浅谈加纤维砼施工中工程纤维的选用及注意事项

浅谈加纤维砼施工中工程纤维的选用及注意事项

吴振中

关键词：加纤维砼工程纤维选用特性；标准；施工；要点

1导论

砼添加工程纤维，对选用具体的工程纤维品种和施工技术有着较高的要求，如果选用的纤维和施工处理不当，反而会造成砼的内部形成“纤维空洞”，削弱砼的强度和整体性，影响工程的安全。由于工程纤维目前没有统一的国家和行业标准及施工规范，在具体的工程施工中，如何选用合适的工程纤维，施工时又应注意哪些问题，才能保证施工的质量合格，技术经济指标最优？本文从分析加纤维砼的特性入手，浅谈加纤维砼施工过程中，工程纤维选用的一般标准和施工时的注意事项。

2加纤维砼的特性

（1）抗裂性较好：砼的裂缝主要有早期收缩裂缝、干缩裂缝、沉降裂缝、温度裂缝等。不管裂缝的种类和成因如何，产生裂缝的直接原因是砼在硬化过程中局部的应力大于砼的抗拉强度；如果适量的工程纤维均匀分散在砼中，由于纤维的抗拉强度和抗拉弹性模量远大于砼的抗拉强度和抗拉弹性模量，能够在局部有效地分担拉力，有效的减少砼的裂缝。

（2）抗渗性和抗冻性较好：加纤维砼的抗渗性能比同级的普通砼要好，除因为其抗裂性较好，减少了渗透通道外，工程纤维的均匀乱向分布，可以减少或堵塞贯通性毛细孔隙，进一步提高砼的抗渗性；同理，因为水分不易渗入加纤维砼内部，在低温季节其抗冻性也较好。

（3）抗疲劳能力较强：普通砼的抗拉力较弱，在低于其极限承载力的荷载反复和持续作用下，局部易产生细微裂纹并逐渐扩展，最后砼将会被完全破坏。而加纤维砼的抗拉力较高，纤维能够有效的减少细微裂纹出现的可能，从而提高砼的抗疲劳能力。

（4）必须慎重选择纤维的种类：由于在砼加纤维属于新型施工技术，目前尚未有工程纤维的国家统一标准，建筑市场上工程纤维的种类繁多，性能、价格差异大，因此在施工时必须根据设计要求，进行技术经济比较，选择是否需要添加工程纤维及添加的种类。

（5）施工的要求较高：欲使加纤维砼充分发挥其优势，必须有一个重要前提，即工程纤维必须在砼里以一定比例均匀乱向分布，这样才可以充分发挥其抗拉特性，限制砼的裂纹开展，从而提高砼的各项性能。

3工程纤维的选用标准

为充分发挥加纤维砼的性能，必须按照一定的标准慎重选择工程纤维的品种，笔者通过国防工程（730、1215）的建设实践，认为以下几个方面的因素较为重要。

（1）与水的浸润性：与水的浸润性确定工程纤维与砼的结合性好坏。因为工程纤维渗入砼后必须和砼紧密结合才能发挥其效用，所以工程纤维必须保证与水浸润。检测方法为：取该纤维的原料一份，滴水1-2滴于其上并轻轻抖动，如水滴保持类椭球形状并随之滚动，则该工程纤维不与水浸润，不能选用；如水滴随之分散于表面，则该工程纤维与水浸润，可以考虑选用。

（2）密度：密度确定工程纤维在砼中的宏观分散性。为保证工程纤维在砼中均匀分散，则工程纤维的密度必须略重于水泥浆的密度（尽管密度相等分散性最好，但水泥浆密度与水灰比、砼标号、水泥种类等多种因素有关，不易确定，实际应以密度略大为控制标准），使工程纤维在水泥浆中接近于“悬浮”状态，这样经充分搅拌和震捣后，工程纤维即可均匀分布到砼各处。

（3）在水泥浆中的分散性：此特性决定工程纤维在砼中的微观分散性。工程纤维因为材质和制造工艺关系，其成品往往是数十到数百根纤维成束状吸附在一起，如果纤维在水泥浆中的分散性不好，则在砼的局部可能产生少量纤维成团粘结的现象，造成局部弱点，影响砼的整体性能。现场检测可将3-5束待检工程纤维放入烧杯内，注水后搅拌1分钟，观察待检纤维束是否散开及分散程度，确定其在水中分散性。

（4）抗拉弹性模量和断裂伸长率：为工程纤维最重要的力学性能。根据应力体的变形协调原理，工程纤维的抗拉弹性模量越大，则砼的微观变形就越小，所承担的应力也越小。而纤维的断裂伸长越大，则在砼局部产生微观裂缝时，能够继续承担拉应力而限制裂缝的进一步开展。

（5）纤维长度：工程纤维的长度是影响其力学性能的又一重要指标。如工程纤维的长度过长，则相对根数越少，且本身容易卷曲打结，承担微观拉应力的能力就越弱；另一方面，工程纤维的长度过短，则在砼中的锚固长度短，砼的局部拉应力稍大即可造成纤维的拔出破坏。在砼中乱数布散于砂浆中工程纤维，才能发挥作用，因此砼中粗骨料所占体积百分比，和构件本身的设计荷载，是控制选用纤维长度的重要依据。

（6）表面形状：不同的截面形状，影响工程纤维与砼结合的紧密性。在其他性能相等的情况下，截面为光圆型的工程纤维与砼的结合性最差，截面不规则且纤维表面有规则条纹的工程纤维与砼的结合性能较好。检测方法为送专门实验室检测工程纤维的截面形状和单位重量的表面积数值，其单位重量的表面积数值越大越好。

（7）单根纤维重量：在其他性能指标相同的情况下，单根纤维重量越轻，则单位重量的工程纤为根数就越多，在砼中分散的就越均匀，砼的微观受力特性就越好。且由于工程纤维的密度、长度要求相对明确，工程纤维的截面最大直径越小，则施工效果越好。

（8）技术经济分析：目前市场上工程纤维生产厂家多，规格型号多，价格相差较大，单位体积内的掺量也不一样。应根据厂家提供的报价和设计要求的单位体积掺量，计算出单位体积的费用增加量，作为选择工程纤维种类的一个重要依据。

4施工要点

经过性能比选和技术经济分析，确定采用工程纤维的种类后，在存储和施工中还必须注意以下几个方面：

（1）储存要求：工程纤维均为有机高分子材料，表面积较大，燃点低，燃烧速度极快，因此储存时要注意防火；由于工程纤维与水浸润且表面积大，吸收空气中水蒸气的能力强，吸水后容易粘结成团，影响使用效果，所以储存时需要注意防水防潮。

（2）施工准备：在施工前应做好配合比实验，根据设计要求、配合比实验和现场砼搅拌机械的出料能力，计算每一次投料时需要的工程纤维数量，提前4-8小时按量分装好。分装后的工程纤维应放置在专用库房的指定区域。

（3）施工的方式：采用强制式砼搅拌机时，可以按照通常方式即将沙、石、水泥和工程纤维同时投入喂料口，进行搅拌，由于砼强制搅拌，工程纤维发散性较好（推荐采用）；如施工条件限制必须采用自落式搅拌机，所以应先投入工程纤维和骨料干拌60s后，再加入水泥和水拌合。

（4）现场检测：加纤维砼在第一次拌合后，应进行现场检测，以检验搅拌方式是否合理。其方法是：在已搅拌好的砼中随机抽取等量砂浆（一般可使用砂浆试块模计量）进行目测，如砂浆中工程纤维含量较平均且均分散为单丝，则搅拌效果较好，砼可投入使用；如不能满足以上检测标准，则应适当延长搅拌时间后再次检测，直到满足要求为止。

（5）试块的养护和检测：按照规范要求制作试块和养护，每一批次每一检测项目均应多做一组试块，与砼同等条件养护，在规定的龄期进行检测，如不能达到设计要求，则应联系设计单位采用补救措施。

5结论

通过以上分析，本文提出了选用工程纤维的一般标准和施工时应注意的问题，供建设、施工单位在采购、存储、工程纤维和进行加纤维砼施工时参考。只要认真采购合适的工程纤维并谨慎施工，就能充分发挥加纤维砼的优势，提高工程的综合效益。