1、玄武岩纤维应用技术系列规范玄武岩纤维混凝土施工工法水泥混凝土河南金石路桥技术开发有限公司河南金石路桥技术开发有限公司关 注 交 通 致 力 创 新 1 / 8玄 武 岩 纤 维 水 泥 混 凝 土施 工 工 法一、 连续玄武岩纤维为进一步改善水泥混凝土的性能，适应现代道路与桥梁工程的需要，有很多不同功能的混凝土得到了发展。随着生产技术的解密，连续玄武岩纤维（简称 CBF）是近几年来才时有报道的新纤维，它是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经 14501500高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在如今讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤
2、维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。二、 连续玄武岩纤维的特性（1）原材料的天然性。由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。（2）性能的综合性。玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。（3）成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维等，和合成纤维相当。河南金石路桥技术开发
3、有限公司关 注 交 通 致 力 创 新 2 / 8（4）天然的相容性。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。三、 连续玄武岩纤维的技术指标（参照国标 GB/T232652009）玄武岩纤维的性能指标用于混凝土的短切玄武岩纤维 用于砂浆的短切玄武 岩纤维试验项目防裂抗裂纤维(BF)增韧增强纤维(BZ) 防裂抗裂纤维(BSF)拉伸强度 a/MPa ， 1050 1250 1050弹性模量 b/GPa ， 34 40 34断裂伸长率 c/% ， 3.1耐碱性能,单丝断裂强度保
4、留率/% ， 75a、 b 、c 三项试验值的变异系数不得大于 15%。掺短切玄武岩纤维水泥混凝土或砂浆性能指标用于混凝土的短切玄武岩纤维 用于砂浆的短切玄武 岩纤维试验项目防裂抗裂纤维(BF)增韧增强纤维(BZ) 防裂抗裂纤维(BSF)分散性相对误差/% -10+10混凝土和砂浆裂缝降低系数/%， 55混凝土抗压强度比/%， 95 100 -砂浆抗压强度比/%， - - 95河南金石路桥技术开发有限公司关 注 交 通 致 力 创 新 3 / 8混凝土抗渗性能提高系数a/%， 30 -砂浆透水压力比 b/%， - - 120韧性指数（I 5） c, - 3 -混凝土抗冲击性能 d/%， 160
5、 300 -a、 b、 c 、d 为可选项目，由供需双方协商选用。四、 玄武岩纤维混凝土的特点 （1）在混凝土中掺入玄武岩纤维，由于其在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系，从而产生一种有效的二级加强效果。玄武岩纤维的乱向分布形式可削弱混凝土的塑性收缩，收缩的能量被分散到无数的纤维丝上，从而有效地增强混凝土的韧性，减少混凝土初凝时收缩引起的裂纹和裂缝。（2）混凝土中掺入纤维，可以缓解温度变化而引起的混凝土内部应力的作用，防止温度裂缝的扩展。同时混凝土中掺入纤维，在混合过程中引进了空气，使混凝土内空气含量增加，抗冻性能得以改善。（3）均匀分布于混凝土中的大量纤维起了“承托”作用，降低了混凝土表面
6、的析水与集料的离析，从而使混凝土中微孔隙含量大大降低；同时纤维的掺入减少了混凝土中的初始原生裂缝，所带来的明显的阻裂效应使纤维混凝土的抗渗能力得以提高。（4）纤维加入混凝土中经搅拌后纤维成乱向分布，一方面降低了混凝土的收缩应力，同时混凝土的粘聚性增大，有效阻止了混凝土的离析，水分迁移困难，减少了由于水泥砂浆体塑性收缩产生的可能性。（5）纤维的掺入减少了塑性混凝土表面的析水，表现为泌水率下降，泌水推迟20min 开始，提早 30min 结束。由于加入纤维后泌水速度降低，故要进行二次振捣，收面作业应适当加强。河南金石路桥技术开发有限公司关 注 交 通 致 力 创 新 4 / 8(6) 在混凝土中加
7、入纤维，能提高混凝土抗剪、抗劈裂、抗疲劳，能显著改善混凝土的力学性能，避免了普通混凝土因上述指标过低而引起的一些病害。(7)在混凝土中加入纤维，混凝土搅拌、浇注成型时，对混凝土无不良影响，且结合性好，能改善混凝土的粘聚性和稳定性。五、玄武岩纤维混凝土配合比设计应根据混凝土不同部位和使用要求，选择不同品种、长度和掺量的玄武岩纤维。根据实验及经验数据，原丝玄武岩纤维长度应和混凝土最大粒径接近，且不小于 15mm,不大于 30mm,主要用来提高混凝土的抗裂防渗能力、耐冲刷性、抗冻融性、抗腐蚀性等，建议掺量 2-4 kg/ ;加捻合股玄武岩纤维一般应3m用长度为 6mm50mm，主要用来代替钢纤维，提
8、高混凝土抗剪、抗劈裂、抗疲劳、抗冲击性能,建议掺量 46kg/ ;由于两种纤维具有相同的弹性模量和性3质，可以混合使用，全面提高混凝土的综合性能.设计混凝土配合比时，应综合衡量各项指标要求，确定最佳品种、长度和掺量。六、玄武岩纤维水泥混凝土施工质量控制1 般要求1.1 纤维混凝土宜在25以下，-5以上气温施工。1.2 在施工前，必须对班组长以上的施工及管理人员进行详细的技术交底，使操作人员心中有数，避免盲目施工。1.3 玄武岩维混凝土施工质量控制，应包含玄武岩纤维混凝土各组成材料检验和计量、搅拌、浇筑等工序的质量控制。2 材料检验和计量2.1 施工过程中应测定粗细骨料的含水量，每一工作班应不少
9、于一次，当含水量有显著变化时，应增加次数，依据检测结果，及时调整用水量和材料用量。2.2 在施工期间，玄武岩纤维混凝土各种材料的质量，应按施工配合比和一次搅拌量计算确定。材料的称量偏差，不得超过表1的规定。河南金石路桥技术开发有限公司关 注 交 通 致 力 创 新 5 / 8表1材料计量偏差表3 玄武岩纤维混凝土的拌合3.1 应采用强制式搅拌机,，拌合时先将纤维与砂、石、水泥等同时加入搅拌机，先干拌30秒，然后加水湿拌90秒。玄武岩纤维混凝土拌合物应拌合均匀，颜色一致，不得有离析、泌水、玄武岩纤维结团现象。3.2 一般应采用玄武岩纤维投料机自动计量和投料，以保证质量的准确性，避免多投和误投。当
10、采用人工投料时，为了便于施工，在施工前应先按拌合机每次拌合的混凝土的量计算好掺量，将玄武岩纤维分包装好。3.3 玄武岩纤维混凝土搅拌后，每工作台班应至少检测一次拌合物的均匀性、稠度偏差不应超过配合比要求的10%，必要时应检测玄武岩纤维体积率偏差不应超过配合比要求的15%。3.4 一般应使混凝土的塌落度保持在180mm20mm。应严格控制纤维混凝土坍落度。坍落度过小易粘溜槽，不易在溜槽中滑行，入仓难以振捣，滑模时阻力大，混凝土易拉裂；坍落度过大在溜槽中滑行易产生分离，出模后混凝土易下塌，面板表面平整度差，且混凝土强度不能达到设计值。坍落度最佳控制范围内：出机口不小于12cm，仓面不小于 8cm，
11、此值可保证运输、入仓、振捣、滑模及抹面工序的顺利完成。3.5 当需要检验玄武岩纤维混凝土的水灰比和水泥用量时，其检测方法按GBJ80混凝土拌合物水灰比分析规定进行。4 运输材料名称玄武岩纤维水泥 粗细骨料 水 外加剂允许偏差 1% 1% 2% 2% 1%河南金石路桥技术开发有限公司关 注 交 通 致 力 创 新 6 / 8同普通混凝土，无特殊要求。但应注意：由于纤维混凝土坍落度损失较快，不添加缓凝剂情况下0.5h损失1/2。1h后坍落度为 0。因此，纤维混凝土采用机动翻斗车或自卸汽车运输时，必须尽量缩短场外运输时间，一般控制在15min之内，否则混凝土就不易振捣。5 浇筑5.1 玄武岩纤维混凝
12、土的浇筑，应保证玄武岩纤维分布的均匀性和结构的连续性。在浇筑中，禁止因拌合料干涩而加水。5.2 玄武岩纤维混凝土宜用平板振捣器或模外振捣器振捣，保证玄武岩纤维混凝土密实外，还应保证玄武岩纤维分布的均匀性，避免玄武岩纤维裸露在结构物表面。6 混凝土振捣与表面整修6.1 浇注时，应及时用平板震动器振捣，尽量避免用插入式震动器，以免影响插入振捣位置纤维搭接；如无法避免，用插入式震动器振捣后，应用平板震动器再振捣20秒，以恢复纤维的三维分布。在纤维混凝土浇灌12小时后，必须对混凝土进行二次振捣，并对纤维混凝土表面拍打振实。充分的振捣一方面降低了混凝土的收缩应力，同时混凝土的粘聚性增大，有效阻止了混凝土
13、的离析。由于掺入玄武岩纤维后形成三维网结构，混凝土的坍落度会略有降低，但杜绝人为加入大量的水，振捣后与一般混凝土不同，出浆量也会略有减少，抹平时与正常方法相同。为保证顺利振捣和收面，一定要控制坍落度在适宜范围内。现场条件下坍落度会随时间减少的规律，故要搞好现场组织，尽可能缩短混凝土出机到入模的运输时间，防止水分蒸发过多，影响塌落度。6.2 应做好出模后混凝土的防雨、防晒措施，以防其表面水分蒸发。加大抹面劳动力的投入，才能确保抹面工序顺利完成。7 施工缝留设注意事项应尽量保持混凝土的连续浇注，以免造成接缝处纤维断开，造成混凝土接缝处薄弱。如不可避免，可在混凝土终凝后立即将接缝处混凝土凿毛，或通过
14、构造配筋等手段，减少其影响。河南金石路桥技术开发有限公司关 注 交 通 致 力 创 新 7 / 88 强度、弯曲韧性及抗冻性和抗渗性的检验8.1 施工中应依据工程的要求制作试件，进行抗压强度、劈拉强度或弯拉强度、弯曲韧性试验，如有特殊要求时，还应做抗冻和抗渗试验。抗压强度：混凝土按GB/T21120-2007中的6.5.1进行，砂浆按GB/T21120-2007中的6.5.2进行。弯曲韧性指数按CECS13规定方法进行测定。混凝土抗冲击性能按GB/T21120-2007中的附录C进行测定。8.2 玄武岩纤维混凝土立方体抗压强度检验的试件制作、养护按GB/T50081进行、硬化混凝土或砂浆的标准养护期龄为28天。试验试要的时间数目参照水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维GB/T23265-2009国家标准,验方法评定标准，应按国家标准的规定进行9 玄武岩纤维混凝土质量不合格的处理玄武岩纤维混凝土的强度、韧性、抗渗和抗冻性检验不合格时，必须立即对施工中的结构进行全面的技术鉴定，会同设计等有关单位研究处理，提出切实可行的措施，保证所施工的工程达到设计所要求的安全性、适用性和耐久性的要求。
