土建施工钢纤维混凝土施工技术研究

土建施工钢纤维混凝土施工技术研究

李政

上海中建东孚投资发展有限公司，上海 200120

作者简介：李政（1993.06~），男，汉，江苏宿迁人，2018.06毕业于武汉理工大学，建筑与土木工程专业，硕士研究生，中级工程师，从事建筑与土木工程工作。

摘要：近年来，随着现代化材料技术发展，钢纤维混凝土施工技术被广泛应用于土建施工项目中。文章简单介绍了钢纤维混凝土施工技术，从力学性能与经济效益两方面角度出发，分析钢纤维混凝土施工技术的应用优势，探究其在土建施工项目混凝土搅拌、混凝土浇筑以及混凝土刻槽切缝环节的应用方案，为相关从业人员提供参考。

关键词：土建施工；钢纤维；混凝土

引言：钢纤维混凝土是一种将短钢纤维融合进普通混凝土中，形成的复合型建筑材料。同传统混凝土施工技术相比，钢纤维混凝土内部材料密度较高，具备较强的兼容性，能够适应多种施工环境，满足不同施工技术材料需求。

一、钢纤维混凝土施工技术介绍

基于钢质材料的结构特点，钢纤维混凝土受力性较强，能够进行浇筑、喷射成型技术施工，使得混凝土具备塑性性质。20世纪初，美国提出了在混凝土中加入钢纤维的施工技术理念，通过30多年的技术研究，美国及欧洲各个国家提出了多种钢纤维混凝土专利文献。第二次世界大战中，日本基于战略发展将钢纤维混凝土应用于实际建筑中，其通过将直径4毫米左右的镀锌铁丝进行等距离分割，完成混凝土与镀锌铁丝的技术搅拌融合，制作出钢纤维比例在1%以下的钢纤维混凝土。这是钢纤维混凝土施工技术的首次大规模应用，虽然就应用效果而言，并没有达到理想效果，但经过几十年的发展，现阶段钢纤维混凝土施工技术已经较为成熟。

二、土建施工钢纤维混凝土施工技术优势分析

一方面，力学性能优势。钢纤维混凝土施工技术具有钢纤维不连续、钢纤维不固定等特点，这能够有效增强混凝土的力学性能，在钢纤维混凝土承受不同方向的负载力时，能够延长内部伸缩缝的距离。钢纤维混凝土中融合了短钢纤维，能够有效降低20%左右的混凝土收缩率，避免发生混凝土变形开裂的问题。同普通混凝土相比，钢纤维混凝土在抗压、抗弯、抗冲击等方面性能，都具备极大程度的优势，例如，当钢纤维混凝土中的钢纤维含量超过3%，其抗压能力将超过普通混凝土40倍，适用于多种土建施工环境中[1]。

另一方面，经济效益优势。基于钢纤维混凝土的结构特点，建筑施工环节能够延长伸缩缝的间距，通过连续浇筑完成土建施工，这种施工方式能够有效缩短项目工期，节约建筑施工时间成本。就同一土建施工项目而言，钢纤维混凝土能够取代部分钢筋结构，降低钢材料使用量，减少20%以上的混凝土用量，节约建筑材料成本。在建筑长期使用过程中，会受到自然环境、人为原因等方面因素的影响，出现一定的损坏情况。钢纤维混凝土施工技术的融合，能够增强建筑抗冲击力，避免发生安全事故，提高建筑使用寿命。此外，钢纤维混凝土施工技术的运用，还能够实现建筑单向缝隙表面设计，降低建筑结构重量，提高建筑整体美观程度。

三、土建施工中应用钢纤维混凝土施工技术的方案探究

（一）混凝土搅拌

混凝土搅拌是土建施工中最基础的环节，它能够保障混凝土内部材料结构的稳定性。同传统混凝土相比，钢纤维混凝土进行搅拌时，需要针对短钢纤维结构进行均匀分布处理，规避钢纤维与混凝土原材料凝结成固状体的问题，保障混凝土使用力学性能。就目前技术发展水平而言，土建施工环节多使用机械化搅拌模式，通过控制混凝土搅拌均衡速率，降低钢纤维弯曲等问题发生概率。进行钢纤维混凝土搅拌时，要尽量选择钢纤维专用搅拌设备，若受到施工环境等因素限制，也可以使用水平双轴式传统搅拌机进行钢纤维混凝土搅拌作业。

实际搅拌环节，要在混凝土搅拌机上增加钢纤维散射装置，稳定散射装置的作业效率，确保钢纤维混凝土搅拌后内部钢纤维的平均分布，稳定钢纤维掺杂料。当混凝土中融入钢纤维后，其整体质量增大，会增加搅拌机的负载，因此在实际施工环节，要先对混凝土水泥、各种砂石以及钢纤维进行单独干拌，干拌完成后再加水完成整体性搅拌，将混凝土搅拌量控制在搅拌机额定搅拌量75%以下，一边搅拌一边加入钢纤维。此外，为保证钢纤维混凝土的结构稳定性，应确保钢纤维混凝土具有足够的搅拌时长，常规土建施工项目钢纤维混凝土要比传统混凝土多搅拌3分钟。在钢纤维混凝土搅拌完成后，需要进行混凝土施工现场运输，应尽量缩短混凝土运输距离，避免长时间运输造成混凝土内部钢纤维沉底等问题。钢纤维混凝土运输设计时要考虑到气候、运载工具等多方面因素，若混凝土运输到施工现场后出现离析问题，应在混凝土浇筑摊铺前进行二次搅拌。

（二）混凝土浇筑

钢纤维混凝土浇筑施工前需要对混凝土内部材料块进行检查，杜绝纤维结团现象，并通过喷砂机对土建施工项目下承层进行打毛处理，完成喷水清洁后再进行浇筑作业。混凝土浇筑时要确保混凝土用料低于浇筑机控制板顶面，维持在螺旋布料器相平的位置，从建筑单侧进行浇筑，并在浇筑过程中观察钢纤维分布情况，通过人工的方式确保钢纤维能够均匀分布。钢纤维混凝土浇筑松铺系数要根据混凝土坍落度进行更改，当混凝土坍落度为40mm时，应将松铺系数控制在1.2左右。在某个建筑结构钢纤维混凝土浇筑施工完成后，需要及时停止布料作业，避免多余的钢纤维混凝土搅拌打乱钢纤维分布状态，维持混凝土内部结构稳定。结合土建施工项目钢纤维混凝土力学分布情况，在混凝土浇筑时利用振捣棒进行振捣作业，维持稳定的振捣频率，避免振捣时间过长导致钢纤维沉淀问题。选择成型快、振捣频率范围广的平板振捣器进行振捣作业，在作业点2米处设置观测点，并派遣专人监管不同区域的振捣任务完成情况。

（三）混凝土刻槽、切缝

混凝土刻槽、切缝是土建施工中保障钢纤维混凝土使用寿命的重要工艺，尤其在路面、桥面等道路施工项目中，混凝土刻槽、切缝能够减缓不同温度环境对混凝土材料热胀冷缩造成的影响。在钢纤维混凝土刻槽、切缝前，需要对混凝土路面进行养护处理，通过铺设塑料薄膜，为钢纤维混凝土道路提供适宜的环境温度，完成钢纤维混凝土材料水蒸汽循环，增强钢纤维混凝土整体结构稳定性。实际刻槽施工环节，要控制混凝土槽宽在4mm左右，槽深在7mm左右，具体数值要根据施工环境及现场温差变化进行设计。切缝施工环节，要控制伸缩缝的间距在40厘米左右，并在不影响整体土建施工项目性能的情况下，增加横向缩缝距离，并取消纵向缩缝。针对部分填充式地段土建施工项目，进行切缝设计时基于地基稳定性要选择保守方案，避免切缝环节造成整体混凝土建筑坍塌。切缝操作时要确保切缝整齐，混凝土边缘处平整，根据施工现场环境确定土建施工项目从养护到刻槽、切缝的切换时间[2]。

结论：综上所述，进行土建施工钢纤维混凝土施工技术研究，能够有效提高建筑施工质量。通过了解钢纤维混凝土施工技术的应用优势，控制好混凝土材料配比，完善土建施工时混凝土搅拌、浇筑、刻槽切缝等不同阶段的实际施工方案，为土建施工后续环节打好基础。

参考文献：

[1]廖芳珍,余超,王晗.水工结构可靠性评估及补强加固研究——以佛山市高明区沧江船闸为例[J].人民珠江,2023,44(S2):73-80+91.

[2]刘晓辉.山区高海拔特长隧道施工中的玄武岩纤维混凝土性能试验研究[J].工程技术研究,2023,8(18):135-137.