鋼纖維地鐵管片生產(chǎn)質量控制研究

陳 強 陳際洲 劉海濱

（青島市政集團砼業(yè)工程有限公司，山東 青島266231）

目前城市地鐵建設正處在高速發(fā)展時期，在隧道施工中盾構施工技術在過去幾十年取得了質的飛躍。城市地鐵施工對預制混凝土襯砌管片的質量要求也越來越嚴格，普通鋼筋混凝土管片內部使用鋼筋籠骨架雖然能夠滿足使用要求，但存在重量大、難運輸、易磕碰，成本高等問題。鋼纖維管片具有較好的力學性能、抗腐蝕性和抗?jié)B能力，能有效降低生產(chǎn)運輸成本和后期維護費用。青島地鐵1 號線已經(jīng)部分使用鋼纖維管片替代鋼筋混凝土管片進行施工，在鋼纖維管片的生產(chǎn)過程中總結出了影響鋼纖維管片質量的幾個主要因素，通過分析研究，采取有效措施提高鋼纖維管片質量，并形成了施工工法、作業(yè)指導書等技術文件。本文提出的幾項鋼纖維管片質量控制研究成果，將對行業(yè)內鋼纖維管片質量控制方法提供一些參考。

1 鋼纖維管片的質量控制措施

混凝土鋼纖維管片使用的鋼纖維是指以冷拉鋼絲切斷、冷軋帶鋼剪切、鋼錠銑削或鋼水快速冷凝法制成長徑比為40～80的纖維。按照鋼纖維管片結構及強度要求，鋼纖維長度選取25～50mm，等效直徑控制在0.3～0.8mm，長徑比控制在在40～100的彎鉤形鋼纖維。

鋼纖維到廠后應安排專人對其進行檢驗，檢驗批應符合標準要求，首先檢查其商標、合格證、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、出廠檢驗報告等信息；再由實驗室專業(yè)技術人員或委托第三方檢驗機構對鋼纖維的化學成分、鋼纖維雜質含量、鋼纖維長徑比、鋼纖維形狀、尺寸偏差、抗拉強度、彎折性能等性能參數(shù)進行檢測，檢驗方法嚴格按照《鋼纖維混凝土管片質量檢測及驗收標準》執(zhí)行。檢測過程中應做好檢驗記錄，并出具檢驗報告，發(fā)現(xiàn)問題及時聯(lián)系廠家整改或退貨，不符合標準的鋼纖維嚴禁進廠使用。對實驗室人員定期開展鋼纖維驗收方面的技能培訓，提高檢驗人員的技能水平和責任心，對鋼纖維檢測儀器定期進行校準，確保高纖維的質量符合要求。

2 鋼纖維管片混凝土的質量控制措施

實驗室應確保進廠的粗、細骨料質量符合要求，制定鋼纖維管片混凝土原材料保障措施，粗骨料粒徑應介于鋼纖維長度2/3 與鋼筋骨架最小凈間距的3/4 之間，針片狀含量不應大于15%，含泥量不應大于1%，硫化物和硫酸鹽含量應小于1.0%。細骨料宜采用非堿活性中粗砂，級配區(qū)間應符合要求，含泥量不應大于2%。為防止鋼纖維被腐蝕，應控制氯離子含量小于0.06%，應使用天然砂、人工砂或者混合砂，不能使用海砂，水泥采用普通硅酸鹽水泥或強度等級不低于42.5 的硅酸鹽水泥；不能選用對鋼筋、鋼纖維有腐蝕作用的外加劑；粉煤灰不得對鋼纖維管片性能及耐久性產(chǎn)生有害影響，使用前必須進行試驗驗證；拌制鋼纖維混凝土需添加優(yōu)質減水劑；鋼纖維混凝土的坍落度應控制在50±10mm，每生產(chǎn)班組的前4 盤混凝土必須測定坍落度，生產(chǎn)過程中根據(jù)實際情況可增加檢驗頻率。

3 生產(chǎn)設備要求

鋼纖維混凝土應采用立式攪拌機攪拌，并配備專用計量和投料設備，各種計量儀器和設備在投入使用前應經(jīng)標定合格，并定期到當?shù)貦z測機構備檢；鋼纖維投料機要保證投料均勻。生產(chǎn)模具采用剛性模具，采用振動臺或附著式振動工藝；生產(chǎn)過程中制定嚴格的模具檢測制度，每生產(chǎn)100 環(huán)，應重新檢測模具的精度，對模具寬度、弧長等位置進行測量，整理成記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時調整。檢測工具和方法要符合要求，檢測誤差須在允許范圍內，檢測前模具的內表面必須清理干凈。管片生產(chǎn)流水線設備必須按照設備自檢標準進行維護保養(yǎng)，防止生產(chǎn)過程中因設備故障造成的鋼纖維管片質量問題。

鋼纖維稱重

4 生產(chǎn)工藝質量控制措施

鋼纖維混凝土投料順序為：①砂、石→②鋼纖維與粗細集料干拌30s-60s→③攪拌機內投入水泥、粉煤灰、水、減水劑→④攪拌（攪拌時間不低于90s，最多不超過三min）→⑤成品鋼纖維混凝土→⑥卸料。攪拌過程中，為避免鋼纖維結團，每天拌制的同配合比的混凝土，取樣不少于一次，每次至少成型三組，兩組試件與管片同條件養(yǎng)護。鋼纖維混凝土的和易性、保水性等各種指標均合格后才能進行澆筑。

生產(chǎn)過程中應嚴格確保鋼纖維管片的鋼筋保護層厚度符合標準要求，影響鋼纖維管片鋼筋保護層厚度的主要因素有下料、焊接位置不準確，鋼筋下料尺寸、彎弧誤差大，支架和飛輪的安裝數(shù)量與安裝位置不規(guī)范，鋼筋籠擺放方式不規(guī)范，鋼筋籠位移等。制定措施嚴格控制鋼筋籠的尺寸、變形量在允許誤差內，加強對焊接工人的技術交底，保證焊接質量，通過現(xiàn)場試驗確定最合適的飛輪和支架安裝位置及數(shù)量，并作圖標記，加強對澆搗工人技術交底，保證放料時分層布料，防止混凝土沖擊鋼筋籠。采用鋼筋探測儀進行保護層測量時，應在內弧面和外弧面各測量6 點，精確至lmm，保證測量數(shù)據(jù)的準確性。

5 結論

影響鋼纖維管片質量的因素非常多，本文所提出的質量控制措施是生產(chǎn)過程需要重點關注和需要解決的，今后還將在此基礎上繼續(xù)研究，在保證鋼纖維管片質量的前提下進一步提高生產(chǎn)效率。