无缝聚丙烯纤维混凝土屋面施工方法及技术措施研究_陈曙.pdf

广东土木与建筑GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2023年7月第30卷 第7期JUL 2023Vol.30 No.7DOI:10.19731/j.gdtmyjz.2023.07.025作者简介：陈曙（1974-），男，本科学士，工程师，主要从事建筑施工技术管理工作。E-mail：0引言屋面工程作为建筑工程最重要的一个部分，防水隔热性是判断建筑物质量的重要指标。随着社会的不断发展，工业和民用建筑的屋面跨度越来越大，因此对混凝土的抗渗性能要求也越来越高。可以通过添加外加剂的方式改变混凝土的抗渗性、密实性，还可以在混凝土中掺入抗拉纤维，提高抗渗性能。聚丙烯纤维由丙烯聚合物或者共聚物制成，属于烯烃类纤维，在混凝土中掺入聚丙纤维，让聚丙纤维与水泥产生极强的结合，可以迅速发生混合。1工程概况河源市新市区某大楼总建筑面积32 303 m2，地上6层，建筑最大高度23.72 m（距首层0.000）。本工程分为A、B、C、D四个区，其中C区（15）轴（EJ）轴设有400m2演播厅，层高14m，屋盖跨度为18m。D区（25）轴（DH）轴设有800 m2演播厅，层高17.7 m，屋盖跨度为20 m。结构平面如图1所示。演播厅屋盖结构的主梁截面尺寸主要为400 mm1 500 mm，楼板厚度h=120 mm，混凝土强度等级为C30，抗渗等级为P8。2施工准备2.1材料准备2.1.1 聚丙烯纤维聚丙烯纤维应有厂家提供的产品合格证及检验报告2，其物理性能应满足混凝土设计要求。本工法选用HX-19 mm聚丙烯纤维，密度为0.91 g/cm2，抗拉强度500 MPa，长度19 mm，掺量为0.9 kg/m3。2.1.2水泥无缝聚丙烯纤维混凝土屋面施工方法及技术措施研究陈曙（汕头市潮阳建筑工程总公司广东汕头515000）摘要：通过探讨无缝聚丙烯纤维混凝土屋面施工方法及技术措施，以期能够减少混凝土存在的内部缺陷，提高屋面的抗裂抗渗性能。采用聚丙烯纤维混凝土配制、大跨度屋面梁板结构模板体系安装以及 聚丙烯纤维混凝土浇注及养护等方法展开施工。研究结果表明，聚丙烯纤维混凝土其良好的化学稳定性，可以与任何化学外加剂进行搭配且不改变原有的混凝土配合比，使用过程更加安全和可靠。与普通的混凝土相比，在大跨度无缝屋面施工工程中，可以有效减少混凝土的裂缝问题，抑制混凝土收缩，让混凝土的结构更加密实。关键词：无缝；聚丙烯；纤维混凝土屋面；混凝土中图分类号：TU745.5文献标志码：A文章编号：1671-4563（2023）07-106-04Study on Construction Methods and Technical Measures of Seamless Polypropylene FiberStudy on Construction Methods and Technical Measures of Seamless Polypropylene FiberConcrete RoofConcrete RoofCHEN Shu（Shantou Chaoyang Construction Engineering CorporationShantou 515000，China）AbstractAbstract：Discusses the construction methods and technical measures of seamless polypropylene fiber concrete roof in order to reduce theinternal defects of concrete and improve the crack and permeability resistance of the roof.Polypropylene fiber concrete preparation，installation of large-span roof beam and slab structural formwork system，and polypropylene fiber concrete pouring and curing are used for construction.The research results show that polypropylene fiber concrete has good chemical stability，can be mixed with any chemical admixturewithout changing the original concrete mix ratio，and the use process is more safe and reliable.Compared with ordinary concrete，in thelarge-span seamless roof construction project，it can effectively reduce the concrete crack problem，inhibit the concrete shrinkage，and makethe concrete structure more dense.Key wordsKey words：seamless；polypropylene；fiber concrete roof；concrete图1D区800 m2演播厅屋盖结构平面Fig.1800 m2Studio of D District Floor Plan（mm）K2000042000h=12027750106陈曙：无缝聚丙烯纤维混凝土屋面施工方法及技术措施研究JUL 2023 Vol.30 No.72023年7月 第30卷 第7期水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥，其质量应符合通用硅酸盐水泥：GB1752007 要求。2.1.3细骨料选用中砂，要求连续级配，含泥量1.7，其质量应符合 建筑用砂：GB/T 146842001 要求。2.1.4粗骨料1631.5 mm连续级配的碎石，含泥量0.4，针片状含量7.1，压碎指标9.4，其质量应符合 建筑用卵石、碎石：GB/T 146852001 要求。2.1.5掺合料选用级粉煤灰，掺量24%，其质量应符合 粉煤灰混凝土应用技术规范：GBJ 14690 要求。2.1.6 水采用饮用水，水质应符合 混凝土用水标准：JGJ632006 的规定。2.1.7支撑钢管支撑钢管应有产品合格证，严禁使用不合格或强度不满足要求的钢管及配件。对多次周转使用的主要受力杆件应进行抽样检测，以确保构件的强度和刚度满足要求。2.1.8模板模板选取18 mm厚双面覆面木胶板，必须具有足够的强度和刚度，要求边角整齐、表面光滑、易于脱模等性能3。2.1.9对拉螺杆对拉螺杆采用优质碳素钢加工，套管采用硬质塑料管，对拉螺杆应加工准确，采用双螺帽拧紧。2.1.10支撑架支撑架的次龙骨、主龙骨采用 80 mm80 mm 木方，木方要求加工尺寸准确，无翘曲变形等缺陷。2.1.11钢筋钢筋进场时，应按现行国家标准抽取试件作为力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。钢筋进场须有出厂合格证或试验报告单，须按炉罐（批）号及直径分批检验，原材复试应符合有关规范要求，且应实行见证取样。2.1.12预拌混凝土预拌混凝土每车都需测定坍落度，不合格者不用。2.2机具准备根据施工机具需用量计划，做好机械的租赁和购买计划，并做好进场使用前的检验、保养工作，确保运转正常。2.3周转材料准备做好模板、钢管支顶等周转料的备料工作，分批分期进场4。3施工顺序聚丙烯纤维混凝土屋面施工顺序分为两大步骤：聚丙烯纤维混凝土搅拌工艺和聚丙烯纤维混凝土施工工艺。混凝土的搅拌工艺中，首先要进行配合比的设计和试配，对水、砂、掺合料、水泥等进行试配计量，对纤维进行定量和投入，然后进行投料搅拌，最后进行混凝土质量检查并出厂，整体搅拌工艺流程如图2所示。混凝土的施工工艺中，首先要进行混凝土的试配，对纤维混凝土进行搅拌和运输，并进行坍落度测试，完成坍落度测试后对纤维混凝土进行浇注和养护；然后进行钢筋绑扎和模板支设，并完成技术复核；最后进行混凝土的施工方案与技术交底5。4施工方法及技术措施4.1聚丙烯纤维混凝土配制4.1.1C30混凝土原材料的选用及配合比 水泥：塔牌42.5R水泥；砂：中砂，含泥量1.7；石：为16.031.5 mm连续级配的碎石，含泥量0.4；粉煤灰：级，掺量24%；外加剂：CSP-2，掺量2%；纤维：HX-19 mm聚丙烯纤维。4.1.2屋面纤维混凝土配合比水泥砂石水粉煤灰外加剂聚丙烯纤维=315 731 1 084 180 75 7.8 0.9 kg/m3。4.1.3混凝土搅拌聚丙烯纤维混凝土的搅拌与普通混凝土的搅拌工艺基本相同，只需注意以下几点6：将砂、石、水泥、水等混合在一起并加入一定比例的聚丙烯纤维进行均匀搅拌，搅拌的时间为 35 min，将聚丙烯纤维充分搅拌均匀；或者采用先干拌后湿拌的方式进行搅拌，搅拌时间为67 min，让聚丙烯纤维得到充分发挥。混凝土的配置比例要严格按照规定进行配置。搅拌完成后进行取样，观察纤维的分布状态，图2聚丙烯纤维混凝土搅拌工艺流程Fig.2Polypropylene Fiber Concrete Mixing Process配合比设计配合比试配砂计量掺合料计量纤维定量水泥计量碎石计量水计量纤维投入外加剂计量投料搅拌加强搅拌混凝土质量检查出厂107广东土木与建筑JUL 2023 Vol.30 No.72023年7月 第30卷 第7期如果呈单丝状可以直接使用；如果呈束状则需要继续搅拌。4.1.4混凝土运输 按照就近原则合理选择搅拌站，保证运输路线的通畅，保证混凝土的搅拌连续性，保证混凝土浇注的连续性。搅拌站到施工浇筑段运输时间不宜超过60 min，运输过程中搅拌车的搅拌筒应保持36 r/min的转速持续转动，保证聚丙烯纤维混凝土的搅拌物不出现分层和离析的情况，搅拌车到达施工现场后应加大马力自转25 s左右再进行浇筑7。保证聚丙烯纤维混凝土的放置时间不超过60 min，严格控制运输时间，运至工地后由专人负责进行配合设计。混凝土运输过程中禁止向混凝土中加水，破坏聚丙烯纤维混凝土的特性，保证混凝土的质量不受影响。聚丙烯纤维混凝土到达施工现场后应按规定进行坍落度检测，检测合格后才可卸料浇筑，现场试验员同时进行混凝土试件的留置8。4.2大跨度屋面梁板结构模板体系安装本工程演播厅屋盖结构的主梁截面尺寸主要为400 mm1 500 mm，楼板厚度h=120 mm，支模高度最大达到17.7 m，为保证超高、超重支架的安全稳定性，采用483.5 mm扣件式钢管支撑系统。4.2.1支模方案的编制根据梁板截面尺寸、支模高度进行荷载计算确定钢管立杆的排设间距，编制超高支模专项施工方案，并按相关要求提请专家论证合格后才能搭设。4.2.2支撑体系的设计梁模板支架采用的布置方式为垂直式，将其置于梁轴线上；板模板支架采用的布置方式为平行式，将其置于板短上。由于该工程的梁截面区别较小，因此支撑立杆之间的距离采用900 mm（横向）900 mm（纵向），基本布置如图3所示。4.2.3模板体系的设计梁底次龙骨、梁侧模内龙骨、底板主次龙骨均采用80 mm80 mm木方，唯一不同的是间距设置，梁底次龙骨间距为200 mm；梁侧模内龙骨间距为300 mm；板底主次龙骨间距为400 mm9。4.2.4支架稳定性计算 荷载的计算（见表1）梁底模和支架承载力计算组合 q1=1.90+17.28+1.08+1.12=21.38 kN/m主次龙骨按照集中与均布荷载下多跨连续梁并以应力传递方式计算出主龙骨的最大支座力为 F=13.484 kN。立杆的稳定性计算：立杆稳定性计算公式为：=NA f其中，N=13.484+1.602=15.086 kN（1.602为支架自重）考虑到高支撑架的安全因素，由公式 l0=k1k2（h+2a）计算出：=15 086/（0.274489）=119.37 N/mm2f=205 N/mm2，故此按照 900 mm900 mm 的排设间距，1.5 m的步距要求，立杆的稳定性满足要求。4.2.5整体稳定性设置水平加固杆纵横设置，步距为 1.5 m。梁板支撑立杆纵横水平加固杆应每隔二步距与已浇注的钢筋混凝土柱抱箍扣接一度，其目的是加强整体稳定性。在支架的四周、主梁底左右、中间位置等每隔4排设置纵横向剪刀撑，布置方式从下往上连续性放置。在左右两侧、中间位置每隔4排从上往下设置水平剪刀撑，设置方式为每隔2步。4.2.6支架稳定性拉结该工程本身具有超高的支模体系，而且面积大，因此为了保证模体的稳定性，需要加强混凝土的结构质量安全，并要求超高部位支架的水平拉杆每隔一道都要与预埋的钢管进行拉结，如图4所示。图3支架搭设示意图Fig.3Schematic Diagram of Bracket Erection（mm）侧立面正立面表1载荷计算Tab.1Load Calculation载荷类型底侧模自重混凝土自重钢筋荷载振捣混凝土荷载设计值/kNm-10.5（0.40+2.76）1.2=1.9024.00.401.51.2=17.281.50.401.51.2=1.082.00.401.4=1.12900150017700竖肋板面标高2排对拉螺栓木枋第一层龙骨第二层龙骨纵向水平拉杆横向水平拉杆钢管立杆扫地杆支承面标高400200500500150090017700竖肋板面标高对拉螺栓木枋第一层龙骨200第二层龙骨纵向水平拉杆横向水平拉杆钢管立杆扫地杆支承面标高2001500双钢管外楞剪刀撑900108陈曙：无缝聚丙烯纤维混凝土屋面施工方法及技术措施研究JUL 2023 Vol.30 No.72023年7月 第30卷 第7期4.2.7超高支模在超高支模使用期间要求保留地下负一层的支架，保证载荷可以安全向下传递10。4.3聚丙烯纤维混凝土浇注及养护4.3.1浇筑由于主梁截面较大，跨度长，且钢筋密集，采用分段分层浇注，每层300400 mm。4.3.2振捣聚丙烯纤维混凝土的振捣方式采用插入式振捣器，振点的时间增加，让混凝土的表面呈现浮浆，其标准是不再下沉为止，振捣之间的点间距小于0.5 m，振捣器插入下层混凝土的深度大于0.5 m。4.3.3收面压光聚丙烯纤维混凝土相比于普通混凝土而言，质地较稠，凝结时间较长，主要体现在当插入式振动棒取出时，恢复时间增加，要适当加强收面方可。在最初凝结时，要将混凝土抹平，并在最终凝结之前让混凝土的表面保持平整密实，其目的是为了防止纤维发生外露，让混凝土的表面更加光滑。4.3.4养护将聚丙烯纤维混凝土进行哑光抹面后，要立即进行养护，使用塑料薄膜进行遮盖，让混凝土的强度达到12 MPa后再加盖养护，养护方式主要以浇水为主，让混凝土的状态始终保持湿润。4.3.5试块留置对混凝土的抗压、抗渗、养护试块进行试验检验，严格按照规定进行留置。5结论聚丙烯纤维混凝土其良好的化学稳定性，可以与任何化学外加剂进行搭配且不改变原有的混凝土配合比，使用过程更加安全和可靠。与普通的混凝土相比，在大跨度无缝屋面施工工程中，可以有效减少混凝土的裂缝问题，抑制混凝土收缩，让混凝土的结构更加密实。参考文献1 郭继伟.改性聚丙烯纤维混凝土屋面施工技术要点分析J.河南建材，2015（4）：122-124.2 邓恺坚.广东省博物馆新馆地下室聚丙烯纤维混凝土防裂施工 J.广东土木与建筑，2011，18（5）：31-32+363贺中泽.泡沫混凝土/真空绝热板复合屋面性能研究 D.沈阳：沈阳建筑大学，2019.4勾煜，王国川.天汉大剧院高大空间劲性混凝土屋面吊模施工技术研究 J.混凝土，2022（3）：179-185.5 刘平如.房建施工中防水施工技术及质量控制方法的创新探索 J.四川水泥，2018（9）：128.6 于洪生，王成林，陈刚.转换层混凝土施工中聚丙烯防裂纤维的应用技术 J.建筑技术，2003（1）：62.7梁杰，龚郁杰，杨建新，等.奥米矿物纤维在混凝土中的应用性能研究 J.工程质量，2011，29（4）：49-54.8张若美.屋面刚性防水层施工新技术 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