的計算（見表1）

表1 載荷計算Tab.1 Load Calculation

梁底模和支架承載力計算組合q1=1.90+17.28+1.08+1.12=21.38 kN/m

主次龍骨按照集中與均布荷載下多跨連續(xù)梁并以應力傳遞方式計算出主龍骨的最大支座力為F=13.484 kN。

⑵立桿的穩(wěn)定性計算：

立桿穩(wěn)定性計算公式為：

其中，N=13.484+1.602=15.086 kN（1.602為支架自重）

考慮到高支撐架的安全因素，由公式l0=k1k2（h+2a）計算出：σ=15 086/（0.274×489）=119.37 N/mm2＜［f］=205 N/mm2，故此按照900 mm×900 mm 的排設間距，1.5 m的步距要求，立桿的穩(wěn)定性滿足要求。

4.2.5 整體穩(wěn)定性設置

水平加固桿縱橫設置，步距為1.5 m。梁板支撐立桿縱橫水平加固桿應每隔二步距與已澆注的鋼筋混凝土柱抱箍扣接一度，其目的是加強整體穩(wěn)定性。在支架的四周、主梁底左右、中間位置等每隔4排設置縱橫向剪刀撐，布置方式從下往上連續(xù)性放置。在左右兩側、中間位置每隔4排從上往下設置水平剪刀撐，設置方式為每隔2步。

4.2.6 支架穩(wěn)定性拉結

該工程本身具有超高的支模體系，而且面積大，因此為了保證模體的穩(wěn)定性，需要加強混凝土的結構質量安全，并要求超高部位支架的水平拉桿每隔一道都要與預埋的鋼管進行拉結，如圖4所示。

圖4 支架穩(wěn)定性拉結示意圖Fig.4 Diagram of Bracket Stability Hitch （mm）

4.2.7 超高支模

在超高支模使用期間要求保留地下負一層的支架，保證載荷可以安全向下傳遞［10］。

4.3 聚丙烯纖維混凝土澆注及養(yǎng)護

4.3.1 澆筑由于主梁截面較大，跨度長，且鋼筋密集，采用分段分層澆注，每層300～400 mm。

4.3.2 振搗

聚丙烯纖維混凝土的振搗方式采用插入式振搗器，振點的時間增加，讓混凝土的表面呈現(xiàn)浮漿，其標準是不再下沉為止，振搗之間的點間距小于0.5 m，振搗器插入下層混凝土的深度大于0.5 m。

4.3.3 收面壓光

聚丙烯纖維混凝土相比于普通混凝土而言，質地較稠，凝結時間較長，主要體現(xiàn)在當插入式振動棒取出時，恢復時間增加，要適當加強收面方可。在最初凝結時，要將混凝土抹平，并在最終凝結之前讓混凝土的表面保持平整密實，其目的是為了防止纖維發(fā)生外露，讓混凝土的表面更加光滑。

4.3.4 養(yǎng)護

將聚丙烯纖維混凝土進行啞光抹面后，要立即進行養(yǎng)護，使用塑料薄膜進行遮蓋，讓混凝土的強度達到12 MPa 后再加蓋養(yǎng)護，養(yǎng)護方式主要以澆水為主，讓混凝土的狀態(tài)始終保持濕潤。

4.3.5 試塊留置

對混凝土的抗壓、抗?jié)B、養(yǎng)護試塊進行試驗檢驗，嚴格按照規(guī)定進行留置。

5 結論

聚丙烯纖維混凝土其良好的化學穩(wěn)定性，可以與任何化學外加劑進行搭配且不改變原有的混凝土配合比，使用過程更加安全和可靠。與普通的混凝土相比，在大跨度無縫屋面施工工程中，可以有效減少混凝土的裂縫問題，抑制混凝土收縮，讓混凝土的結構更加密實。