纤维网混凝土的施工和裂缝处理

纤维网混凝土的施工和裂缝处理

2006-11-23

摘要:根据上海轨道交通六号线工程土建3标段的具体工程情况,介绍纤维网混凝土的施工和裂缝处理情况。

关键词:纤维网;桥面防水;裂缝处理

1 工程概况

上海轨道交通六号线工程土建3标段位于规划的浦兴路中13m绿化带内,起讫里程桩号为SK7+077.360？SK9+470.25,全长2.393km,包括两站两区间。该标段区间共有桥梁承台、墩柱73个,基础有PHC打入桩和钻孔灌注桩,上部结构包括简支箱梁和连续箱梁,桥面附属工程均采用C40聚丙烯纤维网混凝土做为桥面防水的保护层。

2 纤维网

20世纪80年代以来美国合成工业集团生产了一种应用于混凝土建筑物的网状聚丙烯纤维,并在美国和欧洲一些国家的著名科研院校进行了大量的试验与研究,证明对增强混凝土的早期抗拉强度,防止早期由沉陷、水化热、干缩而产生的内蕴裂纹,减少表观裂缝和开裂宽度,增强混凝土的防渗性能、增强结构的整体性有显著的作用。纤维网是一种网状结构的聚丙烯纤维束,它从各个角度解决了聚丙烯纤维用于混凝土遇到的问题。

(1)集束网状结构在混凝土拌和时先呈束状大面积分布,搅拌中期每束中的5？8个小束纤维被分离出来,受骨料冲击后展开成网形,并随着搅拌冲击被撕开成不规则单丝,达到均匀分布的目的。这种被称之为“二次分布法”的均匀分布方式与某种同样可均匀分布的钉书针式排状钢纤维是一个原理,完全解决了分布均匀的问题。

(2)与混凝土的握裹性问题,钢纤维以做成波浪状或两端弓形来解决握裹性问题,在合成类纤维中,有多种单丝纤维截面成圆形,纤维丝面光滑,无法达到良好的握裹性。纤维网在拌和时撕裂成丝,界面被撕成毛糙面,加上在纤化工程中使纤维截面成矩形,与混凝土有很强的握裹性。

(3)聚丙烯具有很高的耐腐蚀性,耐酸碱性极高,使之在混凝土中能保持原有的材质性能。

(4)纤维网在本身材质强度上比其他类聚丙烯更好,这是由于其加工工艺是一种

纤化工艺,原料中不含有链、烯、烃材料,抗拉强度可达700MPa以上,而普通的聚丙烯纤维的抗拉强度约300MPa。这些特点使纤维网在硬化混凝土中发挥作用,并能达到ASTM-1116、ASTMC-1018规范中的要求。是目前聚丙烯纤维类唯一的增强型纤维。称之为混凝土次要加强筋。

3纤维网混凝土施工工艺

作为一种特殊的施工工艺,纤维网混凝土在许多方面有较大的差异。

施工工艺流程:清扫桥面→测量放线→混凝土配制→混凝土浇注→预留伸缩缝→提浆抹面→混凝土养护。

3.1测量放线

桥面防水层施工完之后,清扫桥面,测量出桥面中线,在桥的纵向方向每隔5m一个标出控制点,在桥的横向方向,沿中线向两侧每隔2m一个标出控制点位置,最后在这些控制点位置现场施工混凝土垫块同时配合水准仪测量,垫块顶就代表纤维网混凝土

顶面标高。

3.2 纤维网混凝土的配制

纤维网混凝土就是在混凝土中掺加一定量的纤维网,纤维网的性能见表1。

水泥525普通硅酸盐水泥,海螺牌。

粗骨料碎石,5？10mm.

砂,中粗砂;

配合比(kg/m3)见表2。

混凝土的拌制由全球最大的混凝土供应商西斯尔公司承担,西斯尔公司严格按照混凝土配合比将粗骨料、砂子和水泥放入搅拌站中拌和,搅拌1min后,将水和减水剂放入搅拌站中,搅拌1min后成均匀状态,将聚丙烯纤维网放入搅拌站中,搅拌4？

5min,均匀后,装入混凝土罐车,运输到工地。

3.3 混凝土浇注

纤维网混凝土到达施工现场后,采用吊车加料斗的方式提升,混凝土下放到桥面上,采用平板振动器振捣,振捣完之后,沿着桥的纵向方向每隔4m安放一道1cm宽的木条,作为桥面纤维网混凝土的伸缩缝,伸缩缝的高度不能高于纤维网混凝土的厚度,安装完之后,采用人工抹面,由于混凝土中含有纤维网,混凝土表面不容易收光,所以采取了一种措施,在人工抹完第一次面之后,人工在混凝土上慢慢拍动,使混凝土表面冒出浆,然后再抹面,这样之后效果比较好。

3.4 混凝土养护

混凝土浇注完之后3？4h内,在纤维网混凝土上人工覆盖麻袋,开始洒水养护,1天洒3次水,连续养护7天,后撤除麻袋,继续洒水。天津轻轨桥面附属工程在施工完第一联桥面纤维网混凝土时,严格按照上述步骤施工,在施工完之后的第四天,桥面出现了裂缝,出现的裂缝主要有两种,第一种为两条伸缩缝中间的横向裂缝,此裂缝贯通桥面,大致在一条直线上。第二种为发射状裂缝,从一点向四周发射,并有多条,这种裂缝在桥面上布置不规则。

4 裂缝的产生和处理

混凝土出现裂缝,长期以来认为是一种正常的现象,并认为不影响其使用,当混凝土所受应力超过其强度时就出现裂缝,由外力产生应力而引起的裂缝可用提高混凝土

铺砌面的结构强度而加以补偿,然而由混凝土本身收缩引起的内蕴应力长期以来是一个需加控制的问题。当以1.8kg/m3的纤维网掺入混凝土中,这些纤维呈各向均匀分布于整个混凝土,使整个混凝土得到辅助的加强,也可最大限度减小裂缝。经过详细分析,发现裂缝的位置在桥墩附近也出现,说明不是受力裂缝,经过总结发现有以下几方面原因。

(1)伸缩缝之间的宽度太长,横向贯通裂缝都处于两道伸缩缝之间,呈直线,此处应预留伸缩缝。

(2)基层防水涂料和防水卷材存在气泡。把发射状裂缝凿除之后发现,底下的卷材出现气泡,混凝土浇注时使卷材和涂料之间的空气挤压到一处,而卷材和涂料之间的空气是由于在温度高的情况下施工,在涂料中存在的气泡。

(3)混凝土中水泥含量比较高。在混凝土没有受到外力的时候,在水泥硬化过程中,水泥浆本身产生化学收缩和物理收缩,一般有0.3%体积收缩,水泥标号越高和用量越大,水泥浆本身的体积收缩越大。

处理措施:

(1)调整伸缩缝之间的宽度,由原来的4m变成2m。

(2)防水涂料和防水卷材的施工在气温比较低的早晨或者傍晚进行。

(3)调整混凝土中的水泥用量,水泥用量要降低。

(4)混凝土浇注完之后,全桥采用放水养护,使混凝土全部在水中养护。

经过采取以上措施后在轻轨施工过程中再也没有产生裂缝。

文章来源：《西部探矿工程》原作者：王启东

（转自：中国城市轨道交通网）