钢纤维混凝土施工方案

一、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、UNI–EN 10016 “用于拉伸或冷盘的非合金盘条—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 nel confezionamen –to di conglomerate 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 pro gettazione, I’Esecuzione ed il Controllo di strutture di Calcestruzzo Fibroriforzato;10、RILEM, 2001 - “钢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Ⅱ标段，采用钢纤维混凝土施工。

1、首钢冷轧地坪Ⅱ约2835m²混凝土等级：C25混凝土厚度：300mm钢纤维：Wirand FF3掺量：20kg/m³22、首钢冷轧地坪Ⅲ约2513m²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200mm～300mm。

地坪伸缩缝间距≤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力学特性：Rm （钢丝抗拉强度）：﹥1100 MPaΔI （极限应变）：﹤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±20cm；钢钎维混凝土泵送的塌落度应控制在14±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%。

抗压强度提高幅度较小，一般在0~25%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106次时，纤维掺量为1.5%（LF/D F=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%纤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高。

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100~300MP A，因此，只要钢纤维的抗拉强度在380MP A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200GP A，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0.25MM时，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15~60MM，直径或等效直径为0.3~1.2MM，长径比在30~100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2.5~2.7G/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2/3，一般为5~20MM，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。