钢纤维混凝土管片生产质量控制

熊炎平

(中铁二十三局集团轨道交通佛山工程有限公司）

钢纤维混凝土管片作为一种广泛应用于地下管廊、交通隧道和水利工程等领域的新型建筑材料，具有良好的抗裂性、抗渗性和耐久性好等优势。然而，由于生产工艺控制不当和原料质量等因素的影响，钢纤维混凝土管片在实际施工中存在一些质量问题，如表面纤维生锈、强度不高、韧性差、外观质量差、开裂等。因此，如何确保钢纤维混凝土管片的生产质量，提高其性能和可靠性，成为了当前研究的关键问题。

本文旨在探索钢纤维混凝土管片生产质量控制，通过整理和分析现有的质量控制方法，结合实际施工经验和理论，构建一种综合生产控制策略，通过实验和数值模拟相结合的方式，利用ADINA 有限元程序进行数值模拟计算，以模拟和分析钢纤维混凝土管片在不同加载条件下的力学性能，研究不同工艺参数对钢纤维混凝土管片生产质量的影响规律，并提出了相应的优化措施。实验结果表明，采用本文所提出的质量控制方法，钢纤维混凝土管片的强度、韧性等性能指标得到了显著提升。

通过深入研究钢纤维混凝土管片生产的质量控制问题，可以为相关领域的工程师和研究人员提供实用的帮助，并推动钢纤维混凝土管片在工程实践中的广泛应用，有望为钢纤维混凝土管片的生产质量控制提供有益的理论指导和实践参考，进一步推动该领域的发展。

1 原料准备与配比

钢纤维混凝土管片的生产质量控制中，原料的准备对于钢纤维混凝土管片的性能和质量具有重要影响。在生产过程中，需要准备水泥、粗细骨料、钢纤维、聚羧酸减水剂等原料。水泥作为混凝土的胶凝材料，对混凝土的耐久性和强度起到至关重要作用。因此，在选择水泥时，应根据需要的设计强度等级及使用环境要求来选用适当的水泥品种。其质量直接影响着管片的强度和稳定性。普通硅酸盐水泥具有良好的水化性能和抗压强度，能够提高管片的力学性能和耐久性。故应选择符合国家标准的普通硅酸盐水泥。

骨料是混凝土中的主要成分之一，其质量直接影响混凝土的耐久性和强度。在钢纤维混凝土管片的生产中，通常选择粗骨料和细骨料进行搭配掺和使用。骨料的选取也是十分重要，应具有良好的力学性能和稳定的化学性质。骨料应选择优质的碎石，具有良好的骨料形状和均匀的颗粒分布。碎石的选取要考虑其粒径、含泥率和蓄水率等指标，以确保混凝土和易性。细骨料是钢纤维混凝土管片中的主要填充材料，应具有适当的粒度和形状，以提高混凝土的工作性能和抗裂性能。在原料采购环节，应选择颗粒骨料的规格齐全、质量稳定的供应商，避免夹杂有害杂质。在骨料的贮存和使用过程中，要注意避免受潮、受污染等问题，确保骨料的质量不受影响。

钢纤维作为增强材料，其质量直接影响到管片的抗拉强度、抗冲击性能，可以有效提高钢纤维混凝土管片的抗折强度、阻裂性和耐久性。在原料准备过程中，在原料采购环节需要选择合适的钢纤维类型、长度及弯曲形状、直径和体积含量等指标，质量稳定、规格一致的钢纤维供应商，避免夹杂有害杂质，并根据设计要求进行适当的掺量。同时，以确保其在混凝土中的分散均匀性和粘结性。在钢纤维的选取上，应选择具有良好拉伸性能和耐蚀性的钢纤维。

在钢纤维的贮存和使用过程中，要注意避免受潮、受锈蚀等问题，确保钢纤维的质量不受损害。钢纤维的掺加工艺直接影响到管片的性能。一般而言，钢纤维可以通过机械搅拌和手工掺加两种方式投入到混凝土中。机械搅拌可以保证钢纤维均匀分散在混凝土中，提高管片的抗裂性能；手工掺加则需要操作人员具备一定的经验和技术，以确保钢纤维的均匀分散和掺加量的准确控制。

其次，原料的配比是钢纤维混凝土管片生产中的关键环节。合理的配比可以确保混凝土的强度、工作性能和耐久性满足设计要求。在进行配比时，我们需要根据混凝土的强度等级、使用环境和工艺要求等因素进行综合考虑。

适当的水灰比可以提高混凝土的流动性和工作性能，但过高的水灰比会降低混凝土的强度和耐久性、且混凝土易离析，成型后开裂等。因此，需要根据具体情况选择合适的水灰比，并通过试验和实践进行验证。与此同时，减水剂和掺合料的选取也是不可忽视的。减水剂可以改善混凝土的流动性和凝结性能，提高管片的工作性能和外观质量。掺合料可以改变混凝土的物理和化学性质，提高管片的耐久性和抗渗性能。减水剂和掺合料的选取要根据具体的生产工艺和技术要求来确定，以保证管片的质量和性能。

此外，还需要根据设计要求确定混凝土中水泥、骨料和钢纤维的掺量比例。掺量比例最优可使各组分协同作用，发挥其充分优势。在确定配比时，还需要考虑原料的质量和成本等因素，以实现经济、高效的生产。

钢纤维混凝土管片生产中的原料准备与配比是确保产品质量的重要环节。通过合理选择原料、严格控制质量，并根据设计要求进行合理配比，使钢纤维混凝土管片具有良好的性能和耐久性。在实际生产中，需要根据具体情况进行调整和改进优化，以不断提高钢纤维混凝土管片的生产质量。

通过严格的原料质量管理与控制，可以确保钢纤维混凝土管片的质量稳定可靠，提高其力学性能和耐久性。在实际生产中应加强对水泥、骨料、钢纤维和混凝土配合比的管理与控制，确保原料的质量达到设计要求，并严格执行相关的质量控制措施，以提高钢纤维混凝土管片的生产质量。

2 混凝土搅拌、成型、养护

混凝土搅拌过程中，必须确保混凝土的配合比例精准，严格按照设计要求进行搅拌，混凝土的成型也需要注意各种细节，以保证管片的质量。应注意搅拌时间、搅拌速度的控制及投料顺序，以确保混凝土的均匀性和流动性。

在管片成型过程中，应对模具进行仔细清洁和涂隔离剂，以防止混凝土黏附和模具损坏。另外需要注意混凝土的均匀浇筑和密实振动处理。均匀浇筑可以保证管片的整体性和一致性，而密实振动处理可提高混凝土的强度和密实性。在振动处理过程中，应注意振动时间控制，避免混凝土过度振动导致管片表面粗糙或出现空洞现象以，振动频率保持一致，不同频率振动器易导致振动力紊乱，导致管片分层、空鼓、露筋等缺陷。

混凝土搅拌与成型是钢纤维混凝土管片生产过程中不可忽视的环节。通过精准配合比例的混凝土搅拌和规范的成型工艺，可以保证管片的质量和性能。因此，在实际生产中，应严格控制混凝土搅拌与成型环节，以提高钢纤维混凝土管片的生产质量。

钢纤维混凝土管片的养护方法主要包括湿养护和温度条件控制两个方面。湿养护通常情况下分浸水养护或喷涂养护液养护，一种是保持管片表面充足水分湿润，一种是在管片表面形成封闭保护膜，以延缓水分蒸发，促进水泥的水化反应。温度控制是通过控制养护环境的温度，使混凝土的水化反应能够在适宜的温度范围内进行。应根据具体的施工条件和混凝土材料的特性，选择合适的养护方法和时间。一般情况下，养护期限为28 天。在养护期间，应严格控制管片的养护环境，保持养护温度和湿度的稳定，并定期检测管片的强度发展情况，养护效果的稳定和可靠。通过科学合理的养护方法和养护期限的确定，以及严格控制养护质量，可以有效提高管片的质量和性能，确保工程的可靠性和安全性。

3 环境条件与人为因素

钢纤维混凝土管片的生产质量受到环境条件和人为因素的影响。在生产过程中，合理的环境条件和科学的操作是保证管片质量的重要因素。

一方面来说环境条件对钢纤维混凝土管片的生产质量有着重要影响。温度、湿度和空气质量等环境因素会直接影响混凝土的凝结过程和强度发展。在生产过程中，应控制环境温度，避免过高或过低的温度对混凝土的凝结产生不利影响。此外，湿度的控制也十分重要，过高的湿度会导致混凝土表面水分蒸发缓慢，影响工艺的进行，而过低的湿度则容易导致混凝土的过早干燥，影响其强度发展。同时，要保证生产车间的空气质量良好，避免灰尘、污染物等对混凝土质量的不良影响。

另一方面，人为因素也是影响钢纤维混凝土管片生产质量的重要因素。人工操作的准确性和操作规范性对管片的质量影响巨大。生产人员应接受专业培训，掌握正确的操作技术，遵循操作规程和工艺要求。在混凝土的配制过程中，要严格按照配合比进行配料，控制水灰比，确保混凝土的强度和工作性符合要求。在生产过程中，还需要注意环境条件和人为因素的综合影响。例如，在高温环境下生产钢纤维混凝土管片时，应采取降温措施，控制混凝土的温度，避免温度过高对混凝土强度发展的不良影响。同时，要确保操作人员的身体状况良好，避免疲劳和疏忽导致的操作失误。只有综合考虑环境条件和人为因素，才能保证钢纤维混凝土管片的生产质量稳定。

4 优化生产工艺与提高设备水平

随着钢纤维混凝土管片的广泛应用，对其生产工艺和设备水平的优化也变得越来越重要。钢纤维混凝土管片的生产工艺需要经过详细的工序规划和流程优化。在原有的生产线基础上，可以采取一些必要的改进措施，如增加自动化设备的应用，提高生产效率。对每个工序的操作规程进行标准化，确保每个环节的可控性和稳定性。还可以引入先进的生产管理系统，实时监控生产过程中的关键参数，及时调整工艺参数，以保证产品质量的稳定。

针对钢纤维混凝土管片生产中可能存在的问题，可以通过改进设备来提高生产效率和产品质量。可以考虑引进更先进的混凝土搅拌设备，确保混凝土的均匀性和质量稳定性。针对管片成型过程中可能出现的裂纹和变形问题，可以改进成型模具的设计和制造工艺，提高管片的成型精度和表面质量。

钢纤维混凝土管片的生产工艺较为复杂，需要操作人员具备一定的专业知识和技能，了解钢纤维混凝土管片的生产工艺、材料性能以及相关标准和规范。他们应熟悉各个工序的操作要点和注意事项。在操作规范方面，钢纤维混凝土管片生产企业应建立规范的操作流程和操作规程。生产工人应按照规定的程序和要求进行操作，在具体的操作过程中，注意操作顺序、方法和要点，确保每个环节都符合质量控制的要求。应定期对操作规范进行检查和评估，及时纠正和改进存在的问题，以提高操作的准确性和规范性。钢纤维混凝土管片生产企业还应制定完善的培训计划，包括理论培训和实际操作培训，确保生产工人的素质和技能水平得到提升和保持保证生产过程的安全和质量稳定，确保设备操作人员的操作水平和技能保持在一个较高的水平上，进一步推动钢纤维混凝土管片的应用和发展。

通过对生产工人和设备操作人员的培训和管理，可以提高其专业知识和技能水平，确保他们按照规范的操作流程和要求进行工作，从而保证钢纤维混凝土管片的生产质量稳定和可靠。在实际的生产过程中，企业应严格执行培训和操作规范，不断完善和改进，以提升钢纤维混凝土管片生产的质量水平。

5 结语

本研究的意义在于为钢纤维混凝土管片生产的质量控制提供了一种有效的方法和参考。然而，本文研究还存在一些不足之处。首先，本研究主要着重于探讨了影响钢纤维混凝土管片质量的主要因素以及相应的质量控制措施和方法，但对于管片的设计和施工过程尚未进行深入研究。因此，未来的研究可以进一步探讨管片设计的优化以及施工过程中的质量控制问题，以完善钢纤维混凝土管片生产质量的控制。

与此同时，尽管本文通过实验和数值模拟研究了不同工艺参数对管片质量的影响，但由于受到实验条件和设备限制，本文的研究结果还需要在更广泛的实际生产环境中进行验证。因此，未来的研究可以进一步扩大样本容量，增加实验数据的可靠性，并考虑实际生产过程中的多种复杂因素。

总体而言，本研究通过综合控制策略和质量控制体系的建立，实验和数值模拟的方式研究了钢纤维混凝土管片生产质量控制的方法和措施，取得了一定的研究成果。然而，仍有进一步的研究工作需要展开，以进一步提高钢纤维混凝土管片的性能和可靠性。