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研究纤维混凝土在隧道工程中的应用

2021-02-05 95 上传者：管理员

摘要：随着现在社会及经济的不断进步，越来越多的新科技以及新材料被人们逐渐地挖掘，这也给纤维混凝土工程的施工带来了更多的便利。但是，从具体的工作情况上来看，还要对施工质量进行提高。因此，怎样解决纤维混凝土裂缝这样的问题，成为了现在施工过程中需要解决的重点问题之一。

关键词：
工程质量
抗裂性能
纤维混凝土
裂缝
隧道工程
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最近几年，由于我国城市建设的比较快，因此，隧道工程的维修数量也不断的增加，但是在隧道工程维修之后，依然会出现隧道工程裂缝的情况，这样的情况在一定程度上影响了人们的出行。本文主要研究纤维混凝土抗裂性能分析及在隧道工程中的应用，通过研究纤维混凝土在隧道工程中发生裂缝的原因，提出相应的解决措施，保证隧道工程的质量，希望对相关的研究人员有一定的帮助。

1、纤维混凝土在隧道工程中发生裂缝的原因

1.1温度控制不当出现裂缝

在隧道工程的一些问题中，由于温度低产生的开裂也是一种比较常见的因素，而且导致出现这种原因的因素也很多，这些原因一起使得纤维混凝土出现开裂的现象。纤维混凝土内部和外部之间的湿度差异也很容易导致开裂。由于纤维混凝土的表面湿度容易受到外部环境因素的影响，尤其是在高温或大风的环境中，因此表面湿度将大大降低。纤维混凝土的内部混合料具有一定的保水作用，因此,内部水分比较大，湿度变化比较稳定。于是，在没有表面覆盖物的情况下，纤维混凝土的表面受到内部约束，并且在没有必要的维护措施的情况下会收缩和变形，出现裂缝。低温裂缝产生的原因也有很多，这些影响有的是不能完全避免的，但是可以通过施工的工艺和施工的手段对其进行避免。有的还可以通过人为的因素进行避免，现在由于我国北方的环境和气温对于建筑施工的影响很大，并且有很多不利的自然原因，人们根据自然原因和纤维的特性也研究出了很多的辅助材料，这些材料在施工的过程中都可以应用，并且对于施工都有一定的帮助。

1.2施工不当导致纤维混凝土出现裂缝

在纤维混凝土施工的过程中，要用到大量的钢筋加固建筑物。因此，在项目实施过程中，由于当地气候或环境等因素的影响，钢筋容易发生氧化或碳化。这些问题导致纤维混凝土结构被破坏，从而引起安全问题。甚至出现钢筋腐烂的问题，会使得整个结构的抗压强度相应的降低，从而造成严重的安全隐患。因此，必须严格控制工程中纤维混凝土的整体性能测试和质量管理。另外，施工过程不合理。纤维混凝土材料能否在建设项目中完美的展示其自身的作用，早期科学合理的设计非常重要，必须科学地进行必要的程序。在经济利益的驱动下，目前的大多数项目往往不遵循正式程序，而忽略某些环节以达到缩短工期的目的。这种现象在纤维混凝土建筑中尤为突出。只是简单地将各种原材料混合和搅拌而没有遵循适当的程序，这在以后的施工过程中会带来很多问题。纤维混凝土养护不到位，早期表面干燥或纤维混凝土内部与外部之间的温差大且出现裂缝。纤维混凝土浇筑后，不能及时浇水固化，或者固化时间不达标，还没有采取其他有效措施，导致纤维混凝土表面失水过快。纤维混凝土表面的失水率超过内部水分的蒸发率，从而导致纤维混凝土出现塑性收缩和干燥收缩的现象，从而引起纤维混凝土裂缝的发生。

2、隧道工程纤维混凝土应用实例

2.1施工工艺

(1)施工前，施工人员首先要做好施工准备工作。准备充分的施工资料、施工图纸以及设计文件等。确保材料质量与工程相关需求相符；此外，在开展面板作业前，要对相关材料的性能、数量进行有效明确，避免出现施工误差。

(2)U型模板与间接钢筋。施工人员需要严格遵照施工图纸要求摆放U型模板、间接钢筋，避免出现错位的情况，本次施工过程中的具体摆放位置如图1所示，完成摆放之后，以电焊机对衔接处进行点焊处理，确保固定妥当。

图1U型模板与间接钢筋的固定位置

(3)构造钢筋。施工人员在布置构造钢筋时，需要分两层对纵向构造钢筋进行布置，单层布置数量为2根，完成布置之后，以细铁丝将横向构造钢筋固定于纵向构造钢筋之上。在铺设构造钢筋时，施工人员需要对纤维混凝土保护层厚度的最小值进行充分考考量，如果板端存在无预应力钢筋的地方，需要布设双向钢筋网，具体参数为φ12钢筋、25cm间距、4.5m宽度、8.5m长度值。

(4)预应力筋与传感器作业。施工人员在开展预应力筋布设作业时，需要严格遵照工程建设图纸上对角度、间距等参数的要求，实际作业过程中需要以钢筋小马凳对预应力筋的实际布设位置进行有效固定，完成预应力筋布设作业之后，施工人员还要校直预应力筋，避免钢绞线、U型板之间失去垂直关系。此外，施工人员还要用铁丝将传感器与预应力筋妥善固定。

(5)纤维混凝土面板浇筑。面板摊铺过程中，施工人员需要借助三滚轴，并保证摊铺一次成功，由于预应力筋存在一定的张拉作用，所以摊铺过程中需要由一端至另一端作业，值得注意的是，在浇筑过程中，预应力筋存在张拉的一侧，施工人员需要加强振捣，确保其拥有良好的密实性，避免出现跑位情况。

(6)养生。完成纤维混凝土浇筑后的第一个夜晚纤维混凝土面板极易出现裂缝等情况，如果浇筑作业完成后气温存在大幅度下降的情况，更滑增加面板出现裂缝的可能，因此，在斜向纤维混凝土完成纤维混凝土浇筑作业之后，施工人员需要在面板表面喷洒养护膜，避免纤维混凝土因热胀冷缩的作用产生裂缝。除此之外，施工人员还要以浸湿后的工布，或是草袋覆盖面板，持续周期控制在2周左右即可。

(7)张拉预应力筋。施工人员在开展预应力筋张拉作业时，要分两次进行。第一天晚上可以对长预应力纤维混凝土板施加张拉，这样降低其出现裂缝的可能，只有保证纤维混凝土强度，才能避免其所负荷的应力超出所能承受的最大值，因此，施工人员在完成浇筑后的第一晚，便应开始初始预应力张拉作业。

2.2注意事项

(1)以弹性材料包裹固定端锚具，包裹厚度控制在1cm左右即可，避免张拉时出现锚具移位的情况，破坏纤维混凝土浇筑质量；(2)浇筑纤维混凝土的过程中，施工人员要对浇筑行为进行严格把控，避免出现大量倾倒的情况，诱发跑位情况，此外，还不能给预应力筋、锚具、钢筋小马凳施加其他外力，例如，踏压；(3)施工人员在振捣纤维混凝土时，要保证预应力钢筋张拉端、固定端具有较好的密实性，以此确保纤维混凝土强度与工程建设需求一致；(4)张拉预应力筋的过程中，施工人员要对力度、速度以及持荷时间进行严格把控；(5)施工时应该避免寒冷气候、高温气候，这样可以避免纤维混凝土工程出现过多的温度效应，影响纤维混凝土浇筑质量，此外，值得注意的是，在浇筑时，要保证一次成功。

3、防止纤维混凝土在隧道工程中发生裂缝的措施

3.1做好温度控制

首先，必须加强冷却处理。纤维混凝土浇筑后期的冷却处理也是控制纤维混凝土裂缝的重要措施。通过使用循环冷却水，降低纤维混凝土的内部温度，并增强纤维混凝土的外部保温和保湿措施，例如：在外层覆盖一层薄膜，以减慢表面温度的降低，将纤维混凝土内部和外部之间的温度差控制在20-25摄氏度。同时要注意钢筋的施工。后浇钢筋不得断开连接，如果有加密钢筋，应一次性完成施工，并严格按照施工规范的要求绑扎钢筋，以防止钢筋支撑模板和浇筑纤维混凝土过程中会出现偏差，这会对整体结构安全性产生不利影响。

其次，加强后浇带纤维混凝土施工的裂缝控制。所谓的后浇铸带是为了防止因收缩不均匀或沉降不均匀而在现浇纤维混凝土结构中产生有害裂纹。根据设计或施工规范的要求，在基础底板、墙和梁的相应位置，留设的纤维混凝土带在纤维混凝土后浇带的浇筑和振捣施工中，常常采用收缩补偿法来控制裂缝，但这种方法对纤维混凝土的温度提出了更高的要求，要求纤维混凝土两侧的强度差异要很小，否则会引起沉降不均匀，严重影响结构的完整性。另外，在浇筑施工过程中必须严格控制温度，以防止浇筑后结构两侧的纤维混凝土的强度和稳定性出现差异。还应该采用分层浇筑的方法来控制纤维混凝土内部和外部的温度差异，从而抑制温度收缩裂纹的产生，在选择使用机器的过程中，应该使用避免过度振捣的机械。

3.2控制好纤维混凝土施工

在施工的过程中，要确保模板、支撑架、U形支架等材料符合技术要求，立杆间距等结构计算符合规范要求；合理控制模具的拆模时间，模具必须有拆模指令才能拆，并且拆模试块送检合格。严格按照结构设计意图，对钢筋完成预埋和预留等现场作业，并做好相关程序的处理和成品的保护；加强混凝土养护的措施，严格执行养护要求。正确掌握纤维混凝土补偿收缩技术的方法。对于在施工中应用到的膨胀剂，应充分考虑不同品种、不同剂量的膨胀剂起到的不同膨胀效果，并应该通过使用大量试验数据来确定膨胀剂的最佳剂量。

4、纤维混凝土缩缝密封的工作原理

切缝工程的处理：纤维混凝土是一个施工工艺复杂的工程，在进行纤维混凝土的施工工艺时，首先要进行的就是切缝工程，在进行纤维混凝土的摊铺工作之后，要对纤维混凝土进行切缝处理，但是这个切缝并不是真实的切缝，而是对其进行假的切缝处理，这样做是为了要填缝料，因此在水泥摊铺之后一定要进行切缝，这是必不可少的工作流程，切完缝之后，缝面呈现出的是像阶梯一样的形状，因为这样的阶梯型可以使得密封条不容易下陷，这样更能够增加工作的成功性，在切晚缝之后，要对缝隙进行清理，有效的清除缝隙中的污染物，这样可以使得缝隙在以后的工作中更加方便，对于切缝的要求也是有质量的要求的，切出的缝必须要直。这就要求切缝机要有好的工作效率，在进行工作时，工作人员也要对切缝机控制好，在切缝机的工作中，一定要径直的前进，而且还要匀速的前进，在工作的过程中，不能有退刀的操作，因为如果这样，就会造成切缝的不平整，对以后的工作会造成影响。

对密封条的安装：在对密封条进行安装时，要两个人来一起进行工作，其中的一个人拿着密封条的一边，将这一边涂上粘接剂，之后将这一边压入到切缝的一端，同时还要一手拿着密封条将其沿着切缝向后拖进，另外的一个人手拿嵌缝工具，将密封条用力的压，一边压一边向前移动，等到将压条压到板的边缘时就可以将压条剪断，之后将压条固定到板的另一边，并且还要讲压条嵌入到缝中，在将密封条都压入到缝中之后，再用嵌缝工具将密封条进行压辊，这个过程需要进行3遍，这样可以保证密封条的嵌压质量。对于密封条的安装，在施工工艺方面也有一定的要求，在切完缝并且清理完之后之后，就要立刻进行密封条的安装工作，在进行安装的过程中，先安装的密封条要剪去上边的两条胶带，后安装的密封条要剪去下边的两条胶带，这样可以使得密封条密封的结实。

对于密封胶的灌入：在进行密封胶的灌入工作前，要对密封胶做好处理工作，在这之前，先将密封胶融化，密封胶的融化是采用加热的方法，加热的温度要控制在1200--1400摄氏度之间，之后把嵌缝机进行预热，时间是3--5分钟，之后将密封胶放进箱子中进行加热，之后就是进行喷胶的工作。将嵌缝机调整好，对准缩缝，然后打开嵌缝机的开关进行喷胶工作，在大约进行30分钟之后，将嵌缝机的开关关掉，结束喷胶工作，在进行喷胶的工作过程中，也是有质量的控制的，在灌缝的工作过程中，速度要匀速的进行，密封胶在灌入之后要低于缝的表面，并且不可以溢出来，对于密封胶的工作，工作人员一定要进行严格的规定，因为这些工作过程在纤维混凝土的缩缝密封工作中起着重要的作用，因此一定要加强对这些工作的监督。

5、结语

本文对如何加强纤维混凝土裂缝控制提出相应对策。施工中通过采取控制措施，取得良好效果，使得未出现裂缝。重视纤维混凝土温度控制和施工控制，合理进行施工，降低纤维混凝土内部与外部温差。重视纤维混凝土养护，延长散热时间，避免纤维混凝土脱水或出现干缩裂缝，减少裂缝发生可能。最终提升纤维混凝土结构的抗裂性。

参考文献：

[1]刘志龙,杜向琴.碳纤维混凝土抗裂性能的试验研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2016,32(21):52-53.

[2]顾征宇,张德锋,杨毅超.补偿收缩纤维混凝土抗裂性及耐久性试验研究[J].建筑结构,2016,46(13):107-110.

[3]刘数华,何林.聚丙烯纤维混凝土抗裂性的试验研究[J].化学建材,2005(02):50-52.

[4]章毓,赵碧华,周双喜,刘美燕.纤维对混凝土抗裂性的影响[J].建材技术与应用,2007(09):16-18.

杨永丰.纤维混凝土抗裂性能分析及在隧道工程中的应用[J].四川水泥,2021(02):38-39.