钢纤维混凝土施工方案设计

1、、依据标准：1、EN 14889-1:2006 - 纤维混凝土 - 第一部分：钢纤维定义，规 范以及规则；2、UNI EN 14845-2:2007 - 纤维混凝土的试验方法 - 第二部分：混 凝土的有效性；3、EN 14651-2005 - 金属纤维混凝土试验方法 - 弯曲抗拉强度测试 （比例限制（LOP）,残余）4、UN- EN10016 “用于拉伸或冷盘的非合金盘条一第一部分：一般 要求”5、UNI - EN 10218-1: 1995 - 钢丝和钢丝产品 - 常规 - 第一部分： 测试方法6 、 UNI 11037:2003 - Fibre d acciaio da impiegare

2、 nel confezionamen - to diconglomerate cementizio rinforzato;7、 UNI 11039:2003 钢纤维混凝土 -第一部分 :定义、分类、规范和规 则； 第二部分：确定早期开裂强度和韧性指数的方法；8 ASTM A820-01纤维混凝土中钢纤维标准；9、CNR - DT 204/2006 - Istruzoni per la progettazione, I Esecuzione ed ilControllo di strutture di Calcestruzzo Fibroriforzato;10、RILEM, 2001 - “钢

3、纤维混凝土的测试和设计方法：钢纤维混凝土的单轴拉伸测试”，RILEM TC 162-TDF推荐，材料和结构。二、工程概况：根据中华人民共和国行业标准， 公路水泥混凝土路面设计规 范，钢纤维混凝土整体地坪应铺设在均匀密实的地基土上，对淤泥， 淤泥质土，回填土及杂填土的软弱地基，应根据地面使用要求，活荷 载大小，地基地质情况按现行国家标准“建筑地基基础设计规范(GB50007-2002的有关规定利用与处理，并应严格按照设计及施工验收规范对地基处理的要求进行施工，即本项目首钢冷轧厂罩式退火 工程H标段，采用钢纤维混凝土施工。1、首钢冷轧地坪H 约2835n2混凝土等级： C25混凝土厚度： 300n

4、n钢纤维： Wirand FF3掺量： 20kg/n 3 22、首钢冷轧地坪皿 约2513n2混凝土等级： C25混凝土厚度： 250mm钢纤维： Wirand FF3掺量： 20kg/m3 三、钢纤维混凝土简介（1）钢纤维混凝土配合比：Wirand FF3钢纤维掺量：每立方混凝土 20公斤，混凝土标号：C25, 钢纤维混凝土面层厚0.20m,级配碎石厚200mnr 300mm地坪伸缩缝间 距w 30m 按6000*6000设分仓缝。Wirand FF3 型钢纤维：冷拉切断型钢纤维。名义尺寸：直径 D：0.75 mm长度 L：50 mm长径比 L/D： 67钢纤维数量 /Kg： 5700力学特

5、性：Rm （钢丝抗拉强度） ： 1100 MPa I（极限应变）：V 4%形状 ：两端弯钩形的WIRAND钢纤维FF3,在混凝土中具有完美的锚固能力钢钎维混凝土水灰比最大不应超过 0.5，采用混凝土罐车直卸方 式浇筑钢钎维混凝土，混凝土到现场的塌落度应在12士 20cm钢钎维混凝土泵送的塌落度应控制在14士 20cm钢纤混凝土浇筑时严禁在现 场掺水。其余水泥，砂，骨料和水的用量由施工单位制定。混凝土强度需 达到设计要求，建议在浇筑前用试块做混凝土抗压强度试验。(2) 钢纤维的性能钢纤维混凝土的基本性能钢纤维混凝土是一种性能优良且应用广泛的新型复合材料。由于 钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的开展，从而

6、使其抗拉、抗弯、抗剪强度 等较普通混凝土显著提高，其抗冲击、抗疲劳、裂后韧性和耐久性也 有较大改善。近20年来，国内外对钢纤维混凝土的力学和结构性能做 了大量的研究，并将其用于道路、桥梁、隧道、水利、海洋、建筑和 耐火材料结构等各项工程中。1、钢纤维对混凝土的增强效果和影响因素钢纤维混凝土中乱向分布的短纤维主要作用是阻碍混凝土内部微 裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展，因此对于其抗拉强度和主 要由主拉应力控制的抗剪、抗弯、抗扭强度等有明显的改善作用。当纤维掺(体积率)量在1%2范围内，抗拉强度提高25%50%抗弯强 度提高40%80%用直接双面剪切试验所测定的抗剪强度提高 50%100%抗压

7、强度提高幅度较小，一般在 025%之间。2、疲劳性能钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能较普通混凝土都有较大改善。例如：抗弯疲劳寿命为10次时，纤维掺量为1.5% (Lf/df=58)的 钢纤维混凝土的应力比为0.68，而普通混凝土仅为0.51 ；当应力比为 0.7，钢纤维混凝土抗弯疲劳寿命超过 105次，而普通混凝土仅达 850 次。又如：掺有2%千维的刚纤维混凝土抗压疲劳寿命达 2X106次时， 应力比可达0.92，而普通混凝土的应力比仅达 0.56。可见在路面和机 墩等承受疲劳载荷的工程中，使用钢纤维混凝土会使其抗疲劳寿命显 著提咼。3、抗拉强度为使钢纤维混凝土具有良好的力学性能，要求钢纤维

8、具有一定的 抗拉强度。根据钢纤维的材质和生产工艺不同，其抗拉强度也有所区 别。由于普通钢纤维混凝土主要是由于钢纤维拔出而破坏，并不是因 为钢纤维拉断而破坏，钢纤维在破坏时承受的最大拉应力为 100300MP,因此，只要钢纤维的抗拉强度在 380MP以上，一般能满 足使用要求。4、弹性模量钢纤维的弹性模量为 200GIA,极限延伸率为 0.5%3.5%5、粘结强度由于钢纤维混凝土的破坏主要是因钢纤维拔出引起的，因此提高 钢纤维与混凝土基体界面的粘结强度是十分重要的。粘结强度的提高 除了与基体的性能有关外，就钢纤维本身来说，应该从改进钢纤维表 面和形状来改善它与基体的粘结性能。常用的方法有：使钢纤

9、维表面 粗糙化，截面呈不规则形状，增加与基体的接触面积和摩擦力；将钢 纤维表明压痕，或压成波形，增加机械咬合力；使钢纤维两端异型化， 将两端制成弯钩或大头形等，以提高其锚固力或抗拔力。6、硬度各种钢纤维的表面硬度较高，在于混凝土一起搅拌时，一般不宜 发生弯折现象。 但有时由于钢纤维的材质较脆， 搅拌时也易发生折断， 影响增强效果。所以在实际生产应用中要随时观察成排钢纤维的分散 情况，钢纤维分散均匀后应停止搅拌。7、耐腐蚀性钢纤维混凝土耐化学腐蚀性能是人们最关心的问题。对此，国外 学者做了大量的试验和现场暴露试验，几乎得出一致的结论是：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

10、在污水 和海水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，不会像普通钢筋混凝土锈蚀后，锈蚀层体积膨胀 而将混凝土胀裂。专门研究表明：经300次浸海水循环（浸12h,空气 中干12H）,钢纤维混凝土氯离子浸入深度较普通混凝土小，尽管氯离 子超过 0.4%的活化量，但未见钢纤维腐蚀。 浇筑在钢纤维混凝土内 部的钢纤维，只要捣固密实，与空气隔绝，钢纤维一般不发生锈蚀现 象。暴露于混凝土表面或在裂缝宽度超过 0.25 mM寸，跨越裂缝处的钢 纤维易锈蚀。（3）钢纤维混凝土的组成材料 钢纤维混凝土是由短钢纤维、水泥、砂、石和水以及必要的外加 剂按一定的比例配制经凝结硬化后

11、形成的复合材料。钢纤维混凝土中 的砂和石起骨架作用，称之为骨料（集料） 。钢纤维均匀地分散于骨料 周围，主要起增强、增韧、限裂和阻裂作用，称之为增强料（相） 。水 泥和水形成的水泥浆在拌合料中包裹在骨料和钢纤维的表面，填充骨 料与骨料、骨料与钢纤维之间的缝隙，并起润滑作用，使混凝土拌合 料具有一定的和易性，硬化后的水泥浆将骨料、钢纤维粘结成坚固、 密实的整体。钢纤维混凝土的性能取决于基体混凝土的性能和钢纤维的性能以 及相对含量，同时也与施工工艺（搅拌、成型、养护）有关。1、钢纤维钢纤维的增强效果与钢纤维的长度、直径（或等效直径） 、长径比 以及表面形状等有关。试验研究表明，在一定范围内，钢纤维

12、增强作 用随长径比增大而提高。钢纤维长度太短起不到增强作用，太长则施 工较困难，影响拌合物的质量，直径过细易在拌合过程中被弯折，过 粗则在同体积率时，其增强效果较差。试验研究和工程实践表明，钢纤维的长度为1560mm直径或等效直径为0.31.2 mm长径比在30100的范围内选用，其增强效果和施 工性能一般可满足要求。2、水泥水泥在钢纤维混凝土中是一种胶结材料，与水拌合成水泥浆，具 有很高的粘结力，它把砂、石和钢纤维胶结成一整体，经凝结硬化， 形成具有一定强度的钢纤维混凝土。因此，水泥是钢纤维混凝土的重 要组成材料。3、砂 又称细骨料，用于填充碎石或砾石等粗骨料的空隙并同时组成钢 纤维混凝土的

13、骨架。砂的粗细程度用砂的细度模数表示。砂的细度模数对钢纤维混凝 土的强度与和易性有一定的影响，相同数量的粗砂与细砂相比，粗砂 的比表面积较小，因而，在保证钢纤维混凝土强度的同时，粗砂需要 的水泥用量较细砂为少。显然，当水泥用量相同时，用粗砂配制的混 凝土强度要比用细砂配制的混凝土强度为高。此外，当钢纤维混凝土 的拌合料和易性相同时，细砂混凝土的拌合料需水量较多，但如用过 粗的砂拌制，容易产生离析和泌水现象；如用过细的砂拌制，虽不产 生离析和泌水现象，却需要较多的水泥浆包裹在砂的表面，水泥用量 较大。为此，砂的细度模数要适中，配制钢纤维混凝土的砂宜用中粗 砂。砂的级配应符合要求，砂的密度一般为

14、2.52.7 G/ CM3。4、石料碎石或卵石是组成钢纤维混凝土的骨架材料，常称粗骨料。钢纤维混凝土所用的石料，通常选用碎石。因碎石的颗粒表面较粗糙，富 有棱角，能产生良好的机械嵌锁作用，与水泥浆有较强的粘结力。因 此，在同样的条件下，用碎石比用卵石所配制的钢纤维混凝土强度为 高，但需要的水泥浆也较多。钢纤维混凝土所用的骨料粒径，不宜大于钢纤维长度的2/3 ，般为520mm最大粒径不宜大于20mm如果骨料粒径过大，将削弱钢 纤维的增强作用，且钢纤维易集中于大骨料周围，不便于钢纤维的分 散。骨料的级配应符合要求，否则会影响钢纤维混凝土拌合料的流动 性和水泥的用量。5、水凡能饮用的水和洁净的天然水

15、均可用于钢纤维混凝土的配制，因 海水对钢纤维有锈蚀作用，一般不允许用海水拌制钢纤维混凝土。6、外加剂在钢纤维混凝土的拌制过程中，为了改善拌合料的和易性、减少 水泥用量或提高强度，可掺入一定量的外加剂。外加剂按使用效果可分为减水剂、引气剂、防冻剂、膨胀剂、促 凝剂等。在钢纤维混凝土中，使用较多的是减水剂（普通减水剂和高 效减水剂），以提高其和易性。在使用外加剂时应注意的事项是：（1）根据使用目的，选择品种，在进行技术经济的比较后确定。（2）所加掺量应按所用品种，并根据使用要求、施工条件、拌合的原 材料等因素经试验确定。掺量以水泥重量的百分率表示。（ 3）掺量为 1%以下的外加剂（如高效减水剂）应

16、以水溶液掺入为宜。（4）注意外加剂与水泥的适应性。（ 5）外加剂的性能应符合现行标准 混凝土外加剂应用规程 的规定另外，在钢纤维混凝土中还可掺入一定量的粉煤灰或硅粉等混合 材料，以改善拌合料的和易性，节约水泥用量以及提高强度。其混合 材料性能应符合现行标准用于水泥和混凝土中的粉煤灰和用于 水泥中的火山灰质材料的规定，其掺量可以通过试验确定。 四、主要施工工艺（1）施工顺序准备工作T模板的设置T混凝土搅拌T砼运输T钢钎维掺加T砼摊铺T砼振捣T纵缝拉杆设置T三辊轴整平T接缝施工T路面的修整T抗滑构造缝的施工T砼养生T锯缝、填缝（2）地基处理1. 地基承载力特征值120KPa施工时首先要求清除所有杂

17、填土，且超挖至底部标高以下 0.3 米，原位夯实，然后用级配碎石分层夯实后 回填。分层厚度200300mm压实系数0.96。新近填表土未按要求 压实（压实系数0.95 ）要求全部清除，然后用级配碎石回填。2. 地基的夯实系数应该符合相关的标准规范。地基的误差应该不超过+/-10mm.3. 如果为桩板结构地坪，可以在地基中加入素混凝土或水泥浆。如果 钢纤维混凝土直接铺设在开挖地面上， 一定要保证下层经过充分振捣， 从而避免混凝土不均匀固化。4. 可以在钢纤维混凝土下面铺一层塑料膜来隔水。5. 施工现场应该完全不受外界气候影响。6保证施工缝正确的安装。7. 在特殊部位需要安装额外的钢筋（例如：柱子

18、、井盖、边缘等）。这 些钢筋应该铺设在表面30mn以下，距离这些特殊部位最少 50mm8. 为钢纤维分散机准备一个合适的位置。9. 检查所有施工相关的设备，保证现场有充足的钢纤维以及其他原料。塑料膜隔水安装额外钢筋（3）钢纤维的投放和搅拌：钢纤维在现场添加。每投料一次的量应用计量器严格计量，掺量应严格按照设计图纸上的要求。1. 保证所使用的混凝土标号及塌落度符合相关要求标准。2. 根据设计要求将钢纤维掺入混凝土3. 在掺加钢纤维时，保证搅拌机一直旋转。（推荐转速18rpm）4. 使用钢纤维分散机或者手工掺入钢纤维，掺加速度不能超过每分钟40kg。5. 掺加后全速旋转搅拌罐（3到 5分钟）6.

19、钢纤维混凝土的塌落度要求取决于钢纤维的掺量。a）直接浇筑：掺量 20-25kg, 130mm掺量 30-35kg, 130-150mm掺量 40-45kg, 150-180mmb）泵送混凝土到浇筑点：掺量 15-25kg， 150mm掺量 30-35kg，150-180mm掺量 40-45kg, 150-180mm7. 在现场随时加水以提高塌落度或者和易性的做法是绝对禁止的（4）钢纤维混凝土的铺设和振捣，抹平浇筑钢纤维混凝土时采用传统方法（与普通混凝土地坪施工相似）。在混凝土浇筑过程中，要对钢纤维混凝土进行振捣，以保证混 凝土密实，并且增强混凝土和钢纤维之间的锚固。 钢纤维混凝土表面 提浆（采

20、用振动棒或振动梁）需及时进行，应在混凝土初凝前用浆头 覆盖掉露头的钢纤维。 混凝土打磨须及时进行，最佳时间是在混凝土 浇完后人可在上面留下深度小于 10 毫米脚 印时（约 8 小时）开始添 加表面耐磨材料后进行打磨。1、钢纤维在混凝土中的分散均匀性在拌合料中加入的钢纤维应分散均匀， 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，将使某些部位的混凝土缺少钢纤 维或钢纤维在一定范围内结团，例如：散装钢纤维在施工过程中就很 容易结团达不到设计要求，不仅没有增强作用，还会引起局部强度的 削弱。因此，只有成排钢纤维才能保证在拌合料中分散均匀，才能保 证良好的增强效果。2、钢纤维混凝土拌合料振

21、捣的密实性钢纤维混凝土振捣的密实性与钢纤维在拌合料中的分散均匀性和 拌合料的和易性密切相关。试验表明，良好的钢纤维分散均匀性与和 易性是拌合料振捣密实的前提和基础。但是，钢纤维混凝土拌合料振 捣的密实性，与普通水泥混凝土振捣密实性相比，有特殊的意义。如 果不注意钢纤维混凝土振捣的密实性，也会影响其质量。钢纤维混凝土拌合料振捣密实， 要比普通水泥混凝土拌合料振捣密 实所消耗的能量大些，振捣时间要长，因为在混凝土拌合料中加入的 钢纤维，使钢纤维与混凝土的组成材料相互作用，阻碍钢纤维混凝土 拌合料的流动，尤其干硬性或半干硬性混凝土更为明显。振捣时间与 钢纤维的体积率、长径比有关。（5）养护薄膜或草包

22、养护，保持表面湿润 14 天，正常保养周期 28天，时 间越长越好。绝对不能出现部分地坪裸露在外，上面既无薄膜，又不 洒水的情况。（6）地坪缝的处理：1、地坪分仓浇筑，相邻的仓分期浇筑。2、施工缝：缝内填弹性材料。施工缝处设传力杆，请见所附详图3、切缝：宽度2-3mm深度可根据铺设混凝土的厚度而定。切缝间距 7.5*7.5 米。4、切缝时间视气温而定， 正常情况下在浇筑后 2天左右切割， 也可按 混凝土强度发展到C10时切割。5、 地坪I需加传力杆，传力杆加采用20光面钢筋，钢筋长1000MM 间距300mm 一侧有塑料套管，与道路做法类似。6、钢纤维地坪与墙、柱间采用厚度为 10MM泡沫板隔

23、离。泡沫板须 高出预计地坪约2cm地坪施工完成后除去高出部分。7、 在地坪的阴角处和阴井处须加附加筋，见附图。8、钢纤维掺量检验钢纤维的掺量在混凝土浇注地点取样检验， 每组样品为 10升。检验方法为水洗法，将钢纤维从混凝土中洗出，晒干后称量，单个取样 钢纤维含量偏差不得超过配比掺量的 20%，每三个取样以上钢纤维含量平均值的偏差不得超过配合比掺量的 5%。（7）钢纤维混凝土施工要点1. 提浆：钢纤维地坪施工中的提浆过程十分重要，通常采用振动梁的 方法进行提浆。（滕州东方项目在第一次路面试验中采用的人工提 浆方法）。2. 混凝土收干：混凝土的收干时间通常需要 7-8小时，具体时间应根 据混凝土配

24、料，混凝土厚度，气温等进行确定，判断方法是用脚踩 上去留下小于10毫米深的脚印。3. 打磨：首先用水泥与黄沙或水泥与石英砂（1: 2的比例）按每平方 米2公斤撒在收干后的混凝土表面，等其吸水湿润后即可进行打磨。（滕州东方项目在第一次路面试验中没有做）。先用圆盘打磨机进 行打磨，后用叶片打磨机进行镜光打磨，最后进行人工打磨（打磨 过程中如有少量钢纤维露在外面，可捡掉）五、施工中应注意的问题1、尽量缩短混凝土的运输时间，合理安排浇筑顺序，及时卸料；在浇 筑前，用水冲洗模板降温；泵管用麻布包裹，以防日光暴晒升温；2、保证振捣密实，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏 振及过振；3、保证混凝土

25、供应，不随意留置施工缝；4、做好现场协调、组织管理，要有充足人力、物力、保证施工按计划 顺利进行。六、工程质量保证措施1、建立工程质量保证体系。试验室完善健全检测质量保证体系，以 试验数据指导施工，控制混凝土面层的质量。设置专职质量负责人负 责面层的全面质量管理、检验，严格控制基层、混凝土面层的质量。2、严格把好各道施工工艺，全面控制每一施工工序。施工中做好各 施工工序交接的质量检测，层层控制工程质量；凡不符合工程质量要 求的混合料，必须坚决返工或处理，直到符合质量要求。3、始终把质量放在第一位，以质量第一指导施工，做到质量和进度 有机结合，保证质量按时完成工程。对于工程中出现的质量、技术问

26、题，现场施工人员及技术人员应听取监理工程师的意见。如现场监理 工程师不能确定的，及时与监理处、业主联系，诚恳地接受指导、检 查、监督，及时地解决问题，保证工程质量及进度。七、环境保护1. 混凝土输送泵前和混凝土车清洗处设置沉淀池。 在混凝土车出场前, 由专人对车辆进行清洗。清洗废水在经过二次沉淀后再排入市政管道。2. 混凝土养护期间不得上人，上物。3. 挤塑板加工产生的废料，有专人收集装袋，集中运送到现场垃圾站。10mm厚泡沫塑料隔离缝200mm厚C25传力杆缝钢纤维混凝土地坪构造图100mm100mm塑料套管20mm 间距 300 mm20mm地坪混凝土与外墙或连梁隔离缝、地坪切缝、地坪伸缩

27、缝5 12mm x 1600mm100mm O.C. (TYP.)切缝或施工缝/Columnmax750mm(TYP.) 300mm O.C.13mm支架间距支架高度=地坪-厚度-50mm中柱边阴角部位辅助钢筋处理（1）柱边10mm隔离缝A100mm O.C. (TYP.)750mmA(TYP.)柱子5 fl2mm x 1600mm大间隔 50mm施工缝地梁支架高度 =厚度-50mm地坪 300mm O.C.13mm支架边柱边阴角部位辅助钢筋处阴井周围的辅助钢筋钢纤维混凝土墙010压缩材料厚10mm辅助钢筋，长度 1.5m，直径 16mm,共10根。混凝土保护层厚度50mm21钢纤维混凝土墙切

28、缝阴角处的辅助钢筋钢纤维是使用过程方法的正确与否，对于混凝土路面质量的优劣，相差很大。因此，施工 单位必须重视。钢纤维混凝土路面施工，除了满足普通钢纤维混凝土的施工要求外，还应特别重视钢纤维给施工带来的技术问题。施工时除了将原有的混凝土补强填平外，重点注意以 下几个方面的问题。设置钢纤维分散装置，由于钢纤维一次性直接投入搅拌机易出现结团现象，为使钢纤维充分分散，在搅拌机上安装上振动式钢纤维分散机，分散机功率为I.OkW,分散能力约为4Okg/min。由于分散机安装在搅拌机上，分散时间较长，增加了搅拌时间，生 产效率有所降低。搅拌投料顺序和搅拌时间。为防止钢纤维结团，采取先干后湿的工艺。投料程序按砂一钢纤维一石子一水泥的顺序投于料斗。首先在搅拌机里干拌 12min,再加水湿拌2min左右。总搅拌时间控制在 6min内。搅拌时间过长会形成纤维结团，且