分析水閘施工中鋼纖維混凝土施工技術

溫苑

廣東水電二局股份有限公司 廣東 廣州 511340

引言

近年來我國水利工程項目正朝著大功能化、多元化的方向轉型，各種新技術、新材料也在我國水利工程項目建設中得到了廣泛應用，極大地提高了我國水利工程的科技含量。但在水閘施工中應用傳統混凝土極容易引發腐蝕、碳化等問題，并對水閘施工的安全性造成影響，而鋼纖維混凝土的優化利用可以有效解決以上問題，在保證水閘施工質量和施工安全的基礎上，整體提高水閘項目建設的強度與穩定性。

1 鋼纖維混凝土的特性和優勢

1.1 特性

鋼纖維混凝土相比于普通混凝土，前者具有明顯的壓縮和印章特性，這類復合材料在傳統混凝土中添加了鋼鐵纖維的成分，從而使得混凝土的壓縮和印章特性顯著增加。根據纖維結合長度及其形狀的不均勻分布，鋼鐵纖維可以在預防混凝土斑點的同時保證混凝土的壓縮和印章容量[1]。另一方面，鋼纖維混凝土還具有裂紋強度高、剪斷強度高的特性。在混凝土構件實際應用過程中必須重點關注其表面是否出現裂紋，利用鋼鐵纖維材料防止混凝土內部的不規則纖維材料出現裂縫問題，進一步增強混凝土材料的剪斷強度。金屬比混凝土不僅伸縮性、彈性良好，這類復合材料中包含的鋼鐵纖維還能有效應對溫度變化。

1.2 優勢

鋼筋混凝土材料具有強度高、重量比值大的優點，在水閘施工中可以整體提高水閘的強度，并且在水閘施工中只需完成橫縫設計，而無須再設計縱縫。其中橫縫設計以30cm的距離為最佳，該設計可以顯著提高水閘的穩定性與抗沖擊力。在水閘施工中應用鋼纖維混凝土時，由于其具有分布區間短、不連續的特點，因此在水閘施工中主要以分散的形式存在，可以顯著提高鋼纖維的抗沖擊與抗拉伸性能。經試驗研究表明，鋼纖維混凝土的抗拉伸強度比傳統單軸混凝土的抗拉伸強度高出1.5倍左右，抗彎極限高出2.5倍。與此同時，鋼纖維混凝土還比傳統混凝土的抗沖擊能力強50倍，并且其整體的消耗小、穩定性高。水閘受到長期磨損或水力沖擊超出水閘界限值時，很可能使得水閘使用出現一定的損耗，但鋼纖維混凝土的有效應用可以為水閘建造賦予較強的耐磨性與抗凍性，鋼纖維還能根據溫度變化不斷調整伸縮性能，最大限度地降低水力沖擊或其他因素導致的水閘損耗。

2 水閘施工中鋼纖維混凝土施工技術

2.1 水閘墻面應用

在水閘墻面施工中應用鋼纖維混凝土施工技術具有積極意義，在降低水閘整體重量的同時，還能保證水閘整體的外觀效果與承載性能[2]。與此同時，鋼纖維混凝土還具有較強的抗壓縮性、抗攻擊力，但在水閘墻面施工中應用鋼纖維混凝土時，不僅需要注重鋼纖維混凝土與墻壁的深度融合，還需要注重后續的維護與保養工作，以免影響水閘的正常運行。

2.2 水閘承重部位應用

鋼纖維混凝土施工技術可以有效增強水閘承重部位的抗沖擊力與抗拉伸性能，有針對性地改善水閘內壓部分的結構強度，有效避免水閘在后續使用過程中出現變形的問題。在水閘施工技術日益完善和成熟的背景下，在水閘支撐部位應用鋼纖維混凝土，可以將水閘體積和重量控制在最小范圍內，進一步提高水閘結構整體的穩定性。

3 水閘施工中鋼纖維混凝土施工技術的應用策略

3.1 鋼纖維混凝土配比

水閘施工中的鋼纖維混凝土主要包括顆粒、水泥、鋼鐵纖維等組成，其中矩陣材料、鋼鐵纖維等組成的特性將直接影響鋼纖維混凝土的使用質量和性能，因此在鋼纖維混凝土施工技術實際應用過程中，必須嚴格把控混凝土的混合配比，認真篩選鋼纖維混凝土的成分材料，避免材料在后續使用中出現質量方面的問題。首先，嚴格把控水泥質量，以高質量穩定性強的水泥為首選[3]。其次，在鋼纖維混凝土入口可以使用微細的顆粒，并將顆粒大小控制在250mm以內。在鋼纖維混凝土實際應用過程中，必須根據現場施工要求把控鋼鐵纖維的直徑、長度等參數。其中鋼鐵纖維的不規則形狀可以有效增強鋼纖維混凝土的穩定性，但這同樣加大了水閘工程的施工成本，因此需要結合實際施工需求選擇混合物，確保其充分滿足水閘項目建設的功能要求。最后，根據鋼鐵纖維的基本性能，開展實驗室測試、現場實例測試兩項工作，檢驗鋼纖維混凝土的質量和性能是否滿足水閘施工的實際需求。但需要注意的是，在水閘施工中應用鋼纖維混凝土材料時，必須重點控制鋼纖維混凝土的成分、混合比例、體積外觀等，在滿足水閘施工質量和負荷要求的基礎上，還需要提升水閘使用的外觀效果，盡可能將水閘重量控制在最小范圍內。

3.2 鋼纖維與混凝土混合攪拌工藝

在鋼纖維和混凝土混合攪拌期間，必須重視混合攪拌工藝的具體應用，選擇先干后濕等適合鋼纖維的投放方式，采用分散式投放的形式避免鋼纖維混凝土在混合攪拌過程中出現結團的問題。但在投放前，只有保證鋼纖維經過均勻攪拌，才能將其投入水泥混凝土中[4]。經過細骨料攪拌、振動篩分等操作后，即可保證鋼纖維的均勻度，進一步提高鋼纖維混凝土混合攪拌的穩定性與可靠性。但在實際攪拌過程中，必須遵循水閘施工的強度與功能要求，使用適合的投放工藝開展攪拌工作，針對投料性質和功能采用適合的升級標準，待每一級材料攪拌均勻后，才能開展下一階段的攪拌與投入工作，并為水閘施工的順利開展奠定良好基礎，同時有效避免混凝土出現結團、混合攪拌不均勻等問題。此外，水閘施工對鋼筋纖維混凝土攪拌機的使用同樣提出了較高的要求，因此技術人員應盡可能選擇高質量的攪拌機，將鋼筋混凝土的攪拌速度及其攪拌的均勻性控制在合理的范圍內，依托于先進的攪拌機設備，確保鋼纖維混凝土得以均勻混合，切實提高攪拌機的使用效率[5]。最后，定期檢測、維護混凝土攪拌機的使用情況，結合水閘施工要求實時檢測攪拌機質量，避免出現施工工期延誤的情況，無法在規定期限內按時交付水閘施工項目。

3.3 鋼纖維混凝土澆筑工藝

在鋼纖維混凝土材料鋪設前，必須通過灑水的方式濕潤水閘施工的結構表層，同時嚴格把控灑水時長與周期，以每隔三小時灑水一次為最佳，并在工程項目結束后停止灑水。其次，施工人員應對水閘結構表面采取找平處理，確保水閘施工項目的平整度與實際施工要求相符。當水閘結構表面的平整度達到要求后，還需要開展后續的振搗與攤鋪工作，采用人工處理的方式提高混凝土結構的均勻性與穩定性。在攤鋪作業實際開展過程中，可以使用振搗棒處理施工邊緣區域，并對水閘施工中間區域做好攤鋪處理。其中平板振搗器不僅具有振動頻率高的優點，還能保證水閘構件的密實程度及成型效果，綜合提高混凝土表面的密實度與穩定性。最重要的是，在混凝土振搗過程中使用平板振搗器可以有效避免擁包的問題，如混凝土表面出現結構性隆起的現象。引起這一現象的主要原因在于混凝土用料配比不精準，基層壓實度不達標，需要施工人員在相同的位置處減短停留時間，通過控制振搗時間來避免漏振或過振等問題。確保鋼纖維混凝土澆筑施工達到國家規定的技術標準后，應由專業檢測人員清理混凝土表面，確保其均勻度與穩定性達到水閘施工的實際要求。最后，在水閘施工中的成型階段，一旦鋼纖維混凝土的均勻度不足或含沙量超標，很可能對水閘的整體質量造成一定的影響。因此，在成型階段可以采用人工吸水的方式清潔混凝土表面，根據水閘工程項目的質量要求與安全標準優化施工參數。當模板拆除后，還需要檢查鋼纖維材料的外露情況，并將其第一時間上報給有關部門，由專業人員完成抹平處理[6]。成型結束后，即可開展刻槽施工，在刻槽尖度、深度控制過程中，并將槽寬控制為6mm，槽深7mm，槽間距介于25～35mm之間。

3.4 做好鋼纖維混凝土鋪裝工作

在鋼纖維混凝土鋪裝過程中，必須確保鋼纖維混凝土的均勻度與穩定性達到實際施工要求。在鋼纖維混凝土鋪裝工作實際開展過程中，應將鋼纖維混凝土的摻拌量控制在0.8%～1.3%以內，以此保證水閘施工中的鋼纖維混凝土達到最大化的穩定性與抗裂性，進而延長水閘工程項目整體的使用壽命。該比例下的鋼纖維混凝土具有耐磨性強的優點，在保證水閘結構整體的耐磨性的同時，還能不斷增強水閘的抗彎折強度。但在鋼纖維混凝土鋪裝過程中，應避免出現水閘結構變形的問題，利用科學合理的鋼纖維混凝土配比保證水閘的受力性能，通過減輕水閘自重來避免質量問題。鋼纖維混凝土施工技術的有效應用還能在一定程度上減少水閘施工的造價成本，但在實際施工中必須精準控制鋪裝速度與鋪裝工藝流程，結合水閘使用需求與質量要求選擇適合的鋪裝方法，從而高效化完成混凝土澆筑與鋪裝工作，不斷增強水閘的韌性與抗沖擊能力。

3.5 加強鋼纖維混凝土養護

混凝土材質對水閘施工環境提出了較高的要求，如溫度、濕度等影響因素，因此必須重視混凝土養護與管理工作，盡可能為鋼纖維混凝土提供適宜的存放溫度與濕度環境。在實際施工中鋼纖維混凝土所處的環境溫度應控制在18℃～20℃以內，促使其始終保持較高的穩定性[7]。控制施工環境溫度后，施工人員還需要注意鋼纖維混凝土材料性能變化的問題，將現場施工環境的濕度維持在95%以上。其次，定期開展鋼纖維混凝土養護工作。當施工現場的氣溫條件達到5℃以上時，施工人員應積極采取澆水養護的方式，避免水泥與外加劑相接觸。在常溫氣候環境下，應將混凝土養護時間控制在一周以上。若水閘施工項目帶有抗凍需求，則需要將養護周期延長到14d。除此之外，在實際施工中還可以選擇蒸汽養護的方式，利用鍋爐產生的蒸汽完成襯砌養護處理，實時管控混凝土表面的溫度和濕度變化，這一養護方法主要適用于冬季施工。在混凝土表面利用塑料薄膜隔絕混凝土結構和空氣，即可有效避免工期過長而出現混凝土水汽蒸發的情況，該方法在夏天施工中還能保證混凝土結構的濕度。此外，當混凝土周邊的澆筑工作結束后，還可以使用滿水法，利用土木對混凝土采取抹平處理，并開展噴霧養護工作，有效避免混凝土結構出現空鼓的問題。針對于此，在水閘施工中必須結合現場自然環境與項目施工需求，有針對性地選擇鋼纖維混凝土養護方法。

4 結束語

鋼纖維混凝土具有耐壓性、凝膠性、耐久性強的優點，在實際應用過程中可以有效避免混凝土結構裂縫問題。但在水閘施工中必須結合現場環境采取不同的鋼纖維混凝土處理方法，重點關注鋼纖維混凝土速率調控等問題，而施工人員則需要積極學習最新的建筑技術和方法，對水閘施工中的鋼纖維混凝土施工技術應用進行優化與完善，從而有效促進水利工程項目建設的可持續發展。