鋼纖維混凝土施工方案

2021-12-22 01:34:35 字數 4861 閱讀 9329

一、依據標準:

1、en 14889-1:2006 - 纖維混凝土 - 第一部分:鋼纖維—定義,規範以

及規則;

2、uni en 14845-2:2007 - 纖維混凝土的試驗方法 - 第二部分:混凝土

的有效性;

3、en 14651-2005 - 金屬纖維混凝土試驗方法 - 彎曲抗拉強度測試(比

例限制(lop),殘餘)

4、uni–en 10016 「用於拉伸或冷盤的非合金盤條—第一部分:一般要求」

5、uni - en 10218-1: 1995 - 鋼絲和鋼絲產品 - 常規 - 第一部分:測試

方法 6、uni 11037:2003 - fibre d』acciaio da impiegare nel confezionamen –to di

conglomerate cementizio rinforzato;

7、uni 11039:2003 鋼纖維混凝土-第一部分:定義、分類、規範和規則;

第二部分:確定早期開裂強度和韌性指數的方法;

8、astm a820-01:纖維混凝土中鋼纖維標準;

9、cnr - dt 204/2006 - istruzoni per la progettazione, i』esecuzione ed il

controllo di strutture di calcestruzzo fibroriforzato;

10、rilem, 2001 - 「鋼纖維混凝土的測試和設計方法:鋼纖維混凝土的單軸拉伸測試」,rilem tc 162-tdf 推薦,材料和結構。

二、工程概況:

根據中華人民共和國行業標準,《公路水泥混凝土路面設計規範》,鋼纖維混凝土整體地坪應鋪設在均勻密實的地基土上,對淤泥,淤泥質土,回填土及雜填土的軟弱地基,應根據地面使用要求,活荷載大小,地基地質情況按現行國家標準「建築地基基礎設計規範 」(gb50007-2002)的有關規定利用與處理,並應嚴格按照設計及施工驗收規範對地基處理的要求進行施工,即本專案首鋼冷軋廠罩式退火工程ⅱ標段,採用鋼纖維混凝土施工。

1、首鋼冷軋地坪ⅱ 約2835m

混凝土等級:c25

混凝土厚度:300mm

鋼纖維:wirand ff3

摻量:20kg/m2

2、首鋼冷軋地坪ⅲ 約2513m

混凝土等級:c25

混凝土厚度:250mm

鋼纖維:wirand ff3

摻量:20kg/m

三、鋼纖維混凝土簡介

(1)鋼纖維混凝土配合比:

wirand ff3鋼纖維摻量:每立方混凝土20公斤,混凝土標號: c25,鋼纖維混凝土面層厚0.

20m,級配碎石厚200mm~300mm。地坪伸縮縫間距≤30m,按6000*6000設分倉縫。

wirand ff3型鋼纖維:冷拉切斷型鋼纖維。

名義尺寸:

直徑d: 0.75 mm

長度l: 50 mm

長徑比l/d: 67

鋼纖維數量/kg:5700

力學特性:

rm (鋼絲抗拉強度1100 mpa

δi (極限應變4%

形狀 :

兩端彎鉤形的wirand鋼纖維ff3,在混凝土中具有完美的錨固能力。

鋼釺維混凝土水灰比最大不應超過0.5,採用混凝土罐車直卸方式澆築鋼釺維混凝土,混凝土到現場的塌落度應在12±20cm;鋼釺維混凝土幫浦送的塌落度應控制在14±20cm。鋼纖混凝土澆築時嚴禁在現場摻水。

其餘水泥,砂,骨料和水的用量由施工單位制定。混凝土強度需達到設計要求,建議在澆築前用試塊做混凝土抗壓強度試驗。

(2)鋼纖維的效能

鋼纖維混凝土的基本效能

鋼纖維混凝土是一種效能優良且應用廣泛的新型複合材料。由於鋼纖維阻滯基體混凝土裂縫的開展,從而使其抗拉、抗彎、抗剪強度等較普通混凝土顯著提高,其抗衝擊、抗疲勞、裂後韌性和耐久性也有較大改善。近20年來,國內外對鋼纖維混凝土的力學和結構效能做了大量的研究,並將其用於道路、橋梁、隧道、水利、海洋、建築和耐火材料結構等各項工程中。

1、鋼纖維對混凝土的增強效果和影響因素

鋼纖維混凝土中亂向分布的短纖維主要作用是阻礙混凝土內部微裂縫的擴充套件和阻滯巨集觀裂縫的發生和發展,因此對於其抗拉強度和主要由主拉應力控制的抗剪、抗彎、抗扭強度等有明顯的改善作用。當纖維摻(體積率)量在1%~2%範圍內,抗拉強度提高25%~50%,抗彎強度提高40%~80%,用直接雙面剪下試驗所測定的抗剪強度提高50%~100%。抗壓強度提高幅度較小,一般在0~25%之間。

2、疲勞效能

鋼纖維混凝土的抗彎和抗壓疲勞效能較普通混凝土都有較大改善。例如:抗彎疲勞壽命為106次時,纖維摻量為1.

5%(lf/df=58)的鋼纖維混凝土的應力比為0.68,而普通混凝土僅為0.51;當應力比為0.

7,鋼纖維混凝土抗彎疲勞壽命超過105次,而普通混凝土僅達850次。又如:摻有2%纖維的剛纖維混凝土抗壓疲勞壽命達2x106次時,應力比可達0.

92,而普通混凝土的應力比僅達0.56。可見在路面和機墩等承受疲勞載荷的工程中,使用鋼纖維混凝土會使其抗疲勞壽命顯著提高。

3、抗拉強度

為使鋼纖維混凝土具有良好的力學效能,要求鋼纖維具有一定的抗拉強度。根據鋼纖維的材質和生產工藝不同,其抗拉強度也有所區別。由於普通鋼纖維混凝土主要是由於鋼纖維拔出而破壞,並不是因為鋼纖維拉斷而破壞,鋼纖維在破壞時承受的最大拉應力為100~300mpa,因此,只要鋼纖維的抗拉強度在380mpa以上,一般能滿足使用要求。

4、彈性模量

鋼纖維的彈性模量為200gpa,極限延伸率為0.5%~3.5%。

5、粘結強度

由於鋼纖維混凝土的破壞主要是因鋼纖維拔出引起的,因此提高鋼纖維與混凝土基體介面的粘結強度是十分重要的。粘結強度的提高除了與基體的效能有關外,就鋼纖維本身來說,應該從改進鋼纖維表面和形狀來改善它與基體的粘結性能。常用的方法有:

使鋼纖維表面粗糙化,截面呈不規則形狀,增加與基體的接觸面積和摩擦力;將鋼纖維表明壓痕,或壓成波形,增加機械咬合力;使鋼纖維兩端異型化,將兩端製成彎鉤或大頭形等,以提高其錨固力或抗拔力。

6、硬度

各種鋼纖維的表面硬度較高,在於混凝土一起攪拌時,一般不宜發生彎折現象。但有時由於鋼纖維的材質較脆,攪拌時也易發生折斷,影響增強效果。所以在實際生產應用中要隨時觀察成排鋼纖維的分散情況,鋼纖維分散均勻後應停止攪拌。

7、耐腐蝕性

鋼纖維混凝土耐化學腐蝕性能是人們最關心的問題。對此,國外學者做了大量的試驗和現場暴露試驗,幾乎得出一致的結論是:鋼纖維混凝土在空氣、汙水和海水中都呈現良好的耐腐蝕性。

暴露在汙水和海水5年後的試件碳化深度小於5mm,只有表層的鋼纖維產生鏽斑,內部鋼纖維未鏽蝕,不會像普通鋼筋混凝土鏽蝕後,鏽蝕層體積膨脹而將混凝土脹裂。專門研究表明:經300次浸海水迴圈(浸12h,空氣中乾12h),鋼纖維混凝土氯離子浸入深度較普通混凝土小,儘管氯離子超過0.

4%的活化量,但未見鋼纖維腐蝕。 澆築在鋼纖維混凝土內部的鋼纖維,只要搗固密實,與空氣隔絕,鋼纖維一般不發生鏽蝕現象。暴露於混凝土表面或在裂縫寬度超過0.

25mm時,跨越裂縫處的鋼纖維易鏽蝕。

(3)鋼纖維混凝土的組成材料

鋼纖維混凝土是由短鋼纖維、水泥、砂、石和水以及必要的外加劑按一定的比例配製經凝結硬化後形成的複合材料。鋼纖維混凝土中的砂和石起骨架作用,稱之為骨料(集料)。鋼纖維均勻地分散於骨料周圍,主要起增強、增韌、限裂和阻裂作用,稱之為增強料(相)。

水泥和水形成的水泥漿在拌合料中包裹在骨料和鋼纖維的表面,填充骨料與骨料、骨料與鋼纖維之間的縫隙,並起潤滑作用,使混凝土拌合料具有一定的和易性,硬化後的水泥漿將骨料、鋼纖維粘結成堅固、密實的整體。

鋼纖維混凝土的效能取決於基體混凝土的效能和鋼纖維的效能以及相對含量,同時也與施工工藝(攪拌、成型、養護)有關。

1、鋼纖維

鋼纖維的增強效果與鋼纖維的長度、直徑(或等效直徑)、長徑比以及表面形狀等有關。試驗研究表明,在一定範圍內,鋼纖維增強作用隨長徑比增大而提高。鋼纖維長度太短起不到增強作用,太長則施工較困難,影響拌合物的質量,直徑過細易在拌合過程中被彎折,過粗則在同體積率時,其增強效果較差。

試驗研究和工程實踐表明,鋼纖維的長度為15~60mm,直徑或等效直徑為0.3~1.2mm,長徑比在30~100的範圍內選用,其增強效果和施工效能一般可滿足要求。

2、水泥

水泥在鋼纖維混凝土中是一種膠結材料,與水拌合成水泥漿,具有很高的粘結力,它把砂、石和鋼纖維膠結成一整體,經凝結硬化,形成具有一定強度的鋼纖維混凝土。因此,水泥是鋼纖維混凝土的重要組成材料。

3、砂又稱細骨料,用於填充碎石或礫石等粗骨料的空隙並同時組成鋼纖維混凝土的骨架。

砂的粗細程度用砂的細度模數表示。砂的細度模數對鋼纖維混凝土的強度與和易性有一定的影響,相同數量的粗砂與細砂相比,粗砂的比表面積較小,因而,在保證鋼纖維混凝土強度的同時,粗砂需要的水泥用量較細砂為少。顯然,當水泥用量相同時,用粗砂配製的混凝土強度要比用細砂配製的混凝土強度為高。

此外,當鋼纖維混凝土的拌合料和易性相同時,細砂混凝土的拌合料需水量較多,但如用過粗的砂拌制,容易產生離析和泌水現象;如用過細的砂拌制,雖不產生離析和泌水現象,卻需要較多的水泥漿包裹在砂的表面,水泥用量較大。為此,砂的細度模數要適中,配製鋼纖維混凝土的砂宜用中粗砂。砂的級配應符合要求,砂的密度一般為2.

5~2.7g/cm3。

4、石料

碎石或卵石是組成鋼纖維混凝土的骨架材料,常稱粗骨料。鋼纖維混凝土所用的石料,通常選用碎石。因碎石的顆粒表面較粗糙,富有稜角,能產生良好的機械嵌鎖作用,與水泥漿有較強的粘結力。

因此,在同樣的條件下,用碎石比用卵石所配製的鋼纖維混凝土強度為高,但需要的水泥漿也較多。

鋼纖維混凝土所用的骨料粒徑,不宜大於鋼纖維長度的2/3,一般為5~20mm,最大粒徑不宜大於20mm,如果骨料粒徑過大,將削弱鋼纖維的增強作用,且鋼纖維易集中於大骨料周圍,不便於鋼纖維的分散。骨料的級配應符合要求,否則會影響鋼纖維混凝土拌合料的流動性和水泥的用量。

5、水凡能飲用的水和潔淨的天然水均可用於鋼纖維混凝土的配製,因海水對鋼纖維有鏽蝕作用,一般不允許用海水拌製鋼纖維混凝土。

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