改性聚丙烯纖維混凝土屋面施工技術(shù)要點(diǎn)分析

郭繼偉

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450009）

改性聚丙烯纖維混凝土屋面施工技術(shù)要點(diǎn)分析

郭繼偉

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450009）

這里結(jié)合大跨度屋面梁板結(jié)構(gòu)施工闡述改性聚丙烯纖維混凝土屋面施工的工藝流程、施工操作要點(diǎn)、質(zhì)量控制措施、安全控制措施和環(huán)保措施，對效益情況進(jìn)行了分析，可以為同類工程提供參考。

大跨度；屋面；聚丙烯纖維混凝土；工藝流程；操作要點(diǎn)；質(zhì)量控制；安全控制；環(huán)保措施；效益分析

改善混凝土抗?jié)B抗裂性能的有效途徑主要有兩種，一是在混凝土中添加外加劑，二是在混凝土中摻入抗拉纖維。對于屋面工程，通過添加外加劑提高混凝土抗?jié)B性能的方法，易引起混凝土堿-集料反應(yīng)或其他化學(xué)反應(yīng),使混凝土的耐久性難以保證。近年屋面工程改善混凝土抗?jié)B抗裂性能多采用改性聚丙烯纖維。這里結(jié)合大跨度屋面梁板結(jié)構(gòu)施工闡述改性聚丙烯纖維混凝土屋面施工技術(shù)要點(diǎn)。

1 工藝原理

聚丙烯纖維是由丙烯聚合物或共聚物制成的烯烴類纖維，在混凝土內(nèi)摻入聚丙烯纖維，聚丙烯纖維與水泥、集料有極強(qiáng)的結(jié)合力，可以迅速而輕易地混合。由于改性聚丙烯纖維有良好的分散性，單根纖維間的平均間距分別約為1.87 mm和1.61 mm。纖維在混凝土內(nèi)呈現(xiàn)三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，起到支撐集料的作用，也一定程度阻止了粗、細(xì)集料的沉降，降低了混凝土表面的析水和骨料的離析，使混凝土中直徑為50～100 um和大于100 um的孔隙含量大大減少，有效阻止由于混凝土表面迅速失水造成塑性期較大的體積收縮，因此聚丙烯纖維可以有效地抑制混凝土早期干縮微裂縫及離析裂縫、溫度裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，極大地減少收縮裂縫；另外在混凝土中摻入聚丙烯纖維可有效降低裂縫尖端的應(yīng)力集中，有效防止微裂縫擴(kuò)展并阻止微裂縫的貫通。同時由于聚丙烯纖維在混凝土中無規(guī)則分布，彌補(bǔ)混凝土的固有缺陷，使應(yīng)力裂縫趨于閉合，可有效抑制裂縫的寬度和長度，并大大降低生成貫通裂縫的可能性，從而極大地提高了混凝土的密實度和抗?jié)B能力。

2 施工工藝流程

配合比設(shè)計→試配→纖維投入→投料攪拌→混凝土質(zhì)量檢查→鋼筋綁扎→模板支設(shè)→纖維混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)。

3 施工操作要點(diǎn)

3.1 纖維混凝土攪拌

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(diǎn):

1）在砂、石、水泥和水均勻拌合后，再加入定量的聚丙烯纖維進(jìn)行攪拌，攪拌時間的長短應(yīng)以纖維能在混凝土中均勻分布為準(zhǔn)，一般為3～5 min，也可先將聚丙烯纖維與砂、石、水泥干拌后再加水濕拌，整個攪拌時間較拌制普通混凝土延長1～2 min，使纖維充分分散。

2）混凝土配置必須按照配合比要求正確計量每次加入纖維的重量。

3）攪拌完成后隨機(jī)取樣，如纖維已均勻分散成單絲，則混凝土可投入使用，如果仍有成束纖維則延長攪拌時間20～30 s，即可使用。

3.2 混凝土運(yùn)輸

1）以舍遠(yuǎn)求近的原則合理選擇商品混凝土攪拌站，合理安排運(yùn)輸路線，確保混凝土供應(yīng)的連續(xù)性，以保障混凝土澆筑的連續(xù)性，不出現(xiàn)施工冷縫。

2）攪拌站到施工澆筑段運(yùn)輸時間不宜超過60 min，運(yùn)輸過程中攪拌車的攪拌筒應(yīng)保持3～6 r/min的轉(zhuǎn)速持續(xù)轉(zhuǎn)動，確保聚丙烯纖維混凝土拌合物保持均勻、不離析、不分層狀態(tài)，攪拌車到達(dá)施工現(xiàn)場后應(yīng)加大馬力自轉(zhuǎn)25 s左右再進(jìn)行澆筑。

3）嚴(yán)格控制運(yùn)輸過程中聚丙烯纖維混凝土的停放時間，停放時間不應(yīng)超過1 h，否則聚丙烯纖維宜在混凝土運(yùn)至工地后再由專人按配合設(shè)計規(guī)定添加。

4）輸送過程中嚴(yán)禁司機(jī)、施工人員隨意加水調(diào)節(jié)聚丙烯纖維混凝土的和易性，否則會嚴(yán)重影響混凝土的質(zhì)量。

5）聚丙烯纖維混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場后應(yīng)按規(guī)定進(jìn)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(jìn)行混凝土試件的留置。

3.3 大跨度屋面梁板結(jié)構(gòu)模板體系安裝

本工程大廳屋蓋結(jié)構(gòu)的主梁截面尺寸主要為400 mm×1 500 mm,支模高度最大達(dá)到15.6 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)。

1）本工程由于超高支模體系面積較大，為保證高支模的穩(wěn)定性以及混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全，要求超高部位支架的水平拉桿每隔一道均與普通樓板的預(yù)埋鋼管縱橫拉結(jié)。

2）在超高支模使用期間要求保留地下負(fù)一層的支架，以便荷載能安全向下傳遞至底板基礎(chǔ)上。3.4聚丙烯纖維混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

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

2）振搗:纖維混凝土的振搗與一般混凝土相同，采用插入式振搗器振搗，第一振點(diǎn)的延續(xù)時間應(yīng)以使混凝土表面呈現(xiàn)浮漿和不再下沉為準(zhǔn)，搗固點(diǎn)間距≤0.5 m，振搗器插入下層混凝土的深度≥0.5 m，并在梁、柱等鋼筋密集部位加強(qiáng)振搗。

3）收面壓光:與普通混凝土相比，聚丙烯纖維混凝土較稠，其初凝、終凝時間較普通混凝土有所增加,表現(xiàn)在插入式振動棒拔出時穴坑復(fù)平時間較長，收面要適當(dāng)加強(qiáng)。宜在其接近初凝前收漿抹平，并在其終凝前將混凝土表面趕壓密實并壓光，以防纖維外露，使纖維混凝土表面平整、密實、光滑。

4）養(yǎng)護(hù):聚丙烯纖維混凝土在其壓光抹面后，應(yīng)立即覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)，待其強(qiáng)度達(dá)到12 MPa后，再加蓋麻袋，澆水養(yǎng)護(hù)至14 d。澆水次數(shù)以能保持混凝土始終處于濕潤狀態(tài)為準(zhǔn)。

4 主要施工設(shè)備及機(jī)具

混凝土輸送泵、塔式起重機(jī)、插入式振動棒、混凝土坍落度筒、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀。

5 質(zhì)量控制措施

1）應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50204）等現(xiàn)行國家規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)內(nèi)容要求。

2）原材料質(zhì)量控制:原材料質(zhì)量必須符合國家規(guī)范的規(guī)定,材料進(jìn)場時要檢查合格證和檢測報告，根據(jù)進(jìn)場數(shù)量、批次做復(fù)試，合格后方可使用。纖維的化學(xué)成份分析和力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)委托有資質(zhì)的試驗單進(jìn)行試驗分析，試驗結(jié)果應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定要求。纖維混凝土的其他材料（骨料、水泥、摻合料、外加劑等）質(zhì)量要求同普通混凝土要求一樣，要滿足國家規(guī)范規(guī)定的要求。

3）計量控制:原材料應(yīng)計量準(zhǔn)確，上料順序正確。混凝土的攪拌時間、原材料計量、上料順序，每一工作班至少應(yīng)抽查兩次。所有計量用具必須經(jīng)過法定計量管理部門的鑒定并附有合格證。

計量控制檢驗方法:稱重法、烘干法。

4）混凝土坍落度的控制:混凝土拌合物的坍落度應(yīng)在攪拌地點(diǎn)和澆筑地點(diǎn)分別取樣檢測，所測坍落度值應(yīng)符合設(shè)計和施工要求，其允許偏差應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。對坍落度不滿足要求的混凝土不能隨意加水，不合格者不用。

5）混凝土拌合物應(yīng)拌合均勻、顏色一致，不得有離析、泌水、纖維結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。對離析度大，拌合物不均勻、稠度不符合要求的混凝土拌合物，不能用于施工結(jié)構(gòu)，應(yīng)分析原因，查清問題所在，并針對原因進(jìn)行改善，以保證混凝土攪拌質(zhì)量。

6）合理安排運(yùn)輸和澆筑路線，做好施工部署，確保混凝土澆筑的連續(xù)性，避免出現(xiàn)施工冷縫。

6 安全控制措施

1）聚丙烯纖維屬于易燃物品，使用及堆放時需遠(yuǎn)離電氣焊及其他火源。嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場用火制度，接受相關(guān)部門的檢查。

2）混凝土澆筑前，應(yīng)對振動器進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，振動器操作人員應(yīng)穿絕緣靴、戴絕緣手套；振動器不能掛在鋼筋上，濕手不能接觸電源開關(guān)。

3）混凝土運(yùn)輸、澆筑部位應(yīng)有安全防護(hù)欄桿、操作平臺。

4）用電應(yīng)按三級配電、二級保護(hù)進(jìn)行設(shè)置。施工用電的設(shè)備電纜線、導(dǎo)線、漏電保護(hù)器等級應(yīng)有產(chǎn)品質(zhì)量合格證；漏電保護(hù)器要經(jīng)常檢查，動作靈敏，發(fā)現(xiàn)問題立即調(diào)換，閘刀熔絲要匹配。

7 環(huán)保控制措施

1）合理安排作業(yè)時間，盡量避免夜間作業(yè)，減少施工噪聲，避免影響施工現(xiàn)場內(nèi)或附近居民的休息。

2）對施工現(xiàn)場場地進(jìn)行硬化和綠化，并經(jīng)常灑水，減少粉塵污染。

3）易燃品應(yīng)隔離堆放，確保施工安全。對于可能產(chǎn)生有害物質(zhì)或氣體的材料,應(yīng)做好保管工作，并在過期前使用完畢，以免對環(huán)境造成影響。

4）施工污水嚴(yán)禁隨意排放。施工垃圾要集中堆放，嚴(yán)禁將垃圾隨意堆放或拋撒。

5）聚丙烯纖維為輕質(zhì)易飄散材料，貯存時要做好防潮、防風(fēng)等工作。

8 效益分析

1）大跨度屋面采用聚丙烯纖維混凝土，可以不設(shè)置任何后澆帶、加強(qiáng)帶，實行無縫施工，而且聚丙烯纖維混凝土本身具有結(jié)構(gòu)自防水功能，從而增強(qiáng)大跨度混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能，大大提高屋面的防水功能，既提高了結(jié)構(gòu)功能，又不增加工程成本。

2）由于聚丙烯纖維具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，可以與任何化學(xué)外加劑任意匹配，不需要改變原有的混凝土配合比，較其他改善混凝土抗?jié)B性能的方法所要求的使用條件和施工條件更寬松，使用過程更安全、更可靠。