路威聚丙烯腈纤维砂浆/混凝土的施工工艺

5.2.2.1　纤维砂浆/混凝土对路威聚丙烯腈纤维性能要求

用于水工程的纤维混凝土或砂浆，主要解决抗渗、抗裂、抗冻、抗冲击、抗疲劳、抗震与抗爆等，并对其抗拉、抗剪、抗折强度更有较高要求。

实践表明，用于纤维砂浆/混凝土的路威2002聚丙烯纤维，其技术参数应满足表5.43的指标。

表5.43　路威2002系列纤维牌号及技术指标一览表

注 路威2002—Ⅱ型为主要推广产品，适用于普通水泥混凝土工程。路威2002—Ⅲ型、路威2002—Ⅳ型产品，属于高性能产品，应用于对强度、模量要求较高的水泥混凝土工程。

另外，聚丙烯腈纤维混凝土对聚丙烯腈纤维理化性能的要求宜符合表5.44的规定。

表5.44　聚丙烯腈纤维理化性能

5.2.2.2　配合比

路威2002聚丙烯腈纤维砂浆/混凝土的配合比的设计可参照普通水泥砂浆、普通混凝土配合比设计的有关标准。在按此标准配制的砂浆/混凝土基础上掺加适量路威2002聚丙烯腈纤维即可，在满足现行《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2002）要求的基础上，考虑加入聚丙烯腈纤维的影响，外加剂用量应通过试验确定。

5.2.2.3　路威2002聚丙烯腈纤维砂浆/混凝土的原材料要求

（1）水泥的要求。配制路威2002聚丙烯腈纤维砂浆/混凝土所用的原料应符合水泥砂浆、普通混凝土所用原材料的有关规定。所用水泥应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175—1999）和《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》（GB1344—1999）中有关混凝土和钢筋混凝土所用原材料的规定。

（2）掺和料的要求。采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制路威2002聚丙烯腈纤维砂浆、混凝土时，可掺入粉煤灰、矿渣微粉、硅粉等矿物掺和料。掺和料的性能应符合现行《高强、高性能混凝土矿物外加剂》（GB/T18736—2002）及相关应用技术规范的规定，其掺量应通过试验确定。

（3）骨料的要求。配制路威2002聚丙烯腈纤维砂浆/混凝土时，砂的性能指标应符合《普通混凝土用砂、石质量标准及检验方法标准》（JGJ52—2006）的规定。粗骨料的性能指标应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53—92）的规定。

（4）化学外加剂的要求。路威2002聚丙烯腈纤维可与化学外加剂同时使用，化学外加剂性能指标应符合《混凝土外加剂》（GB8076—1997）或《混凝土外加剂应用技术规程》（GB50119—2003）等国际的有关规定。

（5）水的要求。路威2002聚丙烯腈纤维砂浆/混凝土拌和用水必须符合《混凝土拌和用水标准》（JGJ63—89）的规定，不宜采用海水拌制。

（6）路威2002聚丙烯腈纤维的技术要求。聚丙烯腈纤维混凝土所用的路威2002纤维的技术参数及理化性能指标应符合表5.43的要求。

5.2.2.4　聚丙烯腈纤维砂浆/混凝土的力学性能

路威2002聚丙烯腈纤维掺量为0.5～1.5kg/m3时，对砂浆的抗压强度、抗折强度及抗拉强度增强较少，基本上可以忽略纤维的影响。所以，聚丙烯腈纤维砂浆的强度等级与普通砂浆的强度等级相同，按照《建筑砂浆基本性能实验方法》（JGJ70—90）确定。

（1）抗压强度。路威2002聚丙烯腈纤维混凝土的强度等级应按立方体抗压强度标准值确定，立方体抗压强度标准值采用现行《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）的规定。路威2002聚丙烯腈纤维混凝土的强度应满足结构设计对强度等级与抗拉强度的要求或对强度等级与弯拉强度的要求。路威2002纤维的掺量为0.5～1.5kg/m3时，对混凝土的抗压强度、抗拉强度的增强较少，基本可忽略影响。

（2）弹性模量。路威2002聚丙烯腈纤维砂浆/混凝土的弹性模量与同等级的普通砂浆/混凝土的基本相同。

（3）泊松比和膨胀系数。路威2002聚丙烯腈纤维砂浆/混凝土的泊松比和膨胀系数的取值与普通砂浆/混凝土相同。

5.2.2.5　配合比设计

（1）添加聚丙烯腈纤维的混凝土的配合比设计，应符合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）的规定。

（2）聚丙烯腈纤维混凝土的配合比设计，除应满足结构设计要求的抗压强度或抗拉强度与抗折强度，以及纤维分散性、施工要求的和易性外，在某些条件下还应满足对抗裂性能、抗疲劳性、抗渗性、抗冻性、耐冲刷性或耐腐蚀性等项的要求。

（3）参考《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）的规定。聚丙烯腈纤维混凝土的配合比设计应采用试验—计算法，并应按下述步骤进行：

1）根据强度标准值或设计值以及施工配置强度提高系数，确定试配抗压强度与抗拉强度或试配抗压强度与抗折强度。

2）根据试配抗压强度计算水灰比。

3）根据试配抗压强度或抗折强度，或通过已有资料确定聚丙烯腈纤维的添加量。

4）根据施工要求的稠度通过试验或已有资料确定单位体积用水量，如掺用外加剂时应考虑外加剂的影响。

5）通过试验或有关资料确定合理砂率。

6）按绝对体积法或假定质量密度法确定材料用量，确定试配配合比。

7）按试配配合比进行拌和物性能试验，调整单位体积水量和砂量，确定强度试验用基准配合比。

8）根据强度试验结果调整水灰比和聚丙烯腈纤维添加量，确定施工配合比。

5.2.2.6　施工工艺

（1）聚丙烯腈纤维混凝土的聚丙烯腈纤维添加量可根据纤维混凝土的使用目的，抗拉强度或抗折强度的配制要求，按已有规范确定，或根据已有资料并通过试配强度试验确定，参看表5.45。(https://www.xing528.com)

表5.45　聚丙烯腈纤维的推荐添加量

（2）路威2002聚丙烯腈纤维根据不同的砂浆种类，在砂浆中的推荐掺量见表5.46。

表5.46　路威2002聚丙烯腈纤维在砂浆中的推荐掺量

（3）每立方米路威2002聚丙烯腈纤维混凝土的用水量和砂率，是在普通混凝土用水量和砂率的基础上，考虑加入纤维的影响确定的。每立方米普通混凝土用水量和砂率的确定，按现行行业标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）执行。也可根据材料品种规格、纤维添加量，水灰比和稠度见表5.47选用。

表5.47　聚丙烯腈纤维混凝土的　单位体积用水量

注 当掺用外加剂或混合材料时，其掺量或单位用水量应通过试验确定。

（4）聚丙烯腈纤维混凝土的稠度可按照《普通混凝土拌和物试验方法》（GB/T50080—2002）中的有关规定参考同类工程对普通混凝土所要求的稠度确定，其坍落度和维勃稠度值可参考相应普通混凝土。

在砂浆、混凝土中掺入路威2002聚丙烯腈纤维，明显地改善了砂浆、混凝土的粘聚性和保水性。掺路威2002聚丙烯腈纤维的混凝土一般比不掺纤维的同配合比混凝土低10%左右，但这并不表示混凝土的和易性降低了，因为坍落度指标并不能全面表征和易性。坍落度降低现象是由纤维掺入产生的特殊触变效果，会影响拌和物的静态流变现象，如坍落度降低、泌水性降低、粘聚性提高。由于纤维并不增大混凝土的摩擦系数，掺纤维的混凝土虽然坍落度降低，但仍可保持与同配合比普通混凝土相似的泵送性。为了避免现场施工人员对低坍落度纤维混凝土的误解导致施工技术偏差，因此建议在参照普通混凝土配合比设计方法设计纤维混凝土时，可适当放大其设计坍落度15%左右，以维持纤维混凝土与普通混凝土相近的坍落度。

如确需提高坍落度，建议稍增加化学外加剂的用量，或同时增加砂率1%～2%，绝不可通过加大用水量实现，否则会影响混凝土的质量。

（5）聚丙烯腈纤维混凝土配合比的强度试验，应根据工程要求分别进行抗压强度与抗拉强度或抗压强度与抗折强度试验。

（6）搅拌。

1）聚丙烯腈纤维砂浆、混凝土拌和宜采用机械搅拌，无需特殊搅拌设备。

2）搅拌聚丙烯腈纤维混凝土的各种材料的重量，应按施工配合比和一次搅拌量计算确定。

3）聚丙烯腈纤维混凝土的投料次序和方法，应以搅拌过程中聚丙烯腈纤维不产生结团和保证一定的生产率为原则，并通过试验或根据经验确定。一般来讲，湿的混合料中掺混纤维比在干混合料中掺混纤维更容易。

4）搅拌时宜优先采用将路威2002纤维、水泥、粗细骨料先干拌而后加水湿拌的方法，也可先将骨料、胶凝材料与水在搅拌机内均匀搅拌后加入路威2002聚丙烯腈纤维，或同时加入。还可在施工现场从搅拌车加入聚丙烯腈纤维。为确保拌和物均匀，搅拌时间宜比普通砂浆、混凝土延长15～30秒。采用先干拌后加水湿拌的搅拌方式时，干拌时间不宜少于0.5分钟。

（7）运输、浇筑和养护。

1）聚丙烯腈纤维砂浆、混凝土的运输可采用与普通砂浆、混凝土相同的运输规定；应缩短运输时间，运输过程中避免拌和物离析。如产生离析应作二次搅拌。

2）聚丙烯腈纤维砂浆、混凝土的浇筑方法与普通砂浆、混凝土相同。

3）聚丙烯腈纤维混凝土应采用机械振捣，不宜采用人工振捣。

4）聚丙烯腈纤维混凝土可采用与普通混凝土相同的养护方法，特殊工程和构件的养护应符合有关规范规定。

（8）质量检验。

1）聚丙烯腈纤维混凝土的质量检验，应对原材料、配合比、施工的主要环节按现行有关混凝土结构施工与验收规范的规定执行。

2）检验聚丙烯腈纤维混凝土质量，应根据工程要求分别进行抗压强度与抗拉强度或抗压强度与抗折强度试验，如有特殊要求时应做抗冻、抗渗等性能试验。

聚丙烯腈纤维混凝土强度检验的试件制作、数量，对强度的评定方法应参照现行有关混凝土工程施工验收规范及国家标准《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107—87）的规定执行。

3）在聚丙烯腈纤维砂浆、混凝土搅拌站检验聚丙烯腈纤维的称量，检验频率每一工作班应不少于2次；在施工现场取样检验拌和物的聚丙烯腈纤维掺量，每一班工作不少于2次；要求聚丙烯腈纤维掺量的误差不超过1%。

4）聚丙烯腈纤维在混凝土拌和物中分散性检验方法应依据《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》（CECS146：2003）附录的规定执行。

【注释】

[1]李志国，王岚兰.碳纤维加固技术在改造工程中的应用。www．baidu.com 2006.6。

[2]龚世衡.碳纤维片修补技术施工工艺，江苏交通科技，2004（5）。

[3]深圳海川工程科技有限公司.路威聚丙烯腈纤维砂浆/混凝土施工指导规程。2003.7。