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1、钢纤维混凝土在地坪中的应用浅析摘 要：钢纤维混凝土在地坪中的应用越来越多，其相对普通混凝土地坪有 着较多的优势，本文从钢纤维混凝土概念、设计、施工、保养等多方面简述其设 计特点及施工注意事项。关键词：钢纤维，体积率，传力杆，装铠缝，养护钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺加适量均匀分布钢纤维的混凝土，形成了 一种新型的多相复合材料。这些均匀分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微 裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗 疲劳性能，具有较好的延性。钢纤维混凝土建筑地面中，钢纤维的体积率宜为 0.4%1.0%。对于高强度（抗拉强度不低于lOOOMPa）异形钢纤维的体积率限制
2、可适当放宽，但不应小于 0.25%。对于无缝地面钢纤维体积率宜为0.5%1.2%。一般用量1520 kg/mh钢纤维混凝土是将钢纤维加入粘性硬化水泥砂浆中，经拌合而成的一种混合 物。钢纤维将混凝土中的应力重新分配，并抑制了裂缝的形成和扩散，使之成为 能在开裂后维持残余应力并更加柔韧的钢纤维混凝土。与钢筋网相比较，钢纤维 混凝土的优势在于：能够较好地控制固化收缩，增加了接缝间距；由于纤维均匀 分布，结构断面在其厚度内得到均匀强化；无需剪切或铺设网片，从而节约了施 工时间和费用；不需要在网面上再加覆盖保护层，从而减少混凝土的厚度。钢纤维混凝土地坪具有较多的优势：在通常的纤维掺量下，钢纤维混凝土地
3、坪较普通混凝土的收缩值降低7%9%；在钢纤维混凝土地坪中掺入适量钢纤维， 其抗拉强度提高25%50%，抗弯强度提高40%80%，抗剪强度提高50%100%； 在通常的纤维掺量下，冲击抗压韧性可提高 27 倍，冲击抗弯、抗拉等韧性可 提高几倍到几十倍；钢纤维混凝土地坪的抗弯和抗压疲劳性能比普通混凝土都有 较大改善，当掺有1.5%钢纤维抗弯疲劳寿命为1X106次时，应力比为0.68；由 于钢纤维混凝土地坪抗裂性、整体性好，因而耐冻融性、耐热性、耐磨性、抗气 蚀性和抗腐蚀性均有显著提高，掺有1.5%的钢纤维混凝土经150次冻融循环，其 抗压和抗弯强度只下降约20%；钢纤维混凝土地坪在空气、污水和海水
4、中都呈现 良好的耐腐蚀性，暴露在污水和海水中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。对有耐腐蚀或耐高温要求的钢纤维混 凝土，宜选用耐热不锈钢钢纤维。当钢纤维混凝土仅用作地面垫层时，其强度等级不应小于CF25；当钢纤维混 凝土用作地面垫层兼面层及无切缝地面时，钢纤维混凝土强度等级不宜小于CF30, 其抗裂、抗冲击性和耐磨性非常好。钢纤维混凝土地坪，当传力杆用于缩缝时，缩缝间距可不放置填缝材料；当传力杆用于伸缝时（图1），缝间应放置低弹模弹性材料。传力杆宜采用光圆钢 筋，其尺寸与间距可按表1选用，最外边传力杆与接缝或自由边的距离宜为 150mm。传力杆一端应套
5、管。图1 带装铠缝传力杆1装铠缝 2传力杆地坪厚度与传力杆尺寸及间距的关系，见下表1：表1地坪厚度与传力杆尺寸、间距，单位mmhW200 |T|400|300200V20500300hW300H300 1Pl500_300钢纤维混凝土地坪应设置地坪缝，其的纵向缩缝和横向缩缝将地面分成正方 形或矩形，矩形长宽比不宜大于1.50，纵向和横向缝宜垂直相交，不得互相错位 纵向缩缝可采用假缝、平头缝、企口缝或装铠缝；横向缩缝宜采用假缝。假缝宽 度宜为一刀切缝的宽度38mm，深度宜为地坪混凝土厚度的1/3 （图2）,缝内填 充弹性填缝材料。图2 假缝尺寸1假缝 2钢纤维混凝土地坪钢纤维混凝土无切缝地坪的接
6、缝，应采用传力杆的伸缝、隔离缝。无切缝地 坪浇筑分仓的形状应为正方形或矩形，矩形长宽比不大于1.5.分仓区域尺寸不宜 大于45x45m。地坪与柱、墙体等结构构件通过隔离缝脱开。地坪的柱角、墙角和 设备基础等角部区域宜布置不少于5根HPB300级、直径12mm、间距100mm、长 度1m的附加“八字形”钢筋。装铠缝金属护边。传统混凝土地坪做法在施工缝处没有给予保护，因此经常 出现碎边现象。有统计指出92%的地坪弊病都和施工缝有关，部分业主注意到这 个问题采取了角钢来保护混凝土，然而靠焊在角钢上的钢筋并不能很好地让角钢 和混凝土锚固，无法抵抗混凝土带来的收缩力量，因此造成钢板和混凝土脱离的 现象，
7、从而起不到护边的功能。导致混凝土和金属缝之间出现了新的“施工缝” 装铠缝设计了栅格式切割，使得混凝土和钢板之间达到了连续锚固，在任意一点 上切割都不会造成施工缝和混凝土脱离（图 3）。图 3 装铠缝此外，角钢精密度不够，表面有的不够平直，造成混凝土碎裂。装铠缝作为 统一标准的产品，在精密度上有保证，在质量上有保证。混凝土地坪中最薄弱的 环节就是施工缝，因此越靠近模板的地方，越要求加密振捣，使得拆模后混凝土 面不会出现蜂窝麻面，而角钢一般宽 4-5 厘米，振捣时造成的气泡无法跑到表面 被困在角钢下部，因此形成大量空洞，从而造成混凝土施工缝强度不够的情况。建议在所有的分仓缝处都应采用装铠缝来保护混
8、凝土边缘。但对于一些预算 较少的项目，叉车通道区域以及出入口的地方使用。另外，由于柱子沉降和地坪 沉降不同，柱边也是裂缝集中出现的地方，因此强烈建议用装铠缝（单边）来对柱 子进行菱形隔离，将主地坪和柱边地坪彻底隔离开，即使柱边开裂也会限制于菱 形隔离范围之内。或者采用钢圆模处理，对柱子下部圆模范围内进行二次浇注。钢纤维地坪具有很大的施工优势和经济优势，无须铺设钢筋网，施工快速简 捷；施工期缩短；钢纤维在混凝土中均匀分布，可以全面加固地坪；钢纤维地坪 可以使地坪厚度减薄（性能不变），从而减少混凝土的使用。钢纤维混凝土搅拌，应采用双卧轴强制式搅拌机搅拌，搅拌时，宜优先采用 将钢纤维和粗细骨料、水泥
9、先干拌，而后加水湿拌的方法，干拌时间不宜少于 1.5min ；也可采用在混合料拌合过程中均匀撒布钢纤维的拌合方法。钢纤维混凝 土的搅拌时间应通过现场搅拌实验确定，并应较普通混凝土规定的搅拌的时间延 长l2min，当钢纤维体积率较高或混凝土强度等级在C50以上时，应适当延长搅 拌时间。拌制过程中，应避免钢纤维结团。在施工时每次的拌和量不大于搅拌机 额定生产量的 80%，钢纤维砼搅拌顺序和方法以搅拌过程中钢纤维不产生结团和 保证一定生产率为准，出料保证颜色均匀一致，不离析、泌水，钢纤维分布均匀 不结团。钢纤维混凝土地面垫层和面层的铺筑技术要求，除与普通混凝土地面垫层和 面层相同以外，尚应满足：钢纤
10、维混凝土地面垫层铺筑时，应结合垫层的变形缝 位置进行分仓、分条浇筑。浇筑前，宜在地基或地面垫层（或垫层兼面层）之间 设置一层聚乙烯防水薄膜。聚乙烯防水薄膜的厚度不应小于0.3mm，在薄膜的接 缝位置，其重叠宽度宜取200400mm。当地基为碎石时，可采用水泥砂浆抹平后 再铺薄膜。钢纤维无缝地面的垫层（或垫层兼面层）下应垫两层薄膜。钢纤维混 凝土在一个分仓区格或分条中应连续浇筑，若中断必须设置施工缝。当钢纤维混 凝土强度达到 10-15MPa 时，可进行切缝。钢纤维混凝土随着养护时间增长，越 来越难以切缝。混凝土收缩时间和气温、湿度等诸多因素有关，所以应把握好时 机及时切缝。在地基与地面板体之间
11、设置一层聚乙烯防水薄膜，主要作用：防止 混凝土中的水流失到地基；可以减少地面板与地基之间的摩擦系数，从而降低混 凝土收缩摩阻应力；防止地基中的水流向混凝土中；防止地表或地下腐蚀性物质 侵蚀混凝土地面。钢纤维混凝土地坪浇注时用振捣棒进行跟进振捣，表面要进行充分的提浆施 工。钢纤维悬浮在混凝土表面，但随振捣会下沉，充分的提浆可以在面层收光过 程中，不让钢纤维露头。钢纤维混凝土地坪浇筑时，随拌随用，连续浇捣，不到 分格缝不得留施工缝，浇捣时应振密实。钢纤维混凝土地坪浇捣完毕后统一抹面 最普遍的施工工艺就是结合激光整平机，可阻止纤维外露，机械抹平后，边角及 局部用人工抹平。钢纤维混凝土地坪浇注 24h
12、 后，夏天应铺上塑料薄膜、土工布 之类水养护，或喷洒涂抹表面养护剂。冬天注意保温。为防止混凝土漏浆，减少 地坪板和基层之间的摩擦系数，建议在基层铺设一层0.3厚PE膜。钢纤维混凝土浇筑后应注意保养，表面湿润不少于7d,时间越长越好，用湿 的草袋铺在表面或用养护材料。钢纤维转换梁保养时避免接触风、太阳、雨水等 应对施工梁体进行挡风、防雨等封闭处理。如果遇冬季施工，可按常规办法采取 防冻措施。参考文献：1 混凝土用钢纤维GB/T39147-20202 钢纤维混凝土结构设计标准JGJ/T 465-2019作者简介：孙昭钦，男，汉族，河南洛阳人，中国汽车工业工程有限公司， 本科，一级注册建筑师，高级工程师，主要从事建筑设计。
