摘要：钢纤维混凝土是在普通混凝土中参入杂乱分布的短钢纤维，从而形成一种新型的多相复合材料，这些杂乱分布的钢纤维能够有效阻止混凝土内部裂缝的扩展，从而改善混凝土结构的抗压、抗弯、抗裂缝等性能，提高混凝土结构的延性和强度的目的，因此，近年来广泛应用在各大建筑工程中。本文分析了钢纤维混凝土地坪施工特点、施工工艺原理，并结合实际的工程案例，分析了超平超重载钢纤维混凝土地坪的施工技术要点，希望能提高超平超重载钢纤维混凝土地坪的施工质量，确保工程施工顺利进行。
关键词：超平超重载；钢纤维混凝土；地坪施工技术
引言：
近年来经济快速发展，极大的刺激了我国的建筑行业，我国建筑行业快速发展，各种大规模、结构复杂、施工面积大的建筑工程越来越多。但是普通的缓凝土地面具有强度低、抗冲击性差、不具有耐磨性、容易起空鼓、形成混凝土裂缝等缺点，无法满足结构复杂、承载性能高的建筑工程要求。将钢纤维掺入到普通混凝土中，钢纤维能够改善混凝土的抗拉强度、韧性、延性，限制混凝土结构裂缝的产生和扩展，从而提高混凝土结构的耐久性。将其应用在地坪施工中，能够提高地面混凝土的强度、防止混凝土地面开裂，降低施工成本。
1.钢纤维混凝土概述
1.1钢纤维混凝土定义
混凝土是建筑工程中常用的材料，混凝土结构具有的强度大、抗拉应力强、抗剪力等特点，因此广泛应用在建筑结构中。但是由于普通混凝土抗压强度和抗拉强度比较低，所以混凝土结构一般设计为最小拉应力。但是混凝土结构的拉应力强度会造成弯曲或者变形，从而长时间很容易形成宏观混凝土裂缝，造成混凝土开裂。为了提高混凝土结构的拉应力，在普通混凝土结构中添加钢纤维，由于钢纤维通过切削或者加热的方式，可以使得纤维表面保持光滑或者通过其他方式增加纤维的粘结性，从而提高混凝土结构的强度和拉应力。钢纤维混凝土的这些优点，使得钢纤维混凝土广泛引用在有高冲击荷载、移动机械物流仓库、冷库、工业厂房、高架库、超平地坪、道路、港口铺面、机场跑道、停机坪等受冲击比较大的特殊地面。下表是普通混凝土和钢纤维钢筋混凝土之间的对比。
1.2钢纤维工作原理
从上述表格来看，添加钢纤维以后，混凝土结构强度、抗压强度、抗弯强度得到了显著提高，混凝土抗压强度提高了80%-100%，抗弯强度提高了60-120%，抗剪强度提高50-100%。但是通过改变水泥的用量和水灰比，也可以提高混凝土结构的强度和抗压强度。由此抗压看出添加钢纤维的主要作用体现了提高混凝土结构的延性，一旦发生地震等地质灾害时，能够吸收地震能量。相关数据显示，如果在混凝土中加入钢纤维，可以改善混凝土结构冲击强度，防止混凝土结构受到冲击或者震动荷载下出现破碎成裂片。混凝土结构的耐疲劳性和混凝土裂缝的传播性能有关，混凝土弯曲疲劳强度会随着纤维含量的增加而增加，但是增加一定量的钢纤维并不压缩混凝土的抗疲劳性能。根据数据显示，在混凝土结构中增加钢纤维，可以减少混凝土结构收缩性能的10%。美国陆军建筑工程研究院用普通混凝土和钢纤维混凝土在密西西比州对重载运输机跑道进行试验，发现使用钢纤维混凝土跑道的厚度只需要设计值厚度的一半其荷载能力就能达到原来设计值的6倍，即便混凝土结构表面出现裂缝，如果裂缝比较小，结构能够自动闭合。
2.超平超重载钢纤维混凝土地坪的施工技术的具体应用
2.1工程概述
某物流仓储中心设计为2层框架结构，建筑结构长度为150.5米，宽度为86.5米，建筑总面积为26000㎡，由于仓储物流中心需要堆积大量的货物，所以对建筑地平面的承载能力和平整度要求比较高，平整度误差范围控制在±2毫米左右，整个建筑地面使用80mm厚度的钢纤维混凝土地坪。地坪构造从下至上的结构分别为厚度1200mm素土、厚度200mm卵石、厚度500的细砂、0.3mm的聚氯乙烯薄膜、厚度为100mm的混凝土垫层以及厚度为150mm的钢纤维混凝土面层。
2.2超平超重载钢纤维混凝土地坪施工流程
超平超重载钢纤维混凝土地坪施工工艺流程如下：施工准备——基层处理——安装模板——浇筑钢纤维混泥土——摊平振捣——密封固化剂——混凝土养护——拆模和切割伸缩裂缝——填充收缩缝
2.3超平超重载钢纤维混凝土地坪施工技术要点
2.3.1施工准备工作
为了确保施工顺利进行，在施工前必须做好相应的准备工作。施工准备工作包括两个方面：一方面是施工材料和施工设备的准备工作。近年来，我国建筑行业快速发展，与此同时，市场上的建筑材料供应商也是鱼目混珠，出现一些以次充好的现象。因此，为了确保工程质量，必须选择信誉度好、有实力的材料供应商。所有材料设备运输到施工现场以后，还要进行抽样检查，只有材料质量符合施工要求才能进入到施工现场。所有施工设备运输到现场以后，必须对设备的性能进行检测，确保机械设备的各项性能符合施工要求，如果不符合需要重新维修或者跟生产厂家进行，对设备进行检修，确保机械设备符合施工要求。由于建筑工程施工的材料设备比较多，必须分区堆放建筑材料和机械设备，并做好相应的防护工作，以免水泥出现硬化现象或者机械设备生锈腐蚀，影响到混凝土结构的强度和机械设备的性能。另外一方面，由于建筑工程施工人员比较多，为了让每一个基层施工人员了解建筑工程设计意图和施工方案，从而在施工中按照施工要求施工。施工单位还要做好技术交底工作，由技术总监向各个小组技术主管传达设计意图和施工方案，各个技术主管向基层施工人员做好技术交底工作，通过这样层层技术交底工作，让每一个施工人员都了解工程设计目的和施工方案，从而确保工程顺利施工。
2.3.2地基基础处理
在施工前，必须对地基基础表面进行处理，从而确保地基面保持平整、光滑。根据上述工程施工方案，地坪回填素土的厚度在1200mm，在施工过程中，必须严格控制回填素土的含水率，以免影响到整个地基基础工程的质量。回填过程中，还必须用15吨的压路机进行碾压密实，确保回填区域的密度大于0.94。回填土400mm铺设一层，压路机的运行速度控制在25-30m/min，碾压5遍。每一层碾压结束以后，还用进行测试，测试碾压密实度。厂房桩基附近无法用压路机进行碾压则用电动打夯机和人工进行配合，为了确保厂房地坪下土体的稳定性，厂房边轴线外2米范围还需要用素土进行回填。素土回填以后，然后铺设卵石和细砂层，卵石颗粒的直径控制在5-40mm左右，搅拌均匀铺设以后，使用15吨的震动压路机进行压实，压实以后还需要用灌砂法对其进行检查压实密度大于0.94。地坪铺设细砂层的主要目的是为了避免破坏防潮薄膜层，所以铺设的细砂颗粒比较小。细砂铺设以后，还应该在表面喷水湿润，确保细砂表层均匀密实。细砂铺设以后，就要铺设薄膜，为了确保薄膜铺设平整，在铺设的时候将整个薄膜铺设平整，挤压薄膜下面的空气，两个相邻的薄膜相互塔接，以免连接不上，塔接宽度大于200mm。薄膜铺设以后，才能浇筑混凝土垫层，浇筑的混凝土使用输送泵，在操作过程中，工作人员尽量避免硬物碰触到薄膜，在混凝土泵管的钢管支架下铺设模板保护薄膜。垫层施工结束以后，还要对地基基础面进行验收，检查施工现场的地压面高度是否符合施工要求，按照间距4米的方格测量网设置垫层的水准控制点，垫层施工后的标高偏差在15mm以内。
2.3.3安装模板
模板安装之前，必须对基层混凝土结合面进行铣刨，增加基层混凝土和钢纤维混凝土的粘性，防止钢纤维混凝土施工时出现空鼓现象。用激光水准仪对混凝土表面，建筑结构柱和四周墙体弹出面层的混凝土标高控制线进行铣刨，确保混凝土结构表面平整。考虑到此次工程单层施工面积比较大，钢纤维混凝土无法一次浇筑成功，所以必须分仓进行，在做好分仓以后的地面分仓缝，仓库区间的面积小于36平方米。其次，为了钢纤维混凝土表面和模板表面的平整度，地沟和分仓施工缝隙的侧模板使用60x80mm的方木，并使用8#槽钢加工成为80mm高度的定型侧模。建筑工程混凝土框架柱脚和基础结构根部则使用20mm挤塑聚苯板进行包围，从而确保浇筑后的混凝土地坪有效隔绝伸缩缝，墙根则使用10mm挤塑聚苯板隔离膨胀伸缩缝隙，设置膨胀收缩缝隙以后，对挤塑板和板缝之间用胶带固定和密封，将整个地坪结构进行有效的隔离。所有模板安装以后，还要喷水湿润表层，并在表层涂刷粘结剂，提高混凝土结构和模板之间的附着力，提高建筑结构整体的性能。
2.3.4浇筑钢纤维混凝土
钢纤维混凝土浇筑之前，必须按照使用要求合理配置钢纤维混凝土结构的配比，为了确保工程质量，本次钢纤维混凝土结构中不掺和粉煤灰，根据工程的实际承载力，配置混凝土结构水灰比，然后确定钢纤维的体积率。钢纤维的掺量50-100kg/m³，型号为3D65/35BC，为了钢纤维凝结在一起，使用先干后湿的投料顺序，先后投入砂石、钢纤维、砂子、水泥进行搅拌，搅拌3分钟以后检查钢纤维是否均匀，如果发现钢纤维有搅拌在一起的迹象，则继续搅拌直到钢纤维完成分散成为单根。在投放的时候，还要控制投料的速度，以免钢纤维紧固在一起，钢纤维的投放速度一般控制在每分钟不超过两包。钢纤维混凝土一般采用混凝土搅拌车进行运输。为了确保浇筑质量，必须严格控制钢纤维混凝土的运输时间，以免出现钢纤维下沉，影响到钢纤维混凝土的浇筑质量。混凝土运输到现场以后，还要检查混凝土的塌落度，塌落度范围在140mm-160mm。钢纤维混凝土一般使用自然倾倒的方式浇筑，缺乏施工条件的现场，可以使用地泵输送管进行浇筑，通过人工方式将混凝土摊开以后，用平板振捣器进行振捣密实，模板周边的混凝土则使用振捣棒进行振捣，首先对结构的长度进行振捣，振捣后用钢滚筒进行反复滚压、搓压梁、柱边角。钢纤维混凝土浇筑的时候，不能出现一些比较明显的浇筑接头，每一次倒料掺和15cm-20cm，让钢纤维混凝土保持比较好的连续性。振捣以后，再用激光平整机对混凝土表面进行整平，墙角部位则使用长挂尺进行刮平，确保混凝土结构表面的平整度。
2.3.5面层施工
钢纤维混凝土表面达到初凝状态以后，一般1小时以后可以达到初凝的效果，具体时间则根据施工季节和施工现场环境为准，可以根据钢纤维混凝土的温度进行判断，确定初凝以后要及时去除混凝土表面的泌水和浮浆。然后用调配好的氧化铝耐磨硬化剂沿着纵向涂抹在混凝结构的表面。第一次使用硬化剂的用量为整个硬化剂总量的三分之二，一般而言，由于墙壁、梁柱、门窗以及模板等边线的水分蒸发的比较快，应该先进行涂抹，以免水分蒸发过快，影响到整个施工效果。涂抹以后，还要用机械抹光机来回磨平混凝土结构的表面，抹平以后再用木抹子收边，提高混凝土结构表面的平整度。抹平以后将剩下三分之一氧化铝耐磨硬化剂进行涂抹，第二次涂抹的时候先用挂尺衡量混凝土结构的水平度，调整第一次涂抹不均匀处，并与第二次涂抹方向垂直，涂抹以后立即用抹光机进行抹平。抹平机纵横交错两次，防止钢纤维材料聚集在一起。梁柱、门窗、墙壁等边角则需要用木抹子进行处理，硬化剂干燥以后，还要使用重载双盘抹光机进行抛光，根据混凝土凝固程度调整抹光机的运行速度和运行角度。抹光和抛光次数则根据施工现场的条件确定。
2.3.6混凝土养护工作
钢纤维混凝土硬化以后，还要做好混凝土结构的养护工作。为了避免钢纤维混凝土表面水分大量蒸发，地坪施工结束以后5-6个小时，在钢纤维混凝土表面喷水养护剂进行养护，养护剂用量为0.2L/㎡，面层养护工作一般在7-15天左右。
2.3.7拆除模板
地坪施工结束24小时以后，则可以进行拆模。拆模的时候，要检查表面的混凝土是否凝固，只有混凝土结构具有一定强度才可以拆模。拆模的时候，按照先下后上、先两边后中间的顺序进行拆卸。
2.3.8切割伸缩裂缝
地坪施工结束72小时以后，混凝土强度达到工程设计要求的一半就可以切割钢纤维混凝土的伸缩缝和引导缝，切割的时候，必须设置统一的弹性，确保切割平整顺直，使用切缝机进行切割，切缝深度为3cm，缩缝为16cm。在切割的时候要检查收缩缝和施工缝位置是否和设计位置一致。地坪整体施工技术以后，伸缩缝定型以后，还要使用柔性材料封闭收缩缝合引导缝。
2.4施工验收
地坪施工结束以后，施工单位、监理单位和业主单位对地坪施工质量进行验收，发现工程长度误差控制22±3mm左右，宽方向误差控制在10±2mm范围，用靠尺检查整个地面平整度，发现误差没有超过1.5mm，地坪施工质量符合建筑地面施工质量验收规范中的相关要求。
结束语
超平载重钢纤维混凝土施工简单、省去了钢筋的绑扎和安装，大大缩短了施工时间，提高了地坪抗裂性能和前度，提高了施工质量和效率。因此，将其应用在实际工程中，取得了极大的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]王伟喜.钢纤维混凝土施工技术及其优势[J].山西建筑，2015，（28）：88-89.
[2]崔秉育.超平超重载钢纤维混凝土地坪施工技术研究与应用[D].重庆大学，2015.
[3]万小华.钢纤维混凝土地坪施工技术[J].四川建筑，2010，30（4）：218-219.
[4]颜丙波.大面积钢纤维混凝土地坪裂缝控制技术[J].四川建材，2015，（1）：167-168.
[5]汤华，李萍.浅谈钢纤维混凝土地坪的质量控制[J].科技与创新，2016，（17）：66-69.
[6]杨军，刘洋.浅谈钢纤维混凝土地坪的施工方法[J].建筑与文化，2013，（10）：296-297.
[7]杨苏春.钢纤维混凝土工业地坪变形及防裂研究[D].青岛理工大学，2013.
[8]胡金生.大面积钢纤维混凝土耐磨地坪的质量控制[J].江苏建材，2014，（4）：43-45.
[9]黄延铮，张先龙，王修进等.超重载无筋纤维混凝土地坪施工关键技术[C].//中国建筑技术中心2011年技术交流会论文集.2011：7-12.
[10]李兆龙，曲成平，杨苏春等.钢纤维混凝土力学性能试验研究[J].青岛理工大学学报，2012，33（6）：98-101.
[11]赫宏联，孙丙河，孙易安等.铁路客车气垫运输系统地面工程研究[J].北京交通大学学报，2013，37（4）：64-68.
[12]蔡佩良.钢纤维特性及在世博会比利时欧盟馆工程中的应用[J].江苏建材，2010，（3）：38-40.
论文作者:陶成江
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：混凝土论文; 地坪论文; 钢纤维论文; 混凝土结构论文; 表面论文; 强度论文; 裂缝论文; 《基层建设》2019年第14期论文;