1)有优越的经济性。
强度和重量比值增大是钢纤维混凝土具有优越经济性的重要标志。2)具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度。
在混凝土中掺入适量钢纤维,其抗拉强度提高25%~50%,抗弯强度提高40%~80%,抗剪强度提高50%~100%。3)具有卓越的抗冲击性。
材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能,称为冲击韧性,在通常的纤维掺量下,冲击抗压韧性可提高2~7倍,冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。4)具有明显收缩性。
在通常的纤维掺量下,钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%~9%。5)具有显著抗疲劳性。
钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能比普通混凝土都有较大改善。当掺有1.5%钢纤维抗弯疲劳寿命为1×106次时,应力比为0.68,而普通混凝土仅为0.51;当掺有2%钢纤维混凝土抗压疲劳寿命达2×106次时,应力比为0.92,而普通混凝土仅为0.56。6)具有显著耐久性。
钢纤维混凝土除抗渗性能与普通混凝土相比没有明显变化外,由于钢纤维混凝土抗裂性、整体性好,因而耐冻融性、耐热性、耐磨性、抗气蚀性和抗腐蚀性均有显著提高。掺有1.5%的钢纤维混凝土经150次冻融循环,其抗压和抗弯强度下降约20%,而其他条件相同的普通混凝土却下降60%以上,经过200次冻融循环,钢纤维混凝土试件仍保持完好。掺量为1%、强度等级为C35的钢纤维混凝土耐磨损失比普通混凝土降低30%。掺有2%钢纤维高强混凝土抗气蚀能力较其他条件相同的高强混凝土提高1.4倍。钢纤维混凝土在空气、污水和海水中都呈现良好的耐腐蚀性,暴露在污水和海水中5年后的试件碳化深度小于5mm,只有表层的钢纤维产生锈斑,内部钢纤维未锈蚀,不像普通钢筋混凝土中钢筋锈蚀后,锈蚀层体积膨胀而将混凝土胀裂。2、工程特点和施工重点分析
1)工程所处土层较好,且地下水位较深。
根据地质报告,结合设计荷载要求,重点是如何将1200mm的地坪基层以水泥含量80KG/m3地基均匀碾压夯实度满足设计要求,防止出现不均匀沉降,是地坪施工的一个重点。
2)混凝土混合料的搅拌
由于钢纤维两端带钩,容易在搅拌时结团或分布不均,进而影响工程质量。所以确保合理的配合比和搅拌工艺是至关重要的。
3)混凝土面层水平度的控制
地坪表面平整度误差要求在2mm内,水平度要求高,如何控制面层的平整度是施工的另一个重点。
4)防止地面裂缝
由于地坪浇筑面积较大,长100m,宽60m,根据设计变形缝留置膨胀缝,施工时混凝土采用分仓浇筑,如何防止地面裂缝,是工程中的重中之重。
3、施工工艺
1)地坪基层土方改良
基础混凝土垫层底标高为-1.5m, 改良厚度达1.2m,改良时严格保证水泥的掺入量80KG/ m3,为有效确保水泥的掺入量和掺入的均匀性,根据平面图依据轴线事先进行分块,对每设定的分块进行水泥量化配备,施工时逐一记录。采用小型挖土机进行拌和,每300mm虚铺一层,用15T压路机碾压6遍,压路机行驶速度25— 30米/分钟,轮迹互相搭接20—30cm.每层碾压结束,用环刀土工试验,确保基土压实度大于0.92。柱基周围无碾压的部位,用电动打夯机人工配合夯实。
2) 细砂及薄膜铺设、混凝土垫层浇筑
细砂主要为找平和保护防潮层而设,因此细砂中不允许有较大的沙砾,以免破坏薄膜。铺设细砂后应在表面喷水湿润,使细砂表面均匀密实,并立即铺设薄膜;薄膜铺设后即可进行浇筑50mm厚C10混凝土垫层。浇筑时采用混凝土汽车泵输送,施工人员小心操作严禁硬物碰撞薄膜以保护薄膜免遭破坏。
3) 钢纤维混凝土施工
①材料选用与要求
水泥:采用P.O32.5级普通硅酸盐水泥;
碎石:碎石粒径不宜大于钢纤维长度的2/3,一般为5—25mm,最大不应超过30 mm,含泥量小于1%;砂:宜用中粗砂,细度模数2.5—3.0,含泥量小于3% ;
钢纤维:采用上海BEKART佳密克丝钢
纤维,型号RC-80/60-BN,长度60mm,直径0.75mm,长径比:80,单根钢丝最低抗拉强度:>1100N/mm2,重量指标:4600枚/KG,掺量20kg/m3,掺入速度:≤40KG/min;
②钢纤维混凝土的搅拌
在拌合物中加入的钢纤维应充分分散均匀,才能在混凝土中起到增强作用,如果加入的钢纤维分散不均匀,将使有的部位混凝土缺少钢纤维,有的部位钢纤维过多形成团,这样不仅没起到增强作用,还会引起局部强度削弱,因此只有保证钢纤维在拌合料中分散均匀,才能获得良好的增强效果。而佳密克丝钢纤维采用了用水溶性胶水将单根钢纤维粘结成排的专利技术,利用二次“分散”的原理 ,保证了钢纤维在混凝土中分散均匀、极易搅拌、杜绝结团等问题。
影响钢纤维在拌合料中分散均匀性的主要因素为:钢纤维的体积率、长径比、碎石粒径、水灰比、砂率、以及搅拌机械、投料方法等,其中搅拌机械和投料方法尤为重要。拌和方式选择:一般有三种方式进行拌和:a.先将钢纤维与干料干拌均匀,在加水湿拌;b. 先投入50%的砂和 50%的石料与钢纤维干拌均匀,再投入水泥,其余骨料和水一起湿拌均匀;c.先将钢纤维以外的材料湿拌,在拌和过程中边拌边采用分散机投放钢纤维,本工程结合佳密克丝钢纤维的特性就是采用了这种投料拌和的方式。拌和时间比普通混凝土规定的时间延长1~2min。
③混凝土面层的浇筑
柱距10*20m,施工时,按柱距分仓浇筑施工。
先浇筑的区域采用16号槽钢作侧模,在模板内外二侧每0.5m交错钻眼,锚入Φ16钢筋,侧模内外分别用木楔和钢筋加固牢固。支模时用水平仪严格控制槽钢顶标高,在模板支设后用砂浆将槽钢下面填实,以免混凝土振捣时漏浆。
钢纤维混凝土必须连续浇筑,若中断,由于钢纤维沿接缝的表面排列,起不到增强作用,易产生裂缝。
混凝土浇筑时应加强振捣,由于钢纤维会阻碍混凝土的流动,因此钢纤维混凝土的振捣要比普通混凝土的振捣时间长,一般应为普通混凝土的1.5倍。振捣时采用平板振动器(尽量避免使用插入式振动棒)将混凝土振捣密实直至出浆。用11m长滚筒初平,3m刮尺和木抹子将混凝土表面精平,误差控制在2mm以内。精平后的表面不得裸露钢纤维。
④耐磨层施工
在混凝土面层初凝时,开始耐磨层的施工。耐磨面层材料选用MONOTOP8 耐磨粉,每平方5kg,厚度2mm,施工时按标画的板块面积先将规定用量2/3的耐磨粉用手工均匀撒布在初凝的混凝土表面。完成第一次撒布作业,待材料吸收一定水分后,进行机械圆盘的慢磨作业(慢磨时应掌握好初凝的时机,慢磨过早容易使得本已精平的面层形成凹坑);第一层材料硬化至一定阶段时,进行第二次剩余的耐磨粉撒布。表面收光时卸下圆盘采用机械磨光片镘磨。机械镘磨应纵横交错进行,运转速度和镘磨角度变化视混凝土地面硬化情况而作出调整,局部有沙眼孔洞处及时修补,确保整体一致无色差直,至表面收光为止。边角等机械难以操作的区域手工镘磨完成。
⑤钢纤维混凝土养护
耐磨地面完成后,为防止其水分蒸发过快,确保耐磨粉强度稳定增长,应在地面施工完24小时左右用养护毯覆盖保湿。表面湿润不少于7天,养护时避免接触风、太阳、雨水等。
4、局部构造要求
尽管钢纤维混凝土地面具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭等特性,但从整体构造的角度出发,必须采取以下构造措施。
1)缩缝
地坪混凝土按柱距1 0 米跨宽浇筑,在分仓混凝土浇筑6 — 8 天, 并且其强度要达到1 2M p a 时切割缩缝。用切割机X=@5000mm;Y=@4000mm切割平头缝,形成4*5m缩缝。切割深度=板厚1/3=55mm,缝宽5mm,缝内嵌填柔性材料。
2)伸缝
X=@10m;Y=@20m及四周墙体一侧设置膨胀缝,膨胀缝内填入聚苯乙烯泡沫板,板厚10mm,防止因温度变化因起混凝土变形受到阻碍。在地坪结束后,外墙下部用弧形塑胶踢板镶贴,刚好将此缝隐蔽,达到美观效果。