码头面层聚丙烯纤维混凝土质量控制

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摘 要：为了保证聚丙烯混凝土质量，防止出现裂缝等质量问题，必须从原材料、混凝土配置、搅拌、运输、浇筑、养护等全过程进行控制。

关键词：聚丙烯纤维 混凝土 质量 控制

随着复合材的发展，借鉴民间应用稻草混合泥浆中制造土样的经验，出现了在混凝土中加入适量的合成纤维阻止混凝土裂缝的产生与发展，聚丙烯纤维混凝土就是其中的一种。合成纤维混凝土是以水泥混凝土为基体，外掺各种不连续而分散的纤维材料，由于纤维均匀分布于混凝土的各个部位，使普通混凝土的抗拉强度低、脆性大等缺点都得到大幅度改善。因此应用纤维能极大地改善混凝土的抗裂性、抗冲刷耐磨性等性能。

混凝土结构产生裂缝是一种常见的质量通病。特别是码头面层表体比大，易出现表面开裂的质量问题，既影响混凝土结构的使用、耐久性，又影响美观。某高桩码头面层为防止此问题的发生，设计考虑在面层磨耗层中掺加聚丙烯纤维的方法来防止混凝土开裂。为了达到设计要求效果，控制好聚丙烯混凝土的质量至关重要。

1.控制原材料质量

原材料的质量及其波动，对混凝土质量有很大影响。如水泥强度的波动，将直接影响混凝土的强度。骨料中含有有害物质，超过规范规定的范围内，则会妨碍水泥水化，降低混凝土的强度。如果含泥量在砂中超过3%，在碎石、卵石中超过2%，则这些极细粒材料在集料表面形成包裹层，妨碍集料与水泥石的粘结。

混凝土原材料进场（厂）后，应对原材料的品种、规格、数量以及质量证明书等进行验收检查，并按有关规定取样复验。经检验合格的原材料方可使用。

水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期进行检查，并应对其强度、安定性及其必要的性能指标进行复验。

混凝土所用的砂、石骨料的质量，应符合现行行业和国家现行标准的规定。聚丙烯纤维混凝土和普通混凝土相比，其和易性、流动性均较差，因此在选择骨料时要充分考虑结构及混凝土输送要求。粗骨料粒径不宜大于20mm.。如采用泵送混凝土，石子粒径宜选择5~15mm连续级配的卵石颗粒。对其它混凝土运输方式，石子最大粒径可放宽至20mm。

聚丙烯纤维的性能对混凝土性能影响较大，纤维原材料应满足下列要求：

（1）纤维直径应为10~100um,长度为4~25mm之间；

（2）纤维弹性模量不低于3000Mpa；

（3）纤维抗拉强度不低于280mpa;

（4）纤维对人体的健康和环境无不利影响；

（5）纤维在混凝土拌合物及硬化过程中具有化学稳定性，不降低强度；

（6）纤维应易于拌合，不结团，表面未受污染，在混凝土拌合物中具有易分散性，且与硬化混凝土有良好的粘结性能。

2. 科学配置聚丙烯纤维混凝土是保证质量的先决条件

2.1 配合比设计

原材料合格后可用于混凝土配合比试验。混凝土配合比设计应满足以下条件：

（1）满足混凝土设计的强度等级；

（2）满足施工要求的混凝土和易性；

（3）满足混凝土使用要求的耐久性；

（4）满足上述条件做到节约水泥和降低工程成本。

聚丙烯纤维混凝土配合比设计应根据纤维混凝土的使用目的和特殊性能要求，根据纤维应用的环境和工作条件，结合纤维的几何参数、物理力学性能等，通过试验确定纤维的品种型号。根据纤维在混凝土拌合物中的纤维分散性、拌合物工作性和对混凝土早期收缩裂缝的控制和其它的特殊性能要求，通过试验和已有工程经验确定纤维掺量。纤维掺量一般不超过2kg/m3,常用掺量为0.6~1.2kg/m3。

纤维试配时应考虑纤维对混凝土抗压强度的影响，通过试配，适当调整配合比，保证聚丙烯纤维混凝土的强度等级要求。

流动性好的混凝土才有利于混凝土的密实。由于数目很大的细纤维分布到混凝土的水泥砂浆中，增加了拌合料的粘稠度，使坍落度有所降低，比普通混凝土降低约30%左右。若发现坍落度降低不能满足施工要求时，不应用增加用水量来提高坍落度，而应调整配合比，采用掺加高效减水剂的办法，并应通过试验调整减水剂用量，比如略增大减水剂用量来提高坍落度。控制坍落度在适宜范围内满足施工要求。

2.2 配合比现场检验控制

由于现场施工条件与实验室试配混凝土的条件不是一致的，如天气的变化，每次进场的混凝土砂、石材料含水量的变化等，因此施工现场聚丙烯纤维混凝土配比要根据现场进行适当调整，以满足设计要求的配合比。

试验室所确定的配合比，其砂石骨料是以饱和面干状态为基准。而施工现场的砂、石其含水状态是受自然环境条件的影响而经常变化的。施工时，砂、石含水量常超过饱和面干状态。因此应根据实际检测砂石表面含水率，将试验室配合比换算为施工配合比。其目的在于准确的实现试验室配合比，而不是改变试验室配合比。

试验室所确定的聚丙烯混凝土配合比，其和易性不一定能与实际施工条件完全适合，或当施工设备、运输方法或运输距离，施工气候等条件发生变化时，混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求，需将混凝土配合比在满足设计要求下做合理调整。

首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定，其工作性应满足设计配合比要求。开始生产时应至少留置一组标准养护试件，作为验证配合比的依据。

3. 聚丙烯纤维混凝土拌制

聚丙烯纤维混凝土拌制应采用强制式搅拌机。投料和拌合工作的关键是纤维能否均匀分散到混凝土中。投料应按认可的混凝土施工配比进行最佳投料顺序和拌合时间试验。聚丙烯纤维应在加水之前投入。根据施工经验，聚丙烯纤维可随同砂、石料一起投入搅拌机中，再加入水泥、水一起搅拌。

控制搅拌时间，聚丙烯纤维混凝土拌合时间应比普通混凝土延长40～60s。时间过短，混凝土拌合不充分，其强度及和易性都将降低，时间过长，加大混凝土的离散性并降低搅拌机的生产率。

4.聚丙烯纤维混凝土运输

聚丙烯纤维混凝土的运输应保持混凝土的均质性，不发生离析现象。运输混凝土的设备和能力，应与拌合、浇注能力、施工要求混凝土量相适应。由于纤维混凝土坍落度损失较快，因此必须缩短场外运输时间，一般控制在 30min以内，否则混凝土不易振捣。混凝土运至浇筑点开始浇筑时，应满足设计配合比所规定的坍落度，应保证在混凝土初凝之前能有充分时间进行浇筑和振捣。

5.聚丙烯纤维混凝土浇筑

浇筑是聚丙烯纤维混凝土施工的关键工序，对混凝土的密实性和抗裂性有直接影响，施工时应高度重视，特别关注。

聚丙烯纤维混凝土由于纤维在混凝土中形成三维乱向支撑体系，与普通混凝土相比粘稠性较大，振捣器振捣时不易泛浆，造成振捣、整平、抹面较困难。因此施工时要抓紧时间振捣密实、整平。

混凝土浇筑应连续，应保证纤维分布的均匀性和结构的连续性，在浇筑过程中不得随意加水。施工中应充分振捣，使混凝土密实，减少内部裂缝和孔隙，提高抗裂性。

浇筑后应多次原浆压面，确保表面密实，最后一次压面应在聚丙烯纤维混凝土接近初凝表面泌水风干后进行。应在接近初凝前完成压面，终凝前完成压光，若需压槽的表面应在终凝前做压槽处理。

码头面层混凝土振捣可采用平板振动器和振动梁相结合的方法。码头面层混凝土浇筑先用人工摊铺，摊铺高出20~40mm，再用平板振动器振捣密实，然后用振动梁振动密实初平，再用金属圆滚将表面反复滚压平整，最后人工用金属抹刀抹压找平，这样达到密实、平整的效果。

6.聚丙烯纤维混凝土养护

混凝土的浇筑固然重要，但如果放松混凝土的养护工作，前面的工作即使做得最好，混凝土的质量肯定达不到要求，甚至前攻尽弃。混凝土浇筑后，如空气干燥、气候炎热或者温度很低，不及时进行养护，混凝土中水分会蒸发过快，出现脱水现象，使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化，不能转换为稳定的结晶，缺乏足够的粘结力，从而会在混凝土表面出现片状或粉状剥落，影响混凝土的强度。此外，在混凝土尚未具备足够的强度时，其中水分过早的蒸发还会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹，影响混凝土的整体性和耐久性。所以混凝土浇筑后期的养护非常重要。

聚丙烯纤维混凝土的养护主要是保持适当的温度和湿度条件。面层混凝土浇筑完毕后，表面应及时用麻袋、塑料薄膜或土工无纺布覆盖，结硬后保湿养护。浇筑完毕12h内必须进行洒水湿润，不得让混凝土表面见白。连续养护时间不得少于14d，养护期间应保持混凝土处于湿润状态。

7.施工过程中加强质量监控

聚丙烯纤维混凝土质量的好坏，是参建人员共同努力的结果。施工人员、监理人员应尽职尽责，随时监控混凝土的配制、搅拌、浇筑和养护等过程。监理人员、承包商质检人员按时检查配制的混凝土材料是否符合规范规定的要求，检查施工中混凝土的成份是否符合设计要求的配合比，运输、浇筑和养护是否符合施工质量要求。聚丙烯纤维的掺量应采用水洗法在混凝土浇筑地点取样检验，测得的纤维实际含量与配合比要求的含量相差不应超过15%。每个工作班应至少检验2次。并要按时做混凝土坍落度实验，坍落度是最简易、最快速判别混凝土质量的指标，坍落度过大、过小将会产生振捣不实。

8.结语

总之，聚丙烯纤维混凝土质量控制应在混凝土的原材料、混凝土配置、拌制、运输、浇捣、养护等全过程、全方位加以重视并采取切实可行的措施，就可以有效的防止出现混凝土裂缝等质量问题，从而保证工程质量。