摘要：钢纤维混凝土在土木工程建设中应用非常广泛，其工艺相对简单，所产生的施工成本也相对较低。为了充分发挥其作用，本文阐述了钢纤维混凝土性能的优势特征，对现阶段土木工程施工中的钢纤维混凝土技术进行了论述分析。
关键词：钢纤维混凝土；性能；特征；土木工程；应用
钢纤维混凝土作为一种复合材料，非常适用于土木工程特殊部位的加固，不仅解决了这些部位延性、抗震等问题，还保证了整体结构的经济性。并且由于钢纤维混凝土具有良好的抗剪、抗震、抗拉、抗压等优点，所以在土木工程中的应用日益广泛，并取得了较好的效果。以下就现阶段土木工程施工中的钢纤维混凝土技术进行了探讨分析。
一、钢纤维混凝土性能的优势特征
钢纤维混凝土性能的优势特征主要表现为：（1）抗压性能好。影响钢纤维混凝土抗压性的因素比较多。包括：钢纤维的体积、钢纤维径长、水灰比、水泥用量和砂率，以及粗集颗粒径等等。试验表明，混凝土抗压能力的好坏主要取决于基体性能，具体包括：钢纤维的含量参数和混合料的搅拌情况，只有参数合理，搅拌成型才能提升混凝土的抗压性能。因此并不是在所有情况下钢纤维都有利于混凝土抗压能力的提高，含量过高或过低都会影响抗压性能。（20抗拉性能强.混凝土抗拉性能是混凝土品质好坏的重要指标。实验表明：钢纤维混凝土的抗拉性能比普通混凝土要高25%以上，大大的提升了混凝土的整体性能。在荷载上，钢纤维混凝土的极限荷载比开裂荷载要大，而普通混凝土则两者基本一致。混凝土中钢纤维体积越大，初裂和极裂荷载以及韧性也相应越大。一般来说，钢纤维混凝土的初裂和极限荷载比值在0.8—1.0之间。（3）抗剪性能高。与普通混凝土相比，钢纤维混凝土的抗剪性能要高50%。因为在基体错动后，钢纤维混凝土的承载能力并没有消失，通过对钢纤维混凝土抗剪强度的试验测试表明：钢纤维混凝土的抗剪强度是随水灰比的增大而减小，随钢纤维体积的增大而增大的。（4）弯曲性能优越。根据对钢纤维混凝土抗弯能力的检测表明：钢纤维混凝土比普通混凝土抗弯强度提升了40%以上。对于钢纤维混凝土来说，受弯曲应力的强弱直接影响着该材料在路桥面、机场跑道以及土木工程中的应用，由于钢纤维混凝土韧性大于普通混凝土。其钢纤维在基体遭到破坏时，纤维也只是从混凝土中拔出而不会拉断。
二、现阶段土木工程施工中的钢纤维混凝土技术分析
1、土木工程桩基承台施工中的钢纤维混凝土技术应用分析。土木工程的桩基承台受力十分复杂，需要经受弯拉、冲切和剪切等多重作用，并且随着建筑层数的增加，单桩的承载力需要达到几百吨，桩基承台的厚度也不得不达到数米，因此，可以充分利用钢纤维混凝土的优势，有效的降低桩基承台的厚度。另外，在土木工程中筏形基础得到了广泛应用，筏板厚度也主要由冲切条件加以控制，而在框架柱和剪力墙附近由于所需要荷载的量比较大，因此很可能发生冲切破坏，反之，在离框架柱和剪力墙比较远的部位则荷载量较小，一般不发生破坏。当前，我国的工程设计一般采用等厚度筏板，并没有考虑各部位荷载量的不同，这样虽然一定程度上保证了安全，但也造成了大量浪费，十分不经济，并且由此会导致筏形基础的混凝土体积太大，热胀冷缩引起的拉应力也随之增大，久而久之，当混凝土抗拉强度不足时，就极易产生温度裂缝，影响筏型基础耐用性。而钢纤维混凝土对于筏型基础冲切强度有明显改善作用。
2、土木工程框架结构梁柱节点施工中的钢纤维混凝土技术应用分析。框架节点在框架中起着传递和分配内力、保证结构整体性的作用，节点核心区受力复杂，节点的刚度主要取决于节点核心区的混凝土强度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在梁柱节点采用钢纤维混凝土，可获得更高的抗剪强度和良好的延性，刚度和抗裂性能也有所提高，可以减少节点区的箍筋，避免节点区钢筋拥挤，施工方便。与普通混凝土框架相比，钢纤维混凝土结构的延性提高约57%，耗能能力提高约130%，荷载循环次数可提高15%，从而加强结构的整体性和抗震设防性能。
3、土木工程联肢墙洞口连梁施工中的钢纤维混凝土技术应用分析。在土木工程框架结构中，剪力墙和框架是一个核心筒结构，其中联肢墙洞口的连梁不仅可以调节并保证联肢墙的侧向刚度，还能消耗地震能量，提升联肢墙的抗震能力。通过静力和动力试验表明：通过改善连梁变形性能，也能有效改善结构变形性能，联肢墙如果具备强度和刚度性能良好、变形能力强的的连梁，即便遭遇强烈地震，连梁也会充分发挥其塑性变形的能力，在联肢墙弯曲前先弯曲，分散地震能量，极大的减轻了地震对建筑主体结构的破坏，达到抗震设防的目标。然而事实上，连梁跨高比一般都比较小，延性较弱，很容易发生剪切破坏，起不到抗震目的，因此如何提高土木工程联肢墙连梁的延性也成为建筑学界关注的问题。根据科学家对钢纤维混凝土改善短梁抗震性能的实验表明，在试验的短梁混凝土中加入1%左右的钢纤维，能够极大的改善混凝土的粘结条件，提升短梁的抗剪能力，使原本极易发生剪切脆性破坏的短梁，在遭遇外力时改变为发生弯曲破坏，从而极大的提高了短梁抗震能力。
4、改善高强混凝土柱延性的钢纤维混凝土技术应用分析。在目前的土木工程中，为了减少混凝土柱的截面和短柱，其结构底部混凝土柱通常采用的是高强混凝土，但是由于高强混凝土的脆性很大，延性比较差，防震能力尤其不佳，为了在发挥高强混凝土优势的同时，提升其构件的抗震能力，相关科学工作者做了深入的研究，主要包括：将运用套箍混凝土等方式，将高强混凝土放于被约束形态之下；在高强混凝土中添加某些材料改善其延性。而钢纤维作为重要的复合材料必然成为首选之一，通过在高强混凝土之中掺入方向不一的短钢纤维，不仅能够防止混凝土内部产生微裂缝，还可以阻碍外部宏观裂缝的发生，从而由内到外改善高强混凝土的性能。研究表明，在高强混凝土中加入适量钢纤维，能够极大提高高强混凝土柱的延性和抗震力。
5、土木工程转换层大梁施工中的钢纤维混凝土技术应用分析。土木工程中经常遇到上下功能不同而需要设置中间结构转换层，通过结构转换层进行不同结构体系的转换。转换层的大梁是结构的重要构件，由于结构转换层受力情况复杂，承受较大的荷载，在多数情况下转换梁为偏心受拉构件，且承受较大的剪力，对抗剪和抗裂要求高。例如某市华福大厦工程在第八层顶的转换层所有大梁上全体积采用钢纤维混凝土，钢纤维的掺入量为混凝土体积的1%，由于采用了钢纤维混凝土，大梁的抗剪能力有了显著提高，与同一等级的混凝土抗剪能力相比提高了45%，比采用厚板转换层经济合理，并争取了一层的建筑空间。在土木工程框架——剪力墙和框架——筒体结构中，联肢墙洞口的连梁跨高比一般较小（短梁），极易发生脆性剪切破坏，掺入一定量的钢纤维就可以有效地改善连梁中混凝土的粘结和塑性条件，提高抗震性能。
结束语
综上所述，钢纤维混凝土作为一种新型的优质水泥基复合材料，性能优良，不仅能够保证土木工程的质量，延长使用寿命，还能节约工程成本。随着社会经济的快速发展，钢纤维混凝土在实践中得到了广泛应用，同时取得了一定的经济效益与社会效益。
参考文献：
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[3]刘世宇等.钢纤维混凝土技术的应用研究[J].绿色环保建材，2018（02）
论文作者:张天明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/13
标签：混凝土论文; 钢纤维论文; 土木工程论文; 性能论文; 延性论文; 荷载论文; 能力论文; 《基层建设》2018年第19期论文;