摘要:较于普通混凝土,钢纤维混凝土具有更优异的抗拉性、抗扭性和抗冲击性等力学性能,耐久性和收缩性能等使用性能也得到显著改善,在土建施工中得到了广泛应用。本文以钢纤维混凝土施工技术为研究对象,重点对其在土建施工中的应用进行了探讨。
关键词:土建施工;钢纤维混凝土;施工技术;应用
前言
作为一种新型复合材料,钢纤维混凝土是通过将一定量的钢纤维掺加入普通混凝土中,以此来提升混凝土的抗拉性、抗弯性、耐疲劳性以及抗剪性,同时可以显著改善混凝土结构的抗冲击性、收缩性能和耐久性能。在当下的工程施工中,钢纤维混凝土在支护工程、输水管道工程、抗震结构节点以及动力荷载作用部位等土建工程中具有很强的推广、应用与研究价值。
1.钢纤维混凝土的应用优势分析
1.1钢纤维混凝土具备良好的性能优势钢
纤维混凝土是在普通的混凝土中掺入少量的低碳钢、不锈钢以及玻璃钢等材料的纤维之后获得的一种较为均匀而多向配筋的混凝土,属于新型复合材料的一种。一般情况下,钢纤维混凝土中钢纤维的比例约在1%~2%之间,钢纤维的长度最好保持在20mm~60mm范围内。钢纤维混凝土中乱向分布的钢纤维能够有效的防止混凝土内部微裂缝的扩展以及阴滞宏观裂缝的产生。在承受荷载时,初期是由水泥基料和纤维共同承受外力,一旦混凝土出现开裂的情况,纤维就会成为外力的主要承受者。由此可见,相较于普通的混凝土,钢纤维混凝土的性能优势主要体现在以下几个方面:
其一,具备较好的抗拉、抗弯、抗剪以及抗扭强度。经过实践证明,通过添加适量的钢纤维,最高能够使混凝土的抗压强度提高80%、抗拉强度提高100%、抗弯强度提高80%,抗剪强度增幅超过50%。
其二,优秀的抗冲击能力。钢纤维的添加能够有效的提高混凝土的抗冲击和震动荷载等方面的性能,提高幅度在2到7倍之间。
其三,改善收缩性能。钢纤维混凝土的收缩值相较于普通混凝土要低上不少。
其四,较好的抗疲劳性。钢纤维混凝土的抗压疲劳性能要优于普通混凝土,钢纤维的使用可以极大的提高材料的抗弯疲劳寿命,其应力比也高于普通混凝土。
其五,耐久性强。由于钢纤维混凝土具备良好的整体性能,因此其抵抗高温、高寒、腐蚀等恶劣环境的性能也更好。在相同的环境下,其性能降低幅度要远低于其它普通混凝土。
综合来看,钢纤维混凝土相较于素混凝土的性能优势主要体现在高弹性模量、强抗冲击性、优秀的抗疲劳性、良好的韧性以及耐久性。此外,重量低、施工操作简便也是其应用优势。因此,钢纤维混凝土具备良好的应用前景。
2.土建施工中的钢纤维混凝土施工技术
2.1施工原材料选择及配合比确定
在使用钢纤维混凝土期间,其性能得以顺利发挥的重要保障是先要合理选择施工原材料,确保水泥、钢纤维、粗骨料、细骨料和外掺料等选择的合理性与质量,这是确保钢纤维混凝土配置与应用质量的重要保障。在确定各种施工原材料质量满足施工要求与规定的基础上,要结合土建施工项目对施工强度的要求以及施工强度系数等,科学地确定钢纤维混凝土的施工配合比,之后需要通过试配来进一步调整配合比,确保所配置钢纤维混凝土抗折强度和抗压强度等满足实际施工要求。
2.2控制原料投料顺序与搅拌时间
在配置钢纤维混凝土期间,可以应用分级投料施工工艺,先添加干料,后添加湿料,但是需要对各种施工料的投放顺序与时间进行严格控制。相较于普通混凝土拌制工艺,钢纤维混凝土拌制施工工艺更加复杂,如果没有对混凝土的投料顺序与搅拌时间等进行控制,否则就会影响钢纤维混凝土施工的整体质量,影响其各项指标的准确性,进而会对其在土建施工中的应用质量产生影响。
针对先干后湿的混凝土搅拌方式,主要需要先在不加水的条件下进行1min左右干搅拌,之后再加水后进行2min左右湿搅拌,或者直接加入一定量的外加剂后进行2min左右搅拌。对于混凝土搅拌所用的搅拌机,一般主要采用强制式搅拌机,为了避免其出现超负荷运作情况,如果钢纤维的掺加量比较高或坍落度较小的时候,要对搅拌机的使用效率进行科学控制。此外,在拌制钢纤维混凝土期间,需要借助钢纤维分散装置来确保钢纤维分散的均匀性,将其有次序、缓慢地添加到搅拌机内,使它可以同混凝土进行有效结合,一般将其运作的功率控制在0.75~1.0kW范围内,相应的分散力控制在20-60kg/min。
2.3浇筑与振捣施工
在浇筑钢纤维混凝土期间,不可留置过于明显的浇筑接头,每次混凝土倒料的搭接尺寸要控制在15~20cm范围内,同时确保混凝土浇筑的均匀性和连续性。在浇筑钢纤维混凝土期间的过程中,结合实际要求科学制定分面分层浇筑施工方案或分段分面浇筑施工方案,确保混凝土浇筑施工的整体质量。在振捣钢纤维混凝土期间,为了确保所浇筑钢纤维混凝土中钢纤维分布的随机性与均匀性,可以选择平板振动器这种施工机械,尽可能地确保钢纤维保持良好的二维分布状态,且不可采用插入式振动器,否则容易在振捣混凝土期间对钢纤维分布产生扰乱而使其出现结团问题。在振捣钢纤维混凝土后,要及时抹平裸露在混凝土外面的钢纤维,确保混凝土浇筑的整体施工质量。
2.4成型控制与接缝施工
虽然钢纤维混凝土在土建施工中应用时具有许多优势,但是其中钢纤维却存在较乱分布的情况,这就决定了钢纤维混凝土在土建施工中影响工程整体质量。比如,钢纤维混凝土应用于路桥路面铺设过程中,常常会应用机械抹平的施工方式来开展路面施工,避免钢纤维外漏于混凝土表面。如果钢纤维混凝土模板拆除后,出现钢纤维漏振或外露情况,那么就需要及时采取科学、合理的措施进行补救。此外,还要注意做好接缝的处理工作。比如,在铺设钢纤维混凝土路面期间,接缝的存在会降低其路面的抗裂性能。如果能在施工现场中进行交通封闭,那么可以采用混凝土摊铺机做成不设纵缝的整幅式。在相应的设计强度达到50%后,即可将相应的缩缝锯开,以便可以最大程度提升钢纤维混凝土的整体使用性能。
2.5养护施工
在土建施工中钢纤维混凝土浇筑完毕后,要及时开展养护施工,施工现场进行封闭管理,不允许外在人员或车辆在其上面通行,避免对钢纤维混凝土造成破坏,指派专门人员负责养护。比如,可以采用普通混凝土养护施工中常用的塑料薄膜覆盖法等施工养护法。
3.钢纤维施工技术在土建施工中的具体应用
钢纤维混凝土施工技术在土建工程领域中具有广泛的应用空间,具体表现在如下几个方面:
(1)应用于梁柱节点。梁柱节点是框架房建结构中的受力核心,起着承担与分配荷载的作用。通过在梁柱节点部位处应用钢纤维混凝土,可以显著提升其抗剪性、柔韧性、坚固性和抗压性,提升建筑整体质量具有重要作用。
(2)应用于连梁。通过在连梁施工中应用钢纤维混凝土,可以显著增强其抗震性、延性以及抗冲击性,能够降低地震力对建筑主体的损害程度。
(3)应用于转换层大梁。建筑结构分布十分复杂,需要借助结构转换层来增强建筑整体稳定性,其中大梁是最为关键的一个组成部分。如果在大梁施工中应用钢纤维混凝土,那么可以提高转换层的抗剪性和防震性。此外,钢纤维混凝土施工技术在剪力墙、建筑柱和桩基承台等方面的应用中,也取得良好的应用效果。
结束语:
总之,钢纤维混凝土较于普通混凝土具有良好的力学性能和使用性能,如抗弯性、抗拉性和抗震性等性能更加突出,同时其在路桥工程和土建工程中广泛应用。在实际的应用中,施工单位必须要结土建工程项目实际情况,科学制定施工方案,确保可以不断提升钢纤维混凝土施工整体质量和效率。
参考文献:
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