CECS38-2004 纤维混凝土结构技术规程.pdf

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标准编号:CECS38-2004
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标准类别:建筑工业标准
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CECS38-2004标准规范下载简介

CECS38-2004 纤维混凝土结构技术规程.pdf

9 钢纤维混凝土公路路面、机场道面 港区道路和堆场铺面

9.1钢纤维混凝土公路路面

.1.1本节除考虑公路钢纤维混凝土路面的特点外,还考虑与现 行行业标准《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40相协调。 因此,有关公路钢纤维混凝土路面的设计与施工,除应遵守本节的 现定外,尚应符合现行公路水泥混凝土路面设计、施工规范的有关 规定和本规程第14章的规定。 .1.2因路面的面层开裂破坏主要是由弯拉应力导致的,因此在 设计钢纤维混凝土路面板厚度时,应以钢纤维混凝土弯拉强度为 设计标准。混凝土的弯拉强度以28d龄期的强度控制。如果路 面开放交通承受荷载的时间大于90d,则可采用90d龄期的强度 为28d强度的1.1倍)。 根据钢纤维混凝土的力学特性,在混凝土中掺人一定量的钢 纤维后,其弯拉强度有较大的提高。试验表明,在混凝土中掺人一 定量的钢纤维后,其弹性模量提高不大,与普通混凝土相近。因 而,在无条件测试时,可根据同强度等级素混凝土弯拉强度设计 值,按现行有关水泥混凝土路面设计规范的规定采用。 钢纤维混凝土路面的钢纤维混合料的配制和原材料要求,应 按本规程第14章有关规定执行。钢纤维混凝土配合比设计采用 的弯拉强度值,应为弯拉强度标准值的1.10~1.15倍。 9.1.3钢纤维混凝土路面设计时,由于采用钢纤维的品种、掺量、 长径比和混凝土基体不同,使钢纤维混凝土的弯拉强度及钢纤维 对弯拉强度的影响系数有所区别。因此,钢纤维混凝土弯拉强度 宜通过试验确定。在测定钢纤维混凝土弯拉强度时,将试件成型 156·

的作用,因此,钢纤维混凝土路面面层厚度计算时,同样要考虑疲 劳温度应力的作用。 9.1.8面层厚度的计算采用试算法进行,因一时难以得到准确的 面层厚度值,通常给予一定的容许差值范围,只要在此范围内,面 层厚度设计即满足要求。也就是,荷载疲劳应力和温度疲劳应力 之和与可靠度系数的乘积不大于钢纤维混凝土弯拉强度标准值, 即满足公式(9.1.8)的要求时,初选面层厚度即可作为钢纤维混凝 土面层的计算厚度,否则CJJT171-2012标准下载,应改选面层厚度,重新计算,直至满足公 式(9.1.8)的要求为止。设计厚度应根据计算厚度向上取整,以 10mm的倍数取用。 9.1.9关于在原有水泥混凝土路面上铺筑钢纤维混凝土加铺层 的设计,国内外还没有建立完善的设计理论和方法。目前,钢纤维 混凝土路面加铺层的设计按水泥混凝土路面设计规范的规定,钢 纤维混凝土路面加铺层的厚度,是先以等刚度原理计算出水泥混 凝土路面加铺层的厚度,然后按钢纤维体积率不同,大致取水泥混 凝土路面加铺层厚度的0.55~0.65倍。如果直接按等刚度原理 计算钢纤维混凝土路面加铺层的厚度,则不能反映钢纤维混凝土 的增强效果,因为钢纤维混凝土和水泥混凝土的弹性模量取值基 本相同。 本方法是参考美国工程兵部队一系列试验后得到的半经验公 式并经对比论证而采用的,较符合路面的实际情况。 9.1.10当沥青混凝土路面因整体强度不足面需铺筑钢纤维混凝 土加铺层时,原有沥青混凝土路面面层除回收再生利用外,一般可 不铲除,但应对局部松散和坑槽处进行修补。裂缝严重的路段应 采取措施,防止因原有路面破损导致加铺层产生反射裂缝。 9.1.11直接式钢纤维混凝土路面加厚层的接缝应与旧路面的接 缝重合。主要考虑到直接式加厚板与原路面板的共同作用,有可 能因原路面板的接缝反射,使加厚层板产生裂缝,故要求上下层板 的接缝相重合。若原路面板的横向缩缝间距小,这时接缝的反射

作用影响不大,故可间隔取消一条接缝

9.2层布式钢纤维混凝土复合路面

9.2层布式钢纤维混凝土复合路面

纤维的类型、体积率、长径比等因素的影响而变化较大,因此宜通 过试验确定。试验表明,当钢纤维体积率为0.9%~1.5%(相当 于上、下各层撤布1.4~2.4kg/m*)、长径比为50~100时,层布式 钢纤维混凝土弯拉强度比素混凝土提高18%~30%。 9.2.5试验表明,上下层混凝土中含有一定量的钢纤维,其弹性 模量提高不大,与普通混凝土相近,因而,层布式路面面层锅纤维 混凝土弯拉弹性模量可不考虑钢纤维的影响,按同强度等级索混 凝土弯拉强度设计值根据《公路水泥混凝土路面设计规范》 JTGD40的规定采用。 9.2.6由于层布式钢纤维混凝土比水泥混凝土具有较高的抗裂、 抗冲击及抗胀缩性能,路面不易开裂,即使有微小的裂缝,也能保 持在较长时间内裂缝不继续扩展,因面提高了路面的耐久性和使 用寿命,接缝间距可比水泥混凝土路面的接缝间距适当加大。接 缝间距可根据钢纤维特性和掺量、面层厚度、温度应力等并结合当 地的工程经验确定。 9.2.7在设计层布式钢纤维混凝土复合路面面层厚度时,为了减 少反复计算次数,当钢纤维体积率为0.9%~1.5%时,初选厚度 可按现行有关规范水泥混凝土路面板初选面层厚度的65%~ 75%采用。考虑到层布式钢纤维混凝土弯拉强度和弯拉疲劳强度 比普通水泥混凝土弯拉强度和弯拉疲劳强度有较大的提高,因而 可使路面面层的厚度减薄。试验表明,上下层钢纤维掺量为 0.9%~1.5%时,其面层厚度可比普通水泥混凝土路面面层厚度 减薄25%~35%。 为了保证层布式钢纤维混凝土复合路面的质量和使用寿命, 避免因路面板过薄而发生翘曲变形,参考现行规范中关于水泥混 凝土路面面层最小厚度的规定及使用经验,对特重或重交通量,规 定层布式钢纤维混凝土复合路面板的最小厚度为160mm,对中等 或轻交通量,最小厚度为140mm。 9.2.8为与现行公路水泥混凝土路面设计规范相协调,以普通混 ·160

凝土的荷载疲劳应力系数为基准,并根据层布式钢纤维混凝土试 验数据的分析结果,可得层布式钢纤维混凝土复合路面的疲劳应 力系数计算公式(9.2.8)。 9.2.9虽然层布式钢纤维混凝土复合路面面层比水泥混凝土路 面面层的厚度小,但仍然受温度变化的影响,承受着疲劳温度应力 的作用。因此,层布式钢纤维混凝土复合路面面层厚度计算时,同 样要考虑疲劳温度应力的作用。 9.2.11当沥青混凝土路面因整体强度不足而需铺筑层布式钢纤 维混凝土加铺层时,原有沥青混凝土路面面层除回收再生利用外, 一般可不铲除。但应对局部的松散、坑槽进行修补。裂缝严重的 路段应采取措施,防止原有路面破损致使加铺层产生反射裂缝。 9.2.12层布式钢纤维混凝土复合路面与水泥混凝土路面的施工 基本相同。本条仅就其不同点作了相关的规定。 9.2.13由于全截面式和层布式钢纤维混凝土复合路面面层的钢 纤维含量和分布状态不同,钢纤维混凝土弯拉试验方法也有所区 别,本条规定了其弯拉强度试验采用试件的制作方法和试验时采 用的加裁方向

9.2.14层布式钢纤维混凝土复合路面与水泥混凝土路面质量检

9.3钢纤维混凝土机场道面

9.3.1本节的规定除着重考虑机场钢纤维混凝土道面的特点外, 还考虑了与机场水泥混凝土道面有关规范的协调。因此,有关机 场钢纤维混凝土道面的设计与施工,质量检查与验收,除应遵守本 节规定外,尚应符合现行规范关于机场水泥混凝土道面设计、施 工、质量检查及验收的有关规定和本规程第14章的有关规定。 9.3.2因道面板的开裂破坏主要是由弯拉应力导致的,因此在设 161

9.4钢纤维混凝土港区道路和堆场铺面

9.4.1由于港区行驶的流动机械其有简载重量范围大、轮多、抽 形复杂以及集装箱箱脚荷载大等特点,对港区道路和堆场铺面提 出了较高的要求。钢纤维混凝土具有优良的抗拉、弯拉、抗疲劳、 抗冲击和耐磨等性能,应用于港区道路和堆场铺面具有很大的优 越性

通水泥混凝土铺面的设计相似。故其设计与施工除应符合本条规 定外,还应符合《港口道路、堆场铺面设计和施工规范》JTJ296的 有关规定。 9.4.3根据有关试验资料,钢纤维混凝土初裂时的弯拉强度约为 普通混凝土路面弯拉强度的1.4倍,钢纤维混凝土面板厚约为普 通混凝土板厚的65%~75%。由于钢纤维混凝土具有很大的韧 性,开裂后仍能保持紧密接触和较高的弯拉强度,因而强度折减系 数可有较大提高。 弯拉弹性模量值实测较困难,在结构设计以前实测是难以做 到的。而且弹性模量本身变化不太大,对厚度计算影响较小,故弯

表8设计弯拉强度和弯拉弹性模

9.4.4本条定义了铺面结构的容许弯拉应力.,把容许弯拉应 力表达成铺面混凝土28d龄期的设计弯拉强度与各类系数的乘 积。 9.4.5研究表明,钢纤维混凝土是一种优良的铺面、路面铺筑材 料,与普通混凝土相比,由于具有很高的韧性和耗能能力,其抗折 疲劳强度较普通混凝土有显著的提高。本规范给出了与普通混凝 土疲劳系数相协调的钢纤维混凝土疲劳系数的计算公式。其适用 范用为:

≤1.05.10*≤N≤10%

9.4.7与普通水泥混凝土铺面结构相同,为防止温度变化引起胀 缩和翘曲,钢纤维混凝土铺面必须设计各种接缝,相邻车道设纵向 缝为保证传递荷载,可设置传力杆,厚度大于240mm的板可设置 企口缝。横向设置缩缝与施工缝,缩缝通常采用锯缝工艺,做成假 ·164

缝形式。缩缝间距可大于普通水泥混凝土板,长宽比以1~1.3为 宜;胀缝设置同普通混凝土板。 集装箱荷载具有荷载大和接地面积小的特点,它产生的荷载 应力往往对铺面结构厚度设计起决定作用。集装箱宜定点堆放, 设计时可通过合理的板块划分,避免集装箱箱脚荷载作用在板的 最不利位置,从而取得较好的经济效益。根据计算分析,以确定合 适的钢纤维混凝土铺面的平面分块尺寸。

10钢纤维混凝土工业建筑地面

10.1.1、10.1.2钢纤维混凝土地面的构造与普通混凝土地面的 构造大致相同。钢纤维混凝土地面可兼作面层,具有较好的耐磨 性和抗冲击性能。结合层、隔离层等其他构造层可根据设计和使 用要求,参照现行国家标准《建筑地面设计规范》GB50037的规定 设置。钢纤维混凝土地面工程的验收应遵照现行国家标准《建筑 地面工程施工质量验收规范》GB50209和本规程的规定执行。 钢纤维混凝土工业建筑地面适用于荷载和环境因素对地面质 量要求较高的情况

10.2.1、10.2.2钢纤维混凝土是一种复合材料,它的性能主要取 决于钢纤维、混凝土两种材料的性能。就钢纤维而言,混凝土强度 等级在一定范围内越高,就越能发挥其性能,整个复合材料的性能 也就有更大的提高。钢纤维混凝土弯拉强度、弯拉弹性模量的测 定方法可参照《钢纤维混凝土试验方法》CECS13的规定执行。 10.2.3钢纤维混凝土地面垫层(或垫层兼面层)相对刚度半径的 计算公式依据Meyerhoff设计理论给出的。 对于回弹土基,土基被认为是一种柔性基床,在某一点上的压 力与同一点的沉降度成正比,而邻近非受荷面积不受影响。可采 用平板加载试验测定。对于弹性土基,土被认为是半无限延伸的 各向同性均质弹性体。具体分类采用的方法应参照相关建筑地面 或公路路面地基处理规范执行。 地基的变形模量在没有试验资料时,可按照表9选取。 ·166·

10.3.1、10.3.2钢纤维混凝土垫层(或垫层兼面层)设计时,地面 的安全等级、重要性系数和地面荷载应符合《建筑地面设计规范》 GB50037的规定。有些工业厂房的荷载比较特殊,《建筑地面设 计规范》GB50037不能涵盖,需要按厂房的特殊要求确定。 10.3.3在同一地段内有两种以上主要的地面荷载类型时,应分 别求出厚度,并以其最大者作为该地段的望层(或挚层兼面层)厚 度。当相邻地段所求出的垫层(或垫层兼面层)厚度不一致时,宜 采用不同的厚度。当技术经济上较合理时,亦可采用同一厚度。 对个别有重荷载的地段,应采用局部加厚或加劲措施,不宜增加整 个地段的垫层(或垫层兼面层)厚度。 10.3.4有些工程将钢纤维混凝土仅用作面层,用以防止地面表 面裂缝和提高表面耐磨性。确保面层和垫层的可靠粘接是保证工 程质量的关键。 10.3.5本条规定了钢纤维混凝土地面垫层(或垫层兼面层厚度 的设计方法。钢纤维混凝土地面垫层(或垫层兼面层)承载力设计 计算依据,系根据Meyerhoff设计理论,详见附录B。 10.3.6钢纤维混凝土初裂弯拉强度为钢纤维混凝土弯拉破坏曲 线直线上升段拐点处所对应的弯拉强度值。在没有实验资料时, 可按公式(10.3.6)进行计算。本公式系通过国内近年来大量实验 数据回归所得。钢纤维混凝土设计弯拉强度的取值应符合本规程 第3章的规定。 10.3.7钢纤维混凝土地面板的应力,应按弹性地基上板的线弹 性理论进行分析,取最不利荷载组合的分析结果作为设计依据。

10.4钢纤维混凝土地面板尺寸和构造设计

10.4.1地面接缝的种类很多,本规程中仅对适合钢纤维混凝土 地面的几种接缝给予规定,对于其他各种变形缝可参照《建筑地面 ·169·

10.5施工及质量检验

10.5.1钢纤维混凝土地面铺筑可采用人工方法,也可采用路面 铺设机械方法。当采用人工铺筑时,可采用规尺人工抹平混凝土 或采用摊平振动梁人工操作抹平混凝土。当进行条带状铺筑时, 也可采用在模板框上拖动振动梁,人工操作抹平混凝土。 在地基与地面板体之间设置一层聚乙烯防水薄膜,主要可起 下述作用: 防止混凝土中的水流失到地基; 可以减小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,所以应把握时机及时切缝。 ·170·

10.5.2~10.5.8钢纤维混凝土工业建筑地面的施工和质量检验 基本上与现行国家标准《建筑地面施工及验收规范》GB50209的 规定以及本规程第14章的规定一致。考虑到在设计中采用弯拉 强度、弯曲韧度比等指标,所以专门规定了有关的试验方法和评定 标准。

11 钢纤维混凝土刚性防水工程

11.1.1近十年的研究与应用表明,钢纤维混凝土在地下防水工 程、各类蓄水工程中的应用取得了良好的效果。本规程除刚性防 水屋面外,已将适用范围扩大到其他各类建筑物和构筑物,如地下 室、水池等的刚性防水工程中。 本规程只对钢纤维混凝土防水工程的特殊要求作了规 定。其设计与施工尚应符合现行国家标准《屋面工程质量验 收规范》GB50207和《地下工程防水技术规范》GB50108的有 关规定。

11.1.1近十年的研究与应用表明,钢纤维混凝土在地下防水工 程、各类蓄水工程中的应用取得了良好的效果。本规程除刚性防 水屋面外,已将适用范围扩大到其他各类建筑物和构筑物,如地下 室、水池等的刚性防水工程中。 本规程只对钢纤维混凝土防水工程的特殊要求作了规 定。其设计与施工尚应符合现行国家标准《屋面工程质量验 收规范》GB50207和《地下工程防水技术规范》GB50108的有 关规定。

11.2.1根据钢纤维混凝土的特点和防水工程的要求,规定了水 泥品种、水灰比、粗骨料最大粒径和砂率。对防水砂浆使用钢纤维 的几何尺寸、掺量也给出了选用范围。这些规定都是国内外工程 实践的总结。 为防止钢纤维锈蚀,提高防水工程的耐久性,条文中规定不得 使用含氯盐类的外加剂。 11.2.2考虑到目前膨胀剂应用的普遍性和良好的防水效果,条 文中规定当条件适宜时可采用钢纤维补偿收缩混凝土。由于混凝 土的干燥收缩率在0.02%左右,故规定钢纤维补偿收缩混凝土的 膨胀率不宜小于0.02%。考虑到长期的收缩作用,钢纤维补偿收 缩混凝土才能真正起到“补偿收缩”的作用。 11.2.3掺人聚合物和无机防水材料可有效提高钢纤维混凝土的 防水效果。由于这类材料品种紫多,性能各异,必须通过专门的试 ·172

验确定其掺量,直目使用达不到应有效果基室造成事故。

11.3.1根据工程经验,对屋面钢纤维混凝土刚性防水层的最小 厚度作了规定。 11.3.2在屋面防水层和找平层间设置隔离层可以减小防水层的 收缩摩阻应力,从而避免防水层开裂。隔离层可采用聚乙烯薄膜、 沥青油毡、聚合物玻璃纤维布或砂薄层等。对于钢纤维补偿收缩 混凝土可不设隔离层。 11.3.3钢纤维混凝土屋面防水层因收缩率小,抗裂性好,故伸缩 缝间距可增大到10m。为保证防水效果,油性密封膏应在混凝土 干燥后嵌封在分格缝内, 11.3.4、11.3.5插人式振揭器会影响钢纤维的均匀分布,因此, 条文中规定使用表面振动器。 早期养护对钢纤维补偿收缩混凝土至关重要,故在条文中规 定了养护方法和至少14d的养护期

11.4地下室和水池刚性防水

11.4.1地下室和水池的刚性防水层应分层压抹,总厚度应由防 水要求的渗透压确定,厚度太薄不能保证防渗效果。钢纤维在防 渗层中主要起到防裂作用,指望用钢纤维减小防水层的厚度是 种误解。此外,为防止表面钢纤维锈斑外露,必要时可在外覆盖 层无纤维的防水砂浆或掺有合成纤维的防水砂浆, 11.4.2、11.4.3钢纤维混凝土和砂浆与基层的年固粘结有利于 防止防水层开裂,尤其是对抹面砂浆效果更好,故规定了使用界面 处理剂和对基层的凿毛要求。 防水砂浆每次抹压厚度过小会降低生产效率,过大则不利于 砂浆压实,因此,对每层的抹压厚度作了规定。 11.4.4在自防水结构的关键部位掺人钢纤维抵御较大的拉应

力,阻止混凝土的开裂是钢纤维混凝土的一种典型应用。可充分 利用钢纤维混凝土抗拉能力的可设计性,在不同部位采用不同的 纤维含量,将更加经济合理

12钢纤维增强公路、城市桥梁结构和桥面

12.1钢纤维混减士桥设结构设计一般规定

12.1.1根据国内工程应用经验和研究资料,在拱桥、染桥或其他 桥型的上部结构使用的钢纤维混凝土结构可分为四类:无筋钢纤 维混凝土结构,钢筋钢纤维混凝土结构,钢筋钢丝网钢纤维混凝土 结构和预应力钢筋钢丝网钢纤维混凝土结构。 12.1.2钢纤维混凝土结构构件的截面与普通混凝土构件截面的 计算假定相同的部分为:平截面假定,受压区混凝土极限状态应力 图形;不同之处是考虑纤维混凝土的抗拉作用。 12.1.3钢纤维混凝土抵抗变温反复作用的能力较强,故将警通 混凝土桥巢规定的变温内力作适当降低来考愿纤维混摄土抵抗变 温反复作用的有利影响。试验研究表明,钢纤维混凝土的收缩较 普通混凝土降低8%~10%,故可将用于普通混凝土的收缩内力 降低8%。 12.1.4、12.1.5考虑钢筋钢丝网钢纤维混凝土的特点,规定允 许裂缝宽度为0.1mm,这在耐腐蚀性设计上是偏于安全的,并 且在设计上也不难满足。由于钢筋钢丝网钢纤维混凝土均属于 薄壁结构,综合其受力特性和耐腐蚀性能要求,规定了保护层厚 度。 12.1.6除本规程的有关规定外,尚应满足现行行业标准《公路钢 筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62和《公路砖石 混凝土桥涵设计规范》JTJ022以及其他桥涵设计规范的有关规 定。本规程中采用了《建筑结构设计术语和符号标准》 GB/T50083规定的符号,与上述两个规范的符号不同,使用时请 注意对应关系。

12.2无筋钢纤维混凝土拱桥设计

12.3钢纤维混凝土桥梁结构设计原则和构造规定

12.3.1~12.3.3根据我国西南地区建造的钢纤维混凝土桥采的 经验制定了相应的构造要求。为发挥钢纤维和钢丝网的作用,使 桥桑轻型化,截面高度比普通混凝土降低,同时考虑到桥梁刚度不 宜太小,规定了降低幅度为15%~20%。钢纤维混凝土和钢丝网 钢纤维混凝土可用于受拉、受剪较大的部位。对于大跨度桥梁推 荐采用全截面掺加钢纤维或钢纤维钢丝网复合的箱架。 为了确保梁的承载力和使钢纤维充分发挥作用,钢纤维混凝 土强度等级对于中、小跨径桥不得低于CF30,对于大跨径及特大 跨径桥不得低于CF40,并且规定钢纤维混凝土中的钢纤维的体积 率不宜低于1.5%。 12.3.4、12.3.5由于薄壁箱梁布置预应力钢索的被面厚度或宽 度较小,所以每束采用的钢索不宜过大,般不多于3支75或3 支79的高强钢绞线或钢丝束。 箱梁的顶板或底板不应太薄,否则承受预应力的能力和耐腐 蚀能力将不足。根据工程实践,规定了板厚不小于100mm。为了 提高箱梁顶板的抗力和横向刚度,规定了横肋尺寸和间距的最低 要求。 12.3.6、12.3.7钢丝网与钢纤维混凝土复合,可以有效地控制裂 缝,但由于15mmX15mm网格会给施工带来困难,故可以用钢筋 网取代。如采用粘结性能好的钢纤维,当通过试验认定其增强效 果与上述情况相当时,可采用较低的掺率,

12.4钢纤维混凝士桥梁结构设计计算

12.4.1、12.4.2经过试验研究和工程试点,证明采用部分预应力 钢丝网钢纤维混凝土作为桥梁结构,具有结构自重减轻,延性提 高,简化预应力施工等优点。这里提出了适合于这种结构预应力 计算的原则

桑斜截面承载力实测值与计算值比值的均值μ=2.043,说明公式 (21)是可行的

12.5钢纤维增强公路和城市桥粱桥面

12.5.1公路与城市桥梁的混凝土桥面破损情况严重,不但影响 正常交通,而且不利于安全。 20世纪70年代以来,美国、日本等国采用钢纤维混凝土铺修 桥面,取得了不少经验,认为对于提高桥面层的抗裂性、耐磨性和 减少维修工作量都有很大好处。1987年和1988年在维修北京南 郊马草河桥及北郊安惠桥时,采用了钢纤维混凝土桥面技术,取得 了钢纤维混凝土桥面设计和施工的初步经验。在四川省和其他省 市的公路和城市道路桥面工程中应用钢纤维混凝土的经验证明, 钢纤维混凝土是一种性能优良的桥面铺装材料。 钢纤维混凝土桥面在国内刚开始应用,国外试用时间也不长, 为了稳妥,先规定在受力较明确的简支、连续体系结构和拱形结构 的公路与城市道路桥梁上应用,对于其他结构的桥梁应通过试验 后使用。 近年来,在长江上修建的一些大型桥梁的桥面也都采用了钢 纤维混凝土,可见,钢纤维混凝土桥面的应用已日益广泛。 12.5.2钢纤维混凝土的配合比与普通混凝土有所不同。为了充 分发挥钢纤维的增强效果,粗骨料粒径要小,砂率和水泥用量要适 当增加。 12.5.3由于桥面厚度较薄,采用钢纤维混凝土后,厚度不可能有 大的减少。因此,可按普通混凝土桥面厚度考虑,桥面防水层也按 菩通混凝土桥面考虑。 12.5.4为了防裂,目前桥面钢筋网多用100mmX100mm的网 格。钢纤维混凝土桥面钢筋网加大了钢筋间距,可节约钢筋。 对于跨径较小或桥面变形较小的梁桥和拱桥桥面,可取消钢筋 网

考虑钢纤维影响后,改为如下计算公式!

12.5.5分缝间距较大是钢纤维混凝土桥面的主要优点,不但有 利于减轻破损,而且能增加行车舒适感。但分缝过大,仍会造成混 凝土开裂。根据经验,横缝间距以10~15m为宜,不应大于20m, 单向坡3车道宽(12m左右)或小于3车道宽的桥面可以不设纵 缝,4车道或大于4车道宽的路面需要设置纵缝

13钢纤维增强水工混凝土结构

13.2高应力区局部增强

1水泥:所列三种水泥限制了水泥中的混合材用量;硅酸盐 中热水泥还具有水化热低等优点,是水工混凝土首选的水泥品种。 限定强度等级不低于42.5MPa,是为了保证高应力区结构增强效 果的可靠性。 2对钢纤维强度、品种及掺量所作的规定,可以有效地保证 关键部位的增韧效果和钢纤维混凝土质量。 3使用高效减水剂不仅可以降低水泥用量,还可大大改善混 凝土拌合物的流动性。这对于保证混凝土施工和易性是不可缺少 的。 4经验证明,掺用I级粉煤灰有利于改善混凝土性能,但掺 量过多不利于结构性增强,限定在15%范围内较合适。 5高应力区使用钢纤维混凝土,通常混凝土强度等级较高。 工程实践表明,混凝土早期开裂是高强混凝土最经常出现的问题 之一。上海地铁工程的经验已证明,适量掺人聚丙烯纤维可提高 混凝土抵抗早期开裂的能力。 13.2.5结构的高应力区常常是水工建筑物的要害部位,强调钢 纤维混凝土配合比设计必须进行混凝土拌合物和易性试验,是为 了防止出现简单地在普通混凝土配合比中掺加钢纤维的做法,以 确保达到增强的效果。若因疏漏而达不到预期的增强效果,其后 果将十分严重。 13.2.6对施工工艺强调了两个重点: 1施工前,按工程选用的原材料和施工条件进行试拌,确定 最合适的投料顺序和搅拌时间。 2为防止混凝土早期开裂和温度裂缝,必须加强对混凝土的 早期养护,保温保湿。 水工建筑物安全度要求高,高应力区的安全必须保证。必须 现场取样,检验强度和设计要求的性能指标,这样才能满足水工混 疑土施工规范和本规程的要求。

13.3抗冲磨、防空蚀区增强

13.3.1、13.3.2钢纤维可提高混凝土抗磨性已为国内外公路路 面的使用所证实,已积累了较丰富的实践经验。在水利工程上则 有石桥二级电站钢纤维抗冲磨混凝土等工程的应用经验,技术上 应是可靠的。水工建筑物抗冲磨、耐空蚀部位有一些特殊的技术 要求,在使用钢纤维混凝土时必须予以满足。因此,在使用本规程 时,必须与现行有关水工建筑物和水工混凝土抗冲磨、防空蚀的设 计和施工规范配套使用。 13.3.3对钢纤维强度、品种及掺量所作的规定可以有效地保证 增强效果。抗冲磨、耐空蚀混凝土最忌裂缝,而高强度混凝土又常 常易发生早期裂缝和温度裂缝。经验表明,掺人入适量聚丙烯纤维 是防止高强混凝土早期裂缝的有效措施之一,两种纤维复合使用 的防裂效果已在上海地铁等工程中得到证明。 13.3.4水工建筑物的抗冲耐磨部位通常是水工建筑物的要害部 位,条文所列是为了保证钢纤维混凝土的工程效果,不因施工检验 间题而给工程遗留缺陷。由于国内尚缺少关于混凝土的抗冲磨和 抗空蚀试验方法和评定标准,因此需要由有关部门协商解决,并为 进一步制定标准积累经验。

14钢纤维混凝土施工及检验

14.2.1钢纤维的品种、规格、性能和质量对钢纤维混凝土性能有 重要影响,除应按附录A的规定进行控制外,各生产厂尚应有对 产品质量进行控制的企业标准。钢纤维产品的质量应符合经标准 化管理部门备案的企业标准。 14.2.2混凝土中氯离子含量较高时会引起混凝土中钢材锈蚀。 184

为慎重起见,暂规定不得用海水、海砂拌制钢纤维混凝土,严禁掺 加氟盐。 当配制高强钢纤维混凝土时,对砂的质地、细度模数和含泥量 等提出了要求;对粗骨料的质地、级配和含泥量也提出了要求。这 些要求是保证钢纤维混凝土具有较高质量所必须的,所列数据是 根据实际工程经验并参考了《高强混凝土结构设计与施工指南》 HSCC93等编写的。 14.2.3当将钢纤维掺到混凝土拌合料中时,随着纤维掺量的提 高其稠度显著降低。为了得到所需稠度,增加单位用水量会影响 钢纤维混凝土强度和质量,而使用优质减水剂或引气剂才是提高 质量的有效途径。引气剂对钢纤维混凝土抗冻性能的提高效果十 分显著。为了保证工程质量,对所用减水剂和引气剂的质量必须 严格检查,并经试验合格后方可使用。

14.3.1、14.3.2钢纤维混凝土的配合比设计,必须满足设计要求 的拌合料性能和硬化混凝土性能。钢纤维混凝土的强度设计值由 结构设计要求确定,通常为抗压强度、抗拉强度(或弯拉强度)、弯 曲韧度比。弯曲韧度比是衡量钢纤维混凝土质量的一项重要指 标。为提高钢纤维混凝土的韧性,应选用与混凝土握要力较高的 钢纤维,如表面粗糙的钢纤维、变形钢纤维、带有弯钩的钢纤维等。 14.3.3钢纤维混凝土配合比的设计步骤与普通混凝土配合比设 计步骤大体相同,不同点主要有三:第一是强度的双控标准(抗压、 抗拉或抗压、抗折)和韧度要求;第二是纤维体积率的确定方法;第 三是砂率和单位用水量与纤维体积率有关。 钢纤维混凝土的抗拉强度、弯拉强度、抗剪强度、韧度以及与 钢筋的粘结强度等力学性能都与钢纤维体积率有关。本规程规 定,对于不同结构,分别根据抗拉强度(或弯拉强度、弯曲韧度比) 的要求确定钢纤维体积率。体积率同抗拉(或弯拉)强度以及弯曲 185

韧度比的关系,随使用材料、施工方法等而变化,因此应通过试验确 定。 14.3.4钢纤维混凝土的抗压强度与相同水灰比的普通混凝土相 近。因此,试配抗压强度的取值可与普通混凝土相同,由《混凝土 强度检验评定标准》GBJ107的有关规定确定。但该标准未对抗 拉强度、弯拉强度作出规定,目前只能参照抗压强度的施工配制强 度提高系数,来确定抗拉或弯拉强度施工配制强度的提高系数。 14.3.5混凝土的抗压强度主要取决于水灰比、水泥强度等级以 及粗骨料种类。确定钢纤维混凝土的水灰比可采用与普通混凝土 相同的方法,按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55给出的公式 计算。最大水灰比和水泥用量的规定是根据国内的应用情况,并 参照国外规范确定的。水灰比过大或水泥用量过低,虽然可能满 足抗压强度的要求,但由于钢纤维周围未能充满砂浆而影响对抗 拉、抗折、韧性和抗裂性能等的提高。由于钢纤维混凝土属细石混 凝土,故水泥用量较多。因水泥用量过多,混凝土收缩大,对抗裂 不利,故亦应限制用量。 对高强钢纤维混凝土的水胶比、水泥和掺合料总量等的要求, 是参照《高强混凝土结构设计与施工指南》HSCC93编写的。 14.3.6原规程条款中给出了单位用水量选用表和砂率选用表, 表中考虑的影响因素较多,在工程实际使用中感到素项。本次修 改的主导思想是在《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的基础 上再考虑钢纤维的影响。钢纤维的影响主要体现在钢纤维体积率 和钢纤维长径比。根据国内外文献资料和试验研究,认为当钢纤 维体积率为0.5%~1.5%时,最佳砂率为40%~50%,单位用水 量增加10~20kg。对于长径比的影响,国内尚缺少试验数据,参 照国外一些试验数据在条款中规定,在长径比为35~55范围内, 钢纤维体积率每增加0.5%,单位体积用水量相应增加8kg,砂率 增加4%。 14.3.7在混凝土中加入钢纤维后拌合料比普通混凝土干涩,测 ·186·

得的塌落度值减小20mm左右。试验也证明,经振捣后钢纤维混 凝土拌合料的和易性与未加钢纤维时变化不大。因此,本条规定 当采用塌落度值作为钢纤维混凝土稠度指标时,塌落度的取值可 比普通混凝土规范中规定的塌落度值小20mm。当采用VB稠度 作钢纤维混凝土的稠度指标时,可与相应的普通混凝土取相同值。 14.3.8试配和施工配合比的确定与普通混凝土基本相同,可按 现行标准《誉通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定执行。其 中,试验抗拉强度(弯拉强度)时,钢纤维体积率改变量规定为 士0.2%是便于拉开档次而又不产生大的偏离。将测得的抗拉强 度(或弯拉强度)与钢纤维体积率的关系绘成曲线,按给定的试配 强度确定钢纤维体积率。 在强度试验中,改变水灰比或钢纤维体积率时,若要保持拌合 料的稠度不变,只调整砂率有时很难达到,因此,条款中规定也可 适当调节单位用水量和水泥用量

14.4.1钢纤维混凝土施工的各个环节,不论是投料、搅拌、运输 还是浇筑和振据,都要尽可能使钢纤维在混凝土基体中均匀分布, 或按所要求的方向排列,以保证材料的均质性和方向性,这是施工 中要注意的首要问题。 搅拌是保证钢纤维在混凝土中均匀分布的重要环节,因此,条 文规定宜采用机械搅拌。搅拌时要防止产生下述四种情况:纤维 结团,纤维产生弯曲或折断,搅拌机因超负荷而停止运转,出料口 堵塞。 搅拌钢纤维混凝土可以使用普通混凝土搅拌机。国内外实践 证明,强制式搅拌机的搅拌效果较好,其中水平双轴型搅拌机更适 于搅拌钢纤维混凝土。当钢纤维掺率较高、稠度较大时,搅拌机需 较大的功率。为避免超载,条文规定一次搅拌量不宜大于搅拌机 额定搅拌量的80%。自落式搅拌机一般不会超载,但应注意投料 ·187,

顺序,防止纤维结团。 14.4.2为了保证钢纤维混凝土的质量,必须对各种材料准确计 量。全部材料都按重量计算,其允许偏差是参照《混凝结构工程施 工质量验收规范》GB50204和《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55确定的。称量钢纤维的允许偏差规定为2%,是考虑目前的计 量方法及对钢纤维混凝土质量的影响程度确定的。 14.4.3、14.4.4投料顺序和方法与施工条件及钢纤维形状、长径 比、体积率等有关,应通过施工现场实际搅拌试验确定。一般有两 种方式:一是先将钢纤维与干料干拌均匀,再加水湿拌:二是将钢 纤维以外的材料湿拌,在拌合过程中边拌边加入钢纤维,这时宜采 用分散机投放钢纤维。 14.4.5国内一些小工程也有采用人工拌合塑性钢纤维混凝土 的,实践证明也可满足施工和强度要求。采用人工拌合时应特别 注意质量控制,并应经过试拌

14.5运输、浇筑和养护

14.5.1应尽量缩短运送钢纤维混凝土的时间和距离,以避免运 输中的振动使钢纤维下沉,影响拌合料的均勾性。运输过程中钢 纤维混凝土落度和含气量的变化程度与普通混凝土基本相同。 相同稠度的钢纤维混凝土和普通混凝土可以采用相同运输工具。 14.5.2在规定的连续施工区段内的钢纤维混凝土必须连续浇 筑。如若中断,由于钢纤维沿接缝表面排列将起不到增强作用,容 易产生裂缝。 由于钢纤维混凝土中水泥含量较高,初凝时间较短,落度损 失较快,因此,规定从出料到浇筑完毕不宜超过30min。这是参照 美国、日本规范,并根据国内的工程实践确定的。 稠度相同的钢纤维混凝土比普通混凝土干涩,但经振捣后仍 表现出较好的和易性。因此,规定严禁在浇筑时往拌合料中加水。 14.5.3与普通混凝土一样,浇筑和振势是施工中的重要环节,直

接影响钢纤维混凝土的整体性和致密性。如果拌合料稠度相同, 则浇筑和振捣钢纤维混凝土所需的能量与普通混凝土相近。因 此,振搞工具可参照普通混凝土的施工要求选择。由于振捣作用, 钢纤维在与浇筑方向垂直的平面内有成二维分布的趋势,有沿模 板平面取向的趋势和沿振揭棒插人方向排列的趋势。振捣时间过 长还会引起钢纤维下沉而分布不均。因此,在振揭过程中应避免 因振捣方法不当而产生的对钢纤维分布和取向不利的影响。对于 流态混凝土可以采用振捣棒振搞,因为振搞棒拔除后不会产生纤 维的“空洞”,而对干硬性或半干硬性钢纤维混凝土则不可用振捣 棒振捣,因为振搞棒拔除后会产生纤维的“空洞”。 14.5.4为防止钢纤维外露或竖直伸出表面,以保证车辆和行人 安全,在路面或道面等工程整平前可采用具有凸校的金属压滚或 其他方法,将竖起的钢纤维和外露的钢纤维压人后再整平;抹面和 刻槽时也不得将钢纤维带出。 14.5.5钢纤维混凝土构件的校角和尖角处钢纤维容易集中和外 露,设计模板时应将其修圆,以避免出现这种现象。用附着式振搞 器振动的模板,可迫使钢纤维离开模板,有效地防止钢纤维外露。 14.5.6由于钢纤维混凝土的早期强度较高,应加强早期湿养护, 并保持一定的养护温度。 14.5.7泵送钢纤维混凝土在国外应用比较普遍,国内也有若干 工程应用的实例。泵送钢纤维混凝土只要保证纤维分散均匀,不 结团和必要的流动度,就能保证正常施工。 14.5.8在结构中采用钢纤维混凝土局部增强是很有效的,只是 施工比较困难。现场采用小型搅拌机拌合,用运输搅拌车拌合,甚 至可以接取泵送的混凝土再添加钢纤维进行二次拌合,都是解决 问题的办法。要特别注意的是混凝土和钢纤维的准确计量。

4.6.1对钢纤维混凝土组成材料质量和用量的检验,与普通准

凝土要求相同。分别在拌制地点和浇筑地点检查拌合料的稠度和 钢纤维的体积率。 14.6.2检验钢纤维混凝土强度质量应根据工程要求做抗压强度 试验和抗拉强度试验,或抗压强度和弯拉强度试验以及韧度试验。 如确认抗压强度远高于设计要求时,可不做抗压强度试验。 14.6.3按照条文说明计算得到的钢纤维混凝土的轴拉强度与实 测劈拉强度的比值见表11,和对照的素混凝土一样,计算轴拉强 度与实测旁拉强度的比值都近似等于0.90,两者可靠度水平相 近。因此,检验钢纤维混凝土的抗拉强度时,可以保守地取用0.85 倍钢纤维混摄士拉强度代替。

1计轴技度与频拉强度的比们

缩裂缝,提高了混凝士的密实性和耐久性。在硬岩隧道中,钢纤维 喷射混凝土单层结构作为永久衬砌(称为“单层衬砌"),取代了常 用的由喷射混凝土初期支护、防水板和模注混凝土衬砌组成的复 合式衬砌。 钢纤维喷射混凝土在隧道工程中的应用基本上可分为两类: 1利用钢纤维的阻裂性能和钢纤维喷射混凝土的耐久性,做 隧道单层衬砌。 一些较破碎的硬岩,围者变形量值不大,围岩稳定主要是通过 防止出露在岩面上的岩块落而实现。在这种情况下,采用钢纤维 喷射混凝土单层衬砌(常同锚杆配合)在经济上和技术上都是合理的。 2利用钢纤维喷射混凝土的闭性在软弱围岩隧道中做初期 支护。 钢纤维喷射混凝土的一个主要特点是具有良好的韧性,即在 基体混凝土开裂后产生较大塑性变形时能保持承载力不明显降 低,可适应岩爆和大变形情况下围岩变形的释放。作为初期支护, 控制一定程度的开裂是允许的,而钢纤维混凝土的韧性可以有效 地适应和控制围岩的变形。“初期支护”是指隧道开挖后立即建造 的同围岩紧密结合的支护结构。根据“薪奥法”(NATM)原理,初 期支护是包括以后建造的衬砌在内的整个支护系统的重要组成部 分,不应理解为“临时支护”或“施工支护”。

15.2服道、地下工程支护和村翻结构设讯

15.2.5钢纤维喷射混凝土衬磷和支护的设计主要采用建立在围 岩分级基础上的经验方法。 例如,我国《铁路隧道设计规范》TB10003将岩体完整性和岩 石坚硬程度(用岩块单轴饱和抗压强度来反映)同时考虑为决定稳 定性等级的两个主要因素,较好地反映了我国隧道工程的实际。 根据铁路隧道围岩分级,采用钢纤维喷射混凝土作为单层衬砌的 单线铁路隧道,可采用表12所列设计参数:

表12相应于TB10003周岩分级的钢纤维喷射湿土喷层厚度

目前,国际上流行的"挪威法“则根据“岩体质量"(RockMass Quality)Q来对围岩进行稳定性分级,根据Q值和隧道跨度或高 度确定支护形式和支扩参数,在国外应用很广。挪威法支护体系 设计的最大特点是采用钢纤维喷射混土“单层衬砌”作为永久支 护。根据这个设计方法,除了围岩稳定性“最差”的第9类情况必 须采用模注混凝土砌外,其余各种围岩中均采用钢纤维喷射混 凝土单层衬砌(同锚杆配合)。在有涌水、冻害的情况下,可修筑轻 型衬套。 需注意,这个方法主要适用于硬岩地层。这种情况下,一般不 会有大变形。在"岩体质量”(RockMassQuality)Q稳定性分级 中,没有考虑岩石性质(例如,软质岩、膨胀岩等),认为围岩稳定性 主要是由岩体的破碎情况和节理裂隙决定的。因此,在使用时必 须注意其条件和局限性。 15.2.8、15.2.3钢纤维喷射混凝土的韧性是指钢纤维喷混凝土 在承载过程中承受变形的能力,亦即材料开裂产生较大变形的仍 可保持材料强度不明显降低,这是钢纤维喷混凝土的一个重要特 性。钢纤维喷混凝土的韧性可使与岩面紧密贴合的喷层不但具有 一定的柔性,而且在与围岩共同变形过程中持续有效地提供支护 抗力。钢纤维喷射混凝土的韧性参数可通过三分点加载梁试验或 平板加载试验测定。 1三分点加载梁试验。 1)弯曲韧度比评定法。 三分点加载染试验的试件采用喷射成型的大板切割出桑式试 件,试件尺寸为100mm×100mm×400mm(或150mm×150mmX 550mm)。试验两加载点距离及加载点与邻边支座距离均为

图3平板加载试验示意

15.3原材料和配合比要求

15.3.2欧洲喷射混凝土规范推荐的砂石料级配如表15所示,可 供参考,

表15欧洲喷射混凝土规范推荐的砂石料级配

15.3.3钢纤维喷射混凝土原材料中加人硅粉等活性掺合料,有 利于提高强度、密实度和耐久性,增加粘稠性,减少回弹,改善后期 强度;同时可以改善物料可泵性,减少管道和机械磨耗,防止离析 堵管。 15.3.5欧洲喷射混凝土规范从耐久性出发规定水灰比不置超过 0.55,最小水泥用量为300kg/m*。而挪威规范则提出了与结构物 工作环境相应的水灰比和最小水泥用量如表16所示。

表16规感喷射湿凝士规范摄定的水灰比和量小水湿用

表中W水重量, 微硅粉重量,一水泥重量, 表——系数,当微硅粉掺量<10%时,k=2.0; 当微硅粉量10%~25%时,k=1.0, NA—室外或室内潮漫环境,淡水中结构; MA一成水中结构,受成水截射、喷射,受侵蚀性气体、盐、其他化学物作用, 潮湿环境中的冻融循环

15.4.1钢纤维喷射混凝土的施工宜采用湿喷工艺。这不仅为了 物料的顺畅输送,减少对机具和管路的磨耗,更重要的是为了准确 地对包括水灰比在内的混凝土原材料配合比进行计量和控制,以 确保钢纤维喷射混凝土材料性质的稳定和施工质量。这一点,对 采用钢纤维喷射混凝土作为单层衬砌尤为重要。 事实上,为了防止作业中产生的粉尘,减少回弹和提高混凝土 的品质,即使在普通喷射混凝土的施工中,采用湿喷工艺来取代干

表17摄成提范对检查和测试项目的规定

表18欧洲喷射湿极士规范规定的检测频密

注程表中数学500表示每喷射500m*面程进行1次检测基金类推

15.6修补和加固工程

15.6修补和加固工程

15.6.1由于钢纤维喷射混凝土是用喷射机以高压料束的形式喷 敷到岩石和混凝土表面,喷层与受喷面间有较高的粘结力。因而 喷射施工更适于悬空、竖立和倒置表面,特别适用于地面混凝土建 筑物的修补与加固。国内已有若干工程实例,如修补加固桥墩、修 补火灾烧伤的结构等。对于铁路公路桥梁桥墩,修补加固施工方 便,并不影响铁路和公路的正常营运,因而是一种有发展前途的应 用领域。 15.6.2修补加固工程的设计,因具体修补加固的结构不同而不 同。在设计中对于承重的钢筋混凝土结构的修补,不宜考虑钢纤 维混凝土截面的抗拉强度。如构件受拉部位需补强时,应以增补 受拉钢筋或采用其他方式为宜。增补的钢筋和受压钢纤维混凝 土,在结构达到极限状态时与结构的原有部分处于不同受力阶段 这一点在计算中应充分注意。 15.6.3修补加固喷射作业与隧道工程基本相同。为了保证喷射 层与老混凝土的粘结强度,条文中提出了三条措施,即:清除损坏 或缺陷部分,冲洗干净;遇有光面要凿毛:大体积混凝土喷面设置 锚杆。另外,应注意美观要求,必要时可在表面喷数砂浆或做砂浆 抹面。

15.7水工建筑物防型防渗面层

15.7.1本条系根据已处理过的10余座坝高小于50m混凝士重 力坝、浆砌石坝、面板堆石坝和拱坝的防渗、除险、加固工程的经验 提出。 15.7.3为便钢纤维喷射混土防稳面层与原有项面混微土面板 或浆砌石面板具有较高的粘结强度和防渗性能,必须对原有坝面 的缺陷进行仔细检查,根据检查的缺陷项目,按第15.7.3条的处 理方法进行处理。 15.7.4在混凝土面板上喷钢纤维混凝土前,对混凝土面板进行 凿毛处理是一项很重要的工艺,凿毛要求达不到,将会使新喷钢纤 维混凝土面层与原坝面混凝土粘结力降低,易造成面层钢纤维混 赛十起壳,时间一长会引起开裂、掉块破坏,必须引起足够重视。 15.7.5防渗处理范围的确定:由于坝面渗漏部位难以准确找到, 因此宜对整体坝面进行防渗处理,在上游面形成一道全封闭防渗 面板,起到防渗加固作用。面对部分死水位以下库水无法排干的 大坝,因死水位以下坝面无法喷射施工,考虑到原坝体会产生绕 渗,应在死水位以上附近增设防渗惟幕,该惟幕将与喷射钢纤维混 凝土面层和原坝体防渗墙连接,形成一个完整的防渗体。 15.7.6喷层厚度的确定,主要根据对10余座工程类似处理的实 践经验提出,面层1~2mm砂浆主要覆盖保护喷层钢纤维不外露 表面,防止锈蚀,同时提高喷层表面的平整度和光洁度。 15.7.8伸缩缝设置方法为:用长约2m,厚为喷层厚度,上底面宽 约20mm,下底面宽约30mm的梯形木板条,将上底面一边临时固 定在坝面伸缩缝处,待喷射作业完成24h后,取出木板条,并待槽 内混凝土干燥后再填嵌柔性防水材料。 15.7.9为防止沿岸坡、项基造成的绕渗,应沿岸坡、项基1.0m 蓝品喷射纤雄温凝土盖防漆傅与防面板连电一然

16.1.1根据工程应用情况,总结了合成纤维混设土主要用途和应 用领域,根据国内外经验,合成纤维混凝土可在下列领域中应用: 1 公路路面和机场道面: 桥梁的桥面铺装层; 3 砖墙或其他砌体的砂浆抹面; 4 建筑结构中的板壳结构; 5 隧道、矿井中的喷射混凝土: 6 水利工程中的水坝、储水池、水渠; 7 港口工程中的码头、防波堤等; 混凝土预制板材、管材等; 屋面、地下室、储水储液池等的刚性防水层。 16.2配制

16.2.1当渗用合成纤维作为卓期防裂措施时,混凝土原材料的 要求与普通混凝土相同。当将合成纤维用于提高混凝土弯拉韧性 时,原材料的要求除与普通混凝土相同外,粗骨料的最大粒径不宜 超过20mm。可参照钢纤维混凝土的要求执行。 16.2.2用于防止早期收缩裂缝时,工程上常采用的纤维体积率 为0.1%。当有其他要求时可通过试验确定掺率。当掺率较大 时,抗压强度和弹性模量有小幅度降低,应用时应事先注意这点。 16.2.3试验和工程经验表明,在常用掺量下,纤维混凝土抗压强 度与基体强度相比几乎保持不变。 16.2.4由于数目很大的细纤维分布于混凝土的水泥砂浆中,使

混凝土粘聚性增大,落度降低,但这时的可施工性不会显著降 低,所以对落度要求可适当降低。在施工中如发现因落度低 而施工困难时。应调整配合比,但严禁在工地临时加水。

16.4.1合成纤维混凝土不应采用手工拌合,在铁缺的翻动过程 中,纤维不易分散,只有采用机械拌合才可使纤维在混凝土中分散 均匀。同时适当延长拌合时间有利于纤维分散均匀。 16.4.2水洗法检验纤维含量可参考《钢纤维混凝土试验方法》CECS 13执行,纤维在水洗混合物中一般可用细筛网捞出,再洗净晾干。 16.4.3纤维混凝土与普通混凝土相同的常规检验,在试验制作、 养护条件、试验方法上没有特殊要求。 16.4.4附录D规定的平板法收缩裂缝试验适用于检验早龄期 混凝土的开裂状态。 16.4.5弯拉韧性试验可按《钢纤维混凝土试验方法》CECS13 的规定执行。 .204

附录A混凝土用钢纤维的技术要求

A,1.1接四种生产工艺生产的钢纤维,在外形、与基体的粘结性 能、增强增韧效果以及拌合性能上各有特色。本规程中取消了圆 直钢丝切断型纤维和碳钢熔抽型纤维,原因是粘结性能差,后者具 有氧化皮对粘结性能不利。这两种纤维因增强增韧效果差,属淘 汰产品。 A,1.2钢纤维的材质一般为碳钢和低合金钢。在特殊腐蚀环境 中,为了防止锈蚀,有时采用不锈钢纤维。由于熔抽型不锈钢纤维 在生产过程中可以加人镍铬组分,成本较低,工程上采用较多。 A.1.3纤维的形状和表面粗糙度影响纤维与基体的粘结性能, 从而影响增强增韧效果。纤维的形状也影响它在拌合物中的分散 性和拌合物的流动性。一般认为,异形纤维、表面粗糙纤维品种较 好。 应注意,端部带直角钩的纤维和细柔的纤维易结团;低强度的 波形纤维由于易被拉直,增强增韧效果较差。 A.1.4随着钢纤维高强混凝土的研究和应用,一方面,已发现采 用高强混凝土和低强钢纤维配制的纤维混凝土,断裂时有些钢纤 维被拉断,增强增韧效果差。另一方面,异型钢纤维的增强增韧效 果与钢纤维本身的强度有关,所以有必要区分钢纤维的强度等级。 但需注意,不应夸大钢纤维强度的作用而拒绝使用380级钢 纤维。在非高强混凝土中,或对于非波形和非弓形钢纤维,钢纤维 本身的强度对增强增韧效果的影响并不明显。

A.2钢纤维尺寸及其允许偏差

A.2钢纤维尺寸及其允许偏差

A,2.1~A.2.3本条根据目前国内外工程应用的情况规定了钢 纤维的长度、直径和长径比。选择钢纤维时,纤维几何尺寸也是重 要的参数,应考虑结构的受力特征、骨料粒径、拌合物的特点综合 确定。纤维尺寸对增强增韧与对拌合物性能的影响是矛盾的。长 细纤维的增强增韧效果好,拌合性能差;短粗纤维的拌合性能好, 增强增韧效果差。使用时应兼顾这两方面的特点。 对于层布式钢纤维混凝土复合路面,由于纤维撒布在混凝土 表面,经振捣在一薄层内与混凝土混合,不存在拌合间题,纤维尺 寸可以适当长一些。 A,2.4本条规定了纤维尺寸的合格标准。检查时可根据不同的 情况采用不同的方法: 圆形截面:用游标卡尺测量直径、长度(直纤维)或两端点间距 离(异形纤维); 规则矩形截面:用游标卡尺测量截面高度、宽度,纤维的长 度(直纤维)或两端点间距离(异形纤维),并换算纤维的等效直 径: 不规则截面:平直形纤维用游标卡尺直接测量长度,异型钢纤 维要量测端点距离和实际长度,端点距离用于评定与标称长度的 误差,实际计算长度用于计算等效直径。 等效直径采用重量法推算。 A.2.5形状合格率的检查采用观察法和样板比较法。观察法可 以挑出明显不符合形状要求的纤维,如断钩、单边成型等。但有些 很难一眼就看出形状不合格,则需要采用样板比较法,按出厂规定 的标准形状1:1尺寸绘于纸上,然后逐根纤维与图上形状比较, 有明显差异者为不合格。生产商应规定异形纤维的尺寸标准以作 为检验时的依据。例如,弓形纤维应规定各部分的长度、角度,大 头形应规定大头的形状尺寸,波形应规定波纹的形状尺寸,压痕形 206

应规定各部分凹凸的形状尺寸。同时,生产商应给出形状合格的 细部允许偏差。

A.3钢纤维强度和弯折性能

A.4.1、A.4.2钢纤维中的杂质可分为两类:一类是妨碍钢纤维 与基体粘结的粘在纤维表面的油污、有机粘液等有害成分:另一类 是占有纤维重量而不起增强作用,甚至能破坏基体性能的杂质,如 多个纤维粘在一起的片体或块体、表面严重腐蚀的纤维、铁屑以及 混人的杂草、木屑、泥土等。前者的危害较大,并且一且钢纤维受 到油污等污染会遍及同一包装内所有的纤维,所以条文规定不得 含有这类杂质。第二类杂质虽对钢纤维混凝土的性能有害,但含 量很少时其影响可以忽略,所以条文中规定其含量不超过1%。 对于高强钢丝切断型和剪切型钢纤维,只要生产和储运过程中不 混人杂质,一般杂质含量很少。对熔抽型纤维,应严格控制产品质 量,使粘连片、铁屑杂质不超过规定的限值。这应引起厂家和用户 注意。

A.5.1、A.5.2规定了验收批的钢纤维数量。需注意,目前有些 小企业供货采用“捆绑式”,同品种、同规格由不同厂家生产,而且 供货标志也不注明原生产商,只注代销商的厂名,这是不允许的。 对于同规格、同品种由不同厂家生产的钢纤维,应视为不同验收 批。 对于不合格产品,应针对不合格项区别对待。如因杂质含量 过高且无法清除而影响混凝土性能的油污等有害杂质,应报废退 货。其他如纤维尺寸、形状、强度等不合格,视具体情况可由供需 双方并会同设计、监理协商解决。可采取退货、增加纤维用量等方 法,必要时应进行专门试验确定。

附录B 钢纤维混凝土工业建筑地面设计计算

B.1荷载系数和接缝应力折减系数

B.1.1荷载系数的确定系参考英国混凝土学会技术报告TR34 和比利时贝卡尔特公司关于工业建筑地面设计的规定,考虑了不 同尺寸地面板收缩摩阻应力的影响。荷载的动力系数是参考我国 水泥混凝土路面设计规范和港口道路、堆场铺面设计与施工规范 的规定确定的。对于承受重型工件下落冲击等动力荷载较大的工 况,应计人冲击荷载或加大动力系数。 B.1.2本条参考我国港口道路、堆场铺面设计与施工规范和比 利时贝卡尔特公司的钢纤维混凝土工业建筑地面设计指南确定了 地面接缝应力折减系数。

B.2.1~B.2.3各种情况的集中荷载下弹性地基上板的应力计 算公式是参考英国混凝土学会技术报告TR34和比利时贝卡尔特 公司关于工业建筑地面的设计资料得出的。 当两个荷载中心之间的距离d大于1.5倍相对刚度半径L 时,可以认为它们相互没有影响,分别按照单独荷载计算;当d。小 于1.5倍L时,可简化为一个荷载对另一个荷载的影响是线性 的。 当地面板在单个集中荷载作用下,取S。=S; 当地面板在一条直线上的个荷载作用下,取

式中So; 组相互影响的荷载中,考虑到各荷载对关键荷载 影响后的广义荷载设计值; S,一关键荷载的荷载值; S,一一非关键荷载的荷载值; d一不同非关键荷载与关键荷载之间的距离; L一一相对刚度半径。 当荷载作用于板边时,情况较为复杂。本规范给出了在单独 荷载和车轮荷载作用下钢纤维混凝土地坪的计算公式。当荷载数 不少于3个,并且作用于同一直线上时,可以分为几种组合相位来 计算。现以3个荷载作用为例

B.3.1B.3.3主要考虑板的上下与温差引起的温度应力,给出 了简化的近似计算方法。对于露天地面的温度应力,可参考有关 水混混爆土路面或雄场铺面的设计规范放用

B.3.1~B.3.3主要考虑板的上下与温差引起的温度应力,给出

B.4收缩摩阻应力分析

B.4.1、B.4.2地面板(垫层或垫层兼面层)混凝土收缩时,由于 受基层摩阻约束而产生拉应力。由于混凝土收缩的不定性、摩阻 效应的不定性以及板与基层的相互作用、板长板厚的影响等,准确 计算收缩摩阻应力十分困难。条文给出的是一种近似的简化计算 ·210·

混凝土收缩的工程措施解决

B.5.1本规程采用的钢纤维混凝土设计方法系依据Meyerhoff 地面设计届服线理论。在荷载不大的情况下,板底就发生辐射状 径向裂缝,随着荷载增大,这些辐射状裂缝不断向外发展,板底中 央部分单元同时发生环向开裂,以致这部分单元成了双向开裂单 元;进一步加载时,在半径为某一定值处板面初次出现环状裂缝, 进而板底辅射径向裂缝继续向外发展和板面环状裂缝向下发展; 直至板底径向裂缝发展到板面环状裂缝处,板中央产生较大沉降, 以致环形裂缝已近裂通和板中沉降大幅度增加,板已不能再承载。 地面垫层的极限状态是指地面板顶出现环向塑性铰。地坏中心受 点荷载作用时的弯距分布如图4所示。图中M,为径向弯矩,M 为切向弯距,M为塑性阶段钢纤维混凝土板所承担的弯矩。当荷 载F小于F时,钢纤维地面板处于开裂前的弹性阶段;当荷载F 大于F面小于F时,地面板处于开裂阶段,此时钢纤维的作用 突现,钢纤维增强的地坪在荷载作用下形成塑性铰,其剩余强度与 韧度比R,有关;当F从F达到极限强度Fu时,地面板处于届 服阶段。 国内外钢纤维混凝土地面垫层板的试验研究表明GB/T 38338-2019标准下载,钢纤维混 凝土地面比普通混凝土地面的承载力提高40%80%。

图4钢纤维增强地坏中心受点莅载作用时需距分布示意

附录C钢筋钢丝网钢纤维混凝王 名义抗拉强度

C.0.1、C.0.2这里给出的钢筋钢丝网钢纤维混凝土的名义抗拉 强度,系根据钢筋钢丝网钢纤维混凝土梁的试验数据得出的。可 在钢筋钢丝网钢纤维混凝土结构正截面抗裂验算时参考采用。试 验时采用的是剪切平直形纤维,长度30~35mm,长径比50~70, 采用其他类型纤维时,应注意其特性是否达到了试验用纤维的特 性

附录D纤维混凝土和砂浆收缩裂缝试验方法

D.1.1.“早龄期”系指成型后24h。“不同养护条件”,可根据试验 且的确定其龄期和养护条件。

D.2.1采用四边约束的矩形薄板,根据国内外经验,能够很好地 反映收缩裂缝的形态。在模型制作中,应保证四边框有足够的刚 度,并采用锚钉使受检混凝土四边受足够的约束作用,同时底面应 尽量平滑以减少底模的摩阻力。 D.2.2纤维混凝土收缩试验采用纤维混凝土与基体混凝土对比 的方法。纤维混凝土的配合比可分两种情况:一种是用于评价纤 维的阻裂效果,可采用1:1.5的水泥砂浆,且采用水泥用量高的 砂浆更容易发生裂缝,便于检验纤维的阻裂效果,为选用合适的纤 维提供数据;另一种是针对具体工程,检验纤维混凝土的阻裂效 果,可按工程采用的配合比制作试件,基体混凝土仅去掉纤维,其 他组分不变。 试件优先采用振动台振实;也可采用平板振揭器或振搞棒振 揭,不允许人工插揭。 D.2.3有些情况下要观察不同龄期和不同养护条件下的裂缝开 展情况。可根据实际需要确定试件。

钨灯烘烤等办法DB22/T 3173-2020 森林资源非木质资产评估技术规范.pdf,由于操作困难,与实际情况相差太大,又很难统 一标准,故本规程未予采用。 D.3.2采用裂缝的名义总面积方法评定开裂状态比较合理。如 单从裂缝条数或裂缝宽度评定,有时对比结果不明显。 D.3.3、D.3.4采用裂缝的名义总面积降低率来评定纤维的早期 限裂效能比较合理。本条参照国内一些试验资料,给出了评定等 级。 D.3.5不同养护条件下的试验及评定方法,除养护条件不同外, 其他均可以参照早龄期收缩裂缝试验方法

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