金隅環(huán)球金融中心一標(biāo)段聚丙烯腈纖維混凝土施工技術(shù)分析

王 飛（北京建工博海建設(shè)有限公司，北京 100000）

如今，聚丙烯腈纖維已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、道路等工程設(shè)施施工中，通過工程實(shí)例應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，聚丙烯腈纖維施工工藝較為簡單，能夠有效改善混凝土的各項(xiàng)性能，并且能夠有效避免早期混凝土可能發(fā)生的開裂、滲透、沖擊以及彎曲情況，對于金隅環(huán)球金融中心工程一標(biāo)段工程施工中，能夠有效延長混凝土剪力墻的使用壽命，聚丙烯腈纖維將在建筑施工工程中發(fā)揮重要的作用。

1 工程概況

金隅環(huán)球金融中心工程一標(biāo)段，位于呼和浩特市賽罕區(qū)騰飛南路，近敕勒川大街，是由北京金隅內(nèi)蒙古金隅置地投資有限公司規(guī)劃和開發(fā)的小區(qū)，規(guī)劃面積263303m2，實(shí)際建筑面積1512155m2，1棟共約288戶，車位1773個。根據(jù)設(shè)計圖紙要求，基礎(chǔ)筏板、地下室外墻、地下車庫樓板及4#樓各層樓頂板均采用纖維混凝土。

2 聚丙烯腈纖維混凝土的應(yīng)用

2.1 聚丙烯腈纖維在混凝土中的工藝原理

將聚丙烯腈纖維加入混凝土后，聚丙烯腈纖維能夠與混凝土之間形成強(qiáng)大的結(jié)合能力，并與混凝土均勻混合，又由于聚丙烯腈纖維比較細(xì)微，因此其表面積比較大，比如當(dāng)在1m3混凝土中混合1kg的聚丙烯腈纖維，能夠使每立方米的混凝土中分布2000萬根聚丙烯腈纖維，因此能夠使混凝土形成一種均勻的支撐體系。當(dāng)混凝土逐漸形成裂縫和發(fā)展的過程中，必然會遇到不同方向的聚丙烯腈纖維，由于受到聚丙烯腈纖維的阻擋，便很難形成裂紋，可見聚丙烯腈纖維能夠有效避免早期混凝土發(fā)生的開裂情況，減小混凝土裂縫發(fā)生的概率[1]。從理論上講，在混凝土中加入聚丙烯腈纖維后，纖維分散了混凝土的拉應(yīng)力，從而達(dá)到了有效的抗裂效果，聚丙烯腈纖維混凝土與普通混凝土相比，前者的開裂、坍塌率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于后者，而且滲水率也有所降低。為了明確聚丙烯腈纖維混凝土的性能，從而開展了拌合物試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容為纖維對拌合物的含氣量、坍落度隨時間變化特性、初凝和終凝時間以及泌水速度等的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，聚丙烯腈纖維加入混凝土中后，對混凝土的含氣量無影響，會加快混凝土的初凝固和終凝固，同時會減少混凝土表面的泌水現(xiàn)象，且泌水開始時間會有所推遲，結(jié)束時間會有所提前。聚丙烯腈纖維和聚丙烯纖維材料性能比較如表1所示。

表1 聚丙烯腈纖維和聚丙烯纖維材料性能比較

2.2 聚丙烯腈纖維對混凝土性能的提高作用

2.2.1 抗裂性能

混凝土主要會在凝固硬化之前出現(xiàn)些許裂縫，在這個階段中主要是由于混凝土內(nèi)水分的蒸發(fā)轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生了內(nèi)部裂縫，當(dāng)在混凝土中加入了聚丙烯腈纖維之后，便能夠在混凝土內(nèi)部形成一種支撐體系，靠著這個支持體系能夠有效阻止或緩解混凝土裂縫的發(fā)生和發(fā)展，從而起到良好的抗裂效果[2]。

2.2.2 抗?jié)B性能

在混凝土中加入聚丙烯腈纖維后，充分混合攪拌會使聚丙烯腈纖維均勻分布在混凝土中，且與混凝土產(chǎn)生良好的粘連性，減少了混凝土孔隙產(chǎn)生的概率，從而有效減少混凝土的滲水性，更減少了早期干縮裂縫和離析裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，進(jìn)一步提高了混凝土的抗?jié)B性能。

2.2.3 抗沖擊性能

混凝土墻面最主要的設(shè)計指標(biāo)就是抗沖擊性，提高混凝土的抗沖擊性能夠提高墻體的性能。對于小區(qū)建筑的剪力墻，由于舊混凝土墻面的粘連性不夠理想，因此墻面沖擊開裂的情況比比皆是。為了提高混凝土的抗沖擊性，就需要在混凝土中加入聚丙烯腈纖維，此外，聚丙烯腈纖維的沖擊韌性指標(biāo)良好，對于混凝土有較強(qiáng)的增韌效果，也能夠顯著改善混凝土的沖擊韌度，使聚丙烯腈纖維混凝土有效發(fā)揮延展性[3]。

2.2.4 抗彎曲性能

混凝土墻面最主要的破壞就是彎曲破壞，提高墻面混凝土的抗彎曲性能，能夠有效提高混凝土墻面的壽命。在混凝土中加入了聚丙烯腈纖維，與普通混凝土相比，聚丙烯腈纖維混凝土的抗彎曲性提高了約11%，壽命比前者提高了約22倍[4]。

3 聚丙烯腈纖維混凝土施工及養(yǎng)護(hù)

3.1 輸送系統(tǒng)

聚丙烯腈纖維混凝土在施工過程中，必然會經(jīng)過輸送系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)是連接生產(chǎn)和施工的紐帶，主要包括了混凝土輸送車輛、泵機(jī)、泵車和輸送管道。在聚丙烯腈纖維混凝土施工輸送過程中，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：①輸送全過程中要求始終使聚丙烯腈纖維混凝土拌合物保持均勻、不離析、不分層狀態(tài)，這就要求混凝土罐車在輸送過程中罐體保持3r/min～6r/min的轉(zhuǎn)速，并及時將混凝土送到指定澆筑點(diǎn)。拌合好的纖維混凝土由攪拌站輸送至澆筑部位，時間不應(yīng)超過60min，否則應(yīng)在混凝土運(yùn)到工地后再加入聚丙烯腈纖維[5]；②聚丙烯腈纖維混凝土施工過程中應(yīng)保證充足的輸送能力，以保持混凝土澆筑的連續(xù)性；③輸送過程中嚴(yán)禁司機(jī)、施工人員私自向聚丙烯腈纖維混凝土中加入生水來調(diào)節(jié)和易性，否則會嚴(yán)重影響混凝土的質(zhì)量。

3.2 泵送

在聚丙烯腈纖維混凝土澆筑前，需要有效完成泵送操作：①泵送前，應(yīng)先用適量的與混凝土內(nèi)成分相同的水泥砂漿潤滑輸送管內(nèi)壁。預(yù)計泵送間歇時間超過45min或混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象時，應(yīng)立即用壓力水或其他方法沖洗管內(nèi)殘留的混凝土；②開始泵送時，混凝土處于慢速、勻速并隨時可反泵的狀態(tài)。泵送速度，先慢后快，逐步加速[6]。同時，觀察混凝土泵的壓力和各系統(tǒng)的工作情況，待各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)順利后，方可以正常速度進(jìn)行泵送。

3.3 澆筑

在澆筑聚丙烯腈纖維混凝土?xí)r，聚丙烯腈纖維混凝土的下料速度不宜太快，一般將聚丙烯腈纖維混凝土攤鋪高出20mm～40mm后，用插入式振動器振搗后，再用平板振動器振動、搶平。且應(yīng)從中間開始向邊緣分布，布棒均勻，層層搭扣，并應(yīng)隨澆筑連續(xù)進(jìn)行。振搗棒的插入深度要大于澆筑層厚度，插入下層混凝土中50mm～100mm，使?jié)仓幕炷列纬删鶆蛎軐?shí)的結(jié)構(gòu)。具體操作為：一般采用一刮、二滾、三縱、四抹的方法，確保混凝土平整度，振動棒的操作要做到“快插慢拔”，以便更有效地排出混凝土中的氣體，使之更加密實(shí)；振動棒插點(diǎn)應(yīng)均勻有序，插點(diǎn)間距宜為500mm左右，每點(diǎn)振搗時間宜為5s～15s左右，以混凝土面不再下降，表面出現(xiàn)浮漿為止，在柱、梁與板變截面結(jié)構(gòu)處宜分層澆筑[7]。在聚丙烯腈纖維混凝土初凝前，必須對混凝土進(jìn)行二次振搗，并對纖維混凝土表面拍打振實(shí)。收漿在聚丙烯腈纖維混凝土剛初凝開始，并在終凝前完成。

3.4 養(yǎng)護(hù)

在施工過程中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時天氣的溫度、風(fēng)力大小等具體情況對聚丙烯腈纖維混凝土進(jìn)行收漿，收漿過早或過晚，都有可能影響平整度或出現(xiàn)早期開裂現(xiàn)象。最后一次抹面應(yīng)在剛初凝，并在終凝前完成，目的是將表面裂紋全部消除。聚丙烯腈纖維混凝土凝固前應(yīng)保持表面濕潤狀態(tài)，防止水分蒸發(fā)，在終凝后立即用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)。纖維混凝土澆水養(yǎng)護(hù)時間不得少于14d，施工放樣后，也必須立即澆水并覆蓋養(yǎng)護(hù)，澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土始終處于濕潤狀態(tài)，并做好混凝土養(yǎng)護(hù)記錄。

4 聚丙烯腈纖維混凝土施工質(zhì)量控制

4.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計對各部位混凝土強(qiáng)度等級的不同要求，對商品混凝土供應(yīng)商提出試配的要求，商品混凝土供應(yīng)商根據(jù)所選用的水泥品種、砂石級配、含泥量和外加劑等進(jìn)行混凝土試配，得出優(yōu)化配合比。按照下列標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：①水泥符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007/XG1-2009）的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)；②砂石符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ52-2006）的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)；③混凝土符合《預(yù)拌混凝土》（GBT14902-2012）、《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50164-2011）的國家標(biāo)準(zhǔn)；④外加劑符合《混凝土外加劑》（GB8076-2008）、《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119-2003）的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)[8]。

4.2 質(zhì)量控制

對聚丙烯腈纖維混凝土的施工質(zhì)量控制主要從以下幾個方面實(shí)施：

（1）建立質(zhì)量控制體系。需要建立完善的質(zhì)量控制體系，這樣才能夠有效地監(jiān)控整個聚丙烯腈纖維混凝的施工過程[9]。從聚丙烯腈纖維混凝土的原料配比、施工、養(yǎng)護(hù)階段，都應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照質(zhì)量控制體系規(guī)范要求，落實(shí)聚丙烯腈纖維混凝土的生產(chǎn)工作。在施工前需要檢測聚丙烯腈纖維混凝土的性能指標(biāo)，并檢查聚丙烯腈纖維混凝土的配比情況，在施工過程中需要進(jìn)一步檢測聚丙烯腈纖維混凝土中聚丙烯腈纖維的含量，并做好檢測記錄，要求開展定期檢測。

（2）澆筑前質(zhì)量控制。在聚丙烯腈纖維混凝土澆筑前，需要嚴(yán)格檢測建筑模板，并且測量好聚丙烯腈纖維混凝的強(qiáng)度、穩(wěn)定度以及水平度等，并合理檢查建筑施工環(huán)境，而后才能進(jìn)一步開展施工。當(dāng)聚丙烯腈纖維混凝土進(jìn)入到施工現(xiàn)場后，需要記錄好聚丙烯腈纖維混凝土的使用情況，避免聚丙烯腈纖維混凝土出現(xiàn)浪費(fèi)的情況，并定期開展施工質(zhì)量檢測，對于不合理、不合規(guī)的聚丙烯腈纖維混凝土，則不允許用于施工中[10]。

（3）澆筑后質(zhì)量控制。在聚丙烯腈纖維混凝土澆筑完成后，還需要對其進(jìn)行質(zhì)量控制，按照天氣的實(shí)際情況以及施工區(qū)域的實(shí)際狀況等對聚丙烯腈纖維混凝土進(jìn)行收漿，并且在聚丙烯腈纖維混凝土終凝固之前，消除其表面的裂縫，然后蓋上薄膜，澆筑后質(zhì)量控制的時間不得少于兩周，持續(xù)性的保持好聚丙烯腈纖維混凝土表面的濕潤狀態(tài)。

5 結(jié)語

總的來說，混凝土是應(yīng)用最為廣泛的建筑材料，近些年隨著工業(yè)的發(fā)展，混凝土的用量不斷增長，傳統(tǒng)混凝土雖然使用廣泛，但是自身還是存在一定的缺陷，當(dāng)在普通混凝土中加入聚丙烯腈纖維后，聚丙烯腈纖維混凝土就能夠發(fā)揮優(yōu)良的抗裂性、抗?jié)B性、抗彎曲性和抗沖擊性，從而進(jìn)一步提高混凝土墻面的耐久性，與普通的混凝土墻面相比較，優(yōu)勢更加明顯，可以說聚丙烯腈纖維作為一種新型的混凝土添加劑，在混凝土墻面施工工程中具有重大的應(yīng)用價值。