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摘 要：在现代水利工程当中，混凝土的使用十分的广泛，极大的促进了水利工程的发展。但是混凝土在硬化的过程当中比较容易发生裂缝，极大的损害了水利工程的质量。钢纤维混凝土在水利工程建筑中的使用极大的改善了这种情况。本文对水利工程中钢纤维混凝土的应用进行了探讨。
【关键词】：钢纤维混凝土；施工；质量控制
中图分类号：TU14 文献标识码:A
在现代水利工程当中，混凝土的使用十分的广泛，极大的促进了水利工程的发展。但是混凝土在硬化的过程当中比较容易发生裂缝，极大的损害了水利工程的质量。钢纤维混凝土在水利工程建筑中的使用极大的改善了这种情况。文本对水利工程中钢纤维混凝土的应用进行了探讨。
1 钢纤维的基本性质
1.1 钢纤维的类型及特征参数
钢纤维按照其构成材料的不同主要有两大类，一类是由不锈钢为主要材料的不锈钢纤维，另一类就是以普通的碳素钢为主要原料的钢纤维。由于不锈钢纤维的造价较高，因此在水利工程当中使用比较广泛的就是碳素钢纤维。钢纤维在水利工程施工过程当中为了确保能够达到相应的强度的要求，一般长度保证在15毫米到 0毫米的范围之内，直径为0.3毫米到1.3毫米之间，长度一般为半径的30倍。
1.2 钢纤维的主要性能
根据使用实践，钢纤维混凝土其破坏主要是由于纤维拔出而导致的，很少出现钢纤维断裂的情况，这说明钢纤维具有很强的耐拉性，强度完全能够胜任水利工程建设的要求。而钢纤维混凝土的强度主要受到钢纤维与混凝土之间的结合程度的影响。钢纤维和混凝土的结合程度直接受到混凝土自身的影响，除此之外，还在很大程度上受到钢纤维的截面形状和外形的影响。
2 钢纤维混凝土的基本性能
和普通的混凝土相比，钢纤维混凝土具有很多普通混凝土所不具备的功能和优势，主要表现在以下几个方面：
2.1 钢纤维混凝土比普通的混凝土具有更高的重量比值和强度，比普通的混凝土具有更高的经济性。同时钢纤维混凝土由于在混凝土中加入了钢纤维，极大的增加了其抗拉强度，与普通的混凝土相比，抗拉强度提高1/4甚至是1/2，此外，抗弯强度也有所提升。
2.2 钢纤维混凝土由于其强度的增加，使其冲击韧性大幅度提升，在相同的条件下，其抗冲击的能力比普通的混凝土能够提升两倍到七倍，同时具有更好的抗拉性。与普通的混凝土相比具有更低的收缩性，这能够有效地避免混凝土产生收缩裂缝。
2.3 钢纤维混凝土其抗渗性能没有很大程度的提高，但是由于在混凝土中添加了强度较高的钢纤维，这使得混凝土整体的耐久性能得到很大的提升，极大的延长了混凝土的使用寿命。
3 钢纤维混凝土在原材料配比方面的质量控制
3.1 单位水泥用量
在体积一定的混凝土当中，使用的水泥的量越大，在一定水灰比的范围之内其流动性就越好，相反，如果用量越少，其流动性就越差。在钢纤维混凝土中需要有足够的水泥浆来把空隙进行有效的填充，使钢纤维和混凝土的拌合料能够更加紧密的结合在一起。
3.2 水泥和钢纤维
水泥质量的高低以及种类对于钢纤维混凝土的质量的高低以及性能的好坏具有十分直接的影响。在钢纤维水泥混凝土中大多数采用硅酸盐水泥或者是普通硅酸盐水泥，水泥的相关的参数应该符合相应的标准。钢纤维的长度和横截面直径的比值直接影响钢纤维混凝土的强度，在一定的条件下，钢纤维的长径比越高，混凝土的强度就越大。因此要对混凝土中钢纤维的长径比进行合理的控制，使其符合相应的要求。
3.3 粗集料和细集料
钢纤维混凝土中除了有水泥和钢纤维之外，另一个很大的组成就是粗集料和细集料，这两者统称为骨料。骨料对于混凝土来说具有十分重要的意义，能够有效地提升混凝土的密实程度。一般来说在一定量的水泥中，粗砂混凝土的强度要高于细砂混凝土的强度。同时，粗骨料的配级情况将会直接影响混凝土的泵送，因此要做好相应的配级工作。
3.4 减水剂以及其它掺合料
减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂。普通减水剂是一种对规定和易性混凝土可减少拌和用水量的外加剂，这种减水剂一般为可溶于水的有机物质。它可以改变新拌和硬化混凝土的性能，特别是提高混凝土的强度和耐久性。除去水、水泥、粗细集料、粉煤灰等材料外，在搅拌时还可加入其它掺合料，如矿渣、超细粉等。
4 钢纤维混凝土施工方面控制
4.1 泵送混凝土的质量控制
泵送混凝土的供应，包括泵送混凝土的拌制和泵送混凝土的运送。泵送混凝土宜采用预拌混凝土，在商品混凝土工厂制备，用混凝土搅拌运输车运送至施工现场，这样制备的泵送混凝土容易保证质量。泵送混凝土由商品混凝土工厂制备时，应按国家现行标准《预拌混凝土》的有关规定，在交货地点进行泵送混凝土的交货检验。拌制泵送混凝土时，应严格按混凝土配合比的规定对原材料进行计量，也应符合《预拌混凝土》中有关的规定。
混凝土搅拌时的投料顺序，应严格按规定投料。泵送混凝土的最短搅拌时间，应符合《预拌混凝土》中有关的规定，一定要保证混凝土拌合物的均匀性， 保证制备好的混凝土拌合物有符合要求的可泵性。搅拌好的混凝土拌合物最好用混凝土搅拌运输车进行运输。
搅拌运输车还具有搅拌机的功能，当施工现场距离混凝土搅拌站很远时，可在混凝土搅拌站将经过称量过的砂、石、水泥等干料装入搅拌筒，运输途中加水自行搅拌以减少长途运输中混凝土坍落度的经时损失，待搅拌运输车行驶到临近施工现场搅拌结束，随即进行浇筑。
4.2 混凝土泵送施工质量控制
开始泵送时，混凝土泵应在可慢速、匀速并随时可反泵的状态。待各方面情况都正常后再转入正常泵送。不得己停泵时，料斗中应保留足够多的混凝土，作为间隔推动管路中的混凝土之用。
5 钢纤维混凝土在水利工程中的应用
5.1 支护工程
钢纤维混凝土由于抗拉、抗弯、抗剪强度高,能承受较大的围岩和土体的变形作用而保持良好的整体性，因此可用于隧洞支护、山体护坡等工程。采用喷射钢纤维混凝土衬砌，使围岩能在较大程度上发挥作用，减少了衬砌厚度。
5.2 储水、防渗、输水管道工程
钢纤维混凝土由于抗裂性能好、收缩率低，因而防水、防渗性能较好，可用于低压输水管、蓄水池、地下室防渗等工程。而在储水和防渗结构中钢纤维混凝土可作防水层，有时也可兼作结构层代替钢筋混凝土。
5.3 高速水流冲刷磨损部位
钢纤维混凝土具有较高的抗冲磨、抗气蚀能力，因此可用于溢洪道、消力池、闸底板等承受高速水流作用的部位。
5.4 处于腐蚀环境中的构件
钢纤维混凝土具有良好的耐腐蚀性能，可用于海水等腐蚀环境中的闸门、输水管道等构件的防蚀层或结构层。
5.5 动力荷载作用部位和抗震结构节点
由于钢纤维混凝土具有较高的抗拉强度、断裂韧性和抗疲劳等性能，因此，可用于承受动力荷载的机墩、抗震结构的框架节点等部位。
5. 复杂应力部位
钢纤维混凝土中的钢纤维一般呈三维乱向分布，沿每个方向都有增强和增韧作用。钢纤维对混凝土结构复杂应力区增强是非常有利的，而且容易浇筑成型，比钢筋更能适应各种复杂的结构形式。此外，钢纤维限制混凝土裂缝的作用也是钢筋不能相比的。因此，可用于大坝内廊道、泄水孔等孔口复杂应力区和牛腿等受弯构件的抗剪以及板的抗冲切部位等。
结语
钢纤维混凝土的优越性能及在水利水电工程中成功的应用表明:钢纤维混凝土不但可以解决钢筋混凝土难以解决的裂缝、耐久性等问题，而且用于输水隧洞等工程可以大幅度降低造价。因此，钢纤维混凝土在水利水电工程中具有广阔应用前景。
参考文献
[1]潘庆祥，蔡陈之.钢纤维混凝土综述[J].科技资讯，2010，(12).
[2]赵建波，崔海.钢纤维混凝土的研究与应用[J].科技创新导报，2009，(01).
[3]张继承.高强度钢纤维混凝土的应用[J].中国新技术新产品，2010，(10).
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发表于 2020-6-10 12:57:13
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