1.工程概況

    山海關(guān)船廠15萬噸級修船塢塢室底板表成層原設(shè)計(jì)為70mm厚的砼磨耗層，長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)過程及其強(qiáng)度發(fā)展期給修船工作帶來了很大影響，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)。

    毫無疑問，鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)，對砼結(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)見表1

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，橫向拉開后呈網(wǎng)狀，當(dāng)加入到砼原材料中時，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不會成團(tuán)，無毒，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23萬元。

    從材料費(fèi)上比較，二者相差不多，但鋼筋風(fēng)施工時工序復(fù)雜。當(dāng)然，我們也考慮到纖維網(wǎng)砼的攪拌時間比普通砼延長了一倍，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。

 

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。

    五公司檢測中心也作了聚丙烯纖維網(wǎng)對砼性能影響的試驗(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。