1.工程概況
山海關(guān)船廠15萬(wàn)噸級(jí)修船塢塢室底板表成層原設(shè)計(jì)為70mm厚的砼磨耗層，長(zhǎng)327m，寬65m，總面積為20.598平方米，砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度C40，抗凍F250，抗?jié)BW6，采用￠6@100鋼筋網(wǎng)做為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
底板耐磨層砼從使用上要求其必須有良好的耐久性，避免砼的頻繁修補(bǔ)給修船作業(yè)帶來(lái)影響，我們分析了山船舊有的1#、2#塢底板表層的破壞情況，得到了天津港研所關(guān)于和聚丙烯纖維網(wǎng)同屬合成纖維的尼龍纖維砼的大量技術(shù)實(shí)踐資料，進(jìn)行了一系列有針對(duì)性的技術(shù)工作，最終確定了以聚丙烯纖維網(wǎng)替代鋼筋網(wǎng)。
磨耗層施工自1998年3月26日起，至4月16日止，迄今為止，未發(fā)現(xiàn)砼起供、表面龜裂等現(xiàn)象，砼各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。
2. 可行性研究
2.1 鋼筋網(wǎng)磨耗層方案
山船1#、2#塢底板未設(shè)置磨耗層，實(shí)際應(yīng)用表明，在重輾壓、重物沖擊下其表面破壞嚴(yán)重，修補(bǔ)后不久又造成破壞，修補(bǔ)頻繁，而砼修補(bǔ)過(guò)程及其強(qiáng)度發(fā)展期給修船工作帶來(lái)了很大影響，而原設(shè)計(jì)均采用了￠6@100鋼筋網(wǎng)，做為砼加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
毫無(wú)疑問(wèn)，鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)，對(duì)砼結(jié)構(gòu)起到了增強(qiáng)作用。但是，由于磨耗層只有70mm厚（塢墻前趾甚至只有50mm厚）磨耗層砼澆筑后的干縮裂縫，使用過(guò)程中重物沖擊，重載碾壓下引起的局部破損，使得海水中的氯離子容易抵達(dá)鋼筋表面，引起鋼筋銹蝕，而鋼筋的銹蝕，又加快了裂縫的產(chǎn)生，最后導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體破壞。
2.2 聚丙烯纖維網(wǎng)的物理化學(xué)性能
聚丙烯纖維網(wǎng)的各項(xiàng)物理化學(xué)性能指標(biāo)見(jiàn)表1
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比重 |
0.91 |
抗拉強(qiáng)度 |
560-770MPa |
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纖維長(zhǎng)度 |
12-51mm |
彈性模量 |
3500MPa |
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纖維直徑 |
6000-26000旦尼爾 |
極限延伸率 |
8% |
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熔點(diǎn) |
160-170℃ |
泊桑比 |
0.29-0.46 |
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燃點(diǎn) |
590℃ |
抗酸、堿腐蝕能力 |
高 |
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吸水性 |
無(wú) |
毒性 |
無(wú) |
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導(dǎo)電性 |
低 |
導(dǎo)熱性 |
低 |
2.3 聚丙烯纖維網(wǎng)砼的特性
聚丙烯纖維網(wǎng)是一種束狀的合成纖維，橫向拉開(kāi)后呈網(wǎng)狀，當(dāng)加入到砼原材料中時(shí)，在攪拌機(jī)的攪拌下，受到水泥，砂石料的沖擊混合，成束的網(wǎng)狀纖維會(huì)被撕裂成大量單獨(dú)的纖維，以三維方式均勻分布于砼中，在耐磨層施工中我們采取的是標(biāo)準(zhǔn)摻量：19mm長(zhǎng)的纖維，每立方米砼中摻0.9kg，經(jīng)攪拌機(jī)充分拌合，大約可以分散成710萬(wàn)根獨(dú)立纖維，這些纖維的存在使砼性能有較大改善。
從表1中可以看出，聚丙烯纖維網(wǎng)具有高抗拉強(qiáng)度，高變形能力，不受水泥水化物侵蝕，三維均勻亂分布可以各向同性改善砼性能，表面的憎水性保證與水泥基材拌合時(shí)不會(huì)成團(tuán)，無(wú)毒，作用方便。
2.4 經(jīng)濟(jì)比較
原設(shè)計(jì)磨耗層為￠6@100，共用鋼筋約92t，材料費(fèi)金額25萬(wàn)元。
實(shí)際采用聚丙烯纖維網(wǎng)，使用纖維網(wǎng)1553袋，折合人民幣23萬(wàn)元。
從材料費(fèi)上比較，二者相差不多，但鋼筋風(fēng)施工時(shí)工序復(fù)雜。當(dāng)然，我們也考慮到纖維網(wǎng)砼的攪拌時(shí)間比普通砼延長(zhǎng)了一倍，所以，從整體上看，纖維網(wǎng)的使用在磨耗層中未增加工程造價(jià)。
2.5 試驗(yàn)資料
天津港研所關(guān)于尼龍纖維增強(qiáng)砼的試驗(yàn)研究表明，尼龍纖維對(duì)提高砼的抗沖擊性能及抗凍性能具有明顯的作用，而且尼龍纖維大大減少了砼的塑性收縮裂縫，因此尼龍纖維增強(qiáng)砼具有良好的耐久性。
五公司檢測(cè)中心也作了聚丙烯纖維網(wǎng)對(duì)砼性能影響的試驗(yàn)研究。應(yīng)用不同品種水泥，不同品種外加劑進(jìn)行了配合比試驗(yàn)，對(duì)其抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗凍及抗?jié)B性能進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明，滿足設(shè)計(jì)要求。 |