纤维增强技术在超长混凝土建筑施工中的应用及性能提升

引言

伴随着建筑行业的不断发展，超长混凝土建筑因功能需要逐渐产生。由于温度、收缩等影响，容易导致结构开裂，影响结构的安全性、耐久性。纤维增强技术是改善混凝土性能的有效手段，在超长混凝土建筑中应用有着巨大潜力。本文主要研究在超长混凝土建筑施工过程中如何应用纤维增强技术，研究超长混凝土建筑采用纤维增强后对各项性能的改善情况，为解决超长混凝土建筑施工难问题、提升质量提供参考。

一、纤维增强技术在超长混凝土建筑施工中的应用

1.1 纤维的选择与掺量确定

在超长混凝土建筑施工时，要根据工程具体需求以及混凝土所设定的性能目标去选定相应的纤维种类。比如在对抗裂性能有较高需求的部分就应当优先选用聚丙烯纤维；若是要提高结构承载能力，则应添加钢纤维或者碳纤维。关于纤维掺加的比例也非常关键，掺加量若过少很难达到预期的增强作用，而若掺加得过多又会影响到混凝土的工作状态并增添施工成本。以聚丙烯纤维为例，其掺加比例大约在 0.5-1.5kg/m³ 之间；钢纤维的掺加量处在 30-80kg/m³ 这个范围内；碳纤维的掺加比例比较小，在 0.1-0.5kg/m³ 之间。实际工程中要依靠试验找出最适宜的纤维掺量，同时各种纤维同混凝土的适配性以及分散性存在明显差别，因此在施工时应当配合恰当的搅拌工艺，从而保证纤维能均匀分布，发挥增强效果。

1.2 纤维与混凝土的搅拌工艺

为使纤维在混凝土中均匀分散，搅拌工艺非常重要。要先用搅拌机将水泥、骨料等常用材料混匀，再放纤维进去，使用强制式搅拌机来搅拌，搅拌时间要比普通混凝土长些，一般多出 1-2 分钟，纤维才能更好地分散到混凝土当中，不能产生纤维结团的情况。在搅拌时，可以看一眼混凝土外表的状态，比如是不是颜色均匀、是否存在纤维外露的情况，以此来推测纤维的分散情况。还需掌握好搅拌速度，开始时用慢速度搅拌，能让纤维与骨料进行大致融合；在中途转为中速搅拌，确保纤维渗入进去；到最后则用快速短时间搅拌，这样才能做到更为均匀。搅拌结束后，可随机选取一部分混凝土进行剖切观察，若纤维分布得很紧密，并无大的块状堆积，说明搅拌工艺不存在显著问题；若纤维分布不平均，需立即调节搅拌的时间长短和速度，重新搅拌，这样才有望保障纤维增强混凝土的质量。

1.3 施工过程中的质量控制

在超长混凝土建筑施工期间，要对纤维增强混凝土质量予以控制。要严格控制原材料品质，保证纤维、水泥、骨料等符合设计要求。针对纤维材料，需重点检查它的抗拉强度、弹性模量等关键指标，保证它可以在混凝土里充分发挥加固效能；水泥需关注其凝结时间、强度等级及安定性；骨料也要严格把关粒径分布和含泥量。在混凝土浇筑时，得注意振捣工艺，防止出现振捣不够或者过头的现象——振动不够或者过多，就会致使混凝土内部产生空隙，进而影响强度和抗渗性，同时过振会使得纤维下沉，扰乱纤维均匀分布。同时，依照规定保存混凝土试块，做抗压试验、抗裂试验等，随时掌握混凝土质量状况。还需创建起完善的质量追查体系，将每批次混凝土的原材料来源、搅拌过程参数、浇筑时刻、地点这些信息全都记录下来，一旦发生质量问题就能立即追查

处理。

二、纤维增强技术对超长混凝土性能的提升

2.1 抗拉强度的提高

普通混凝土的抗拉强度很低，在超长混凝土结构中，受拉部分容易产生裂缝。加入纤维后，纤维与混凝土共同承受拉力，提高了混凝土的抗拉强度。如掺加适量钢纤维的混凝土其抗拉强度提高 30%～80% ，这对改善超长混凝土建筑中受拉构件如梁、板等的性能是十分有利的，可提高超长混凝土建筑结构的承载能力和安全性。

2.2 抗裂性能的增强

超长混凝土建筑在施工过程中，其抗裂性能是备受关注的关键问题，因为纤维会与混凝土形成一种像网一样的结构，在这种结构中一旦混凝土由于收缩、温度等产生拉应力，就会分散这个应力，使混凝土内产生的应力小些，裂缝的产生也就少了些。通过研究表明，在混凝土中加聚丙烯纤维后的早期塑性裂缝数量、宽度都会明显的减少，并且抗裂性能提高了 50% 以上，对超长混凝土建筑的耐久性能提高、减少后期养护具有积极作用。

2.3 抗渗性的改善

纤维的加入，可以改变混凝土内部的组织，减小混凝土内部的孔隙与裂缝，从而提高混凝土的抗渗性。超长的混凝土建筑需要具有良好的抗渗性，以防止水、腐蚀性物质等进入混凝土的内部，从而防止钢筋生锈、降低建筑物的使用年限。通过试验发现，纤维增强混凝土的抗渗等级较未添加纤维的混凝土提高了1-2 个等级，即提高了混凝土的防水性能。

2.4 耐久性的提升

综合抗拉强度的提高、抗裂性能的增强、抗渗性能的改善，纤维增强技术使超长混凝土的耐久性也得到了明显的提升。由于超长混凝土裂缝减少，水分和有害物质不容易进入混凝土内，混凝土的碳化速度变慢，钢筋锈蚀风险变低，使超长混凝土建筑长期使用过程能够维持较好的状态，减少了建筑的修缮次数和加固次数，具备较高的经济价值与社会价值。

三、结论

纤维增强技术在超长混凝土建筑施工中的应用较为广泛且效果显著。通过合理的选用纤维品种和合适的掺量、优化搅拌方式和控制施工质量等方式，可以使其得到充分发挥，能够使混凝土的抗拉强度得以显著提高、增强抗裂性能、改善其抗渗性，从而提高其耐久性，降低后期的维护费用。未来，应当进一步研究，使其更好地应用于超长混凝土建筑的施工中，促进建筑行业的发展。

参考文献：

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