分析水闸施工中钢纤维混凝土施工技术

温苑

广东水电二局股份有限公司 广东 广州 511340

引言

近年来我国水利工程项目正朝着大功能化、多元化的方向转型，各种新技术、新材料也在我国水利工程项目建设中得到了广泛应用，极大地提高了我国水利工程的科技含量。但在水闸施工中应用传统混凝土极容易引发腐蚀、碳化等问题，并对水闸施工的安全性造成影响，而钢纤维混凝土的优化利用可以有效解决以上问题，在保证水闸施工质量和施工安全的基础上，整体提高水闸项目建设的强度与稳定性。

1 钢纤维混凝土的特性和优势

1.1 特性

钢纤维混凝土相比于普通混凝土，前者具有明显的压缩和印章特性，这类复合材料在传统混凝土中添加了钢铁纤维的成分，从而使得混凝土的压缩和印章特性显著增加。根据纤维结合长度及其形状的不均匀分布，钢铁纤维可以在预防混凝土斑点的同时保证混凝土的压缩和印章容量[1]。另一方面，钢纤维混凝土还具有裂纹强度高、剪断强度高的特性。在混凝土构件实际应用过程中必须重点关注其表面是否出现裂纹，利用钢铁纤维材料防止混凝土内部的不规则纤维材料出现裂缝问题，进一步增强混凝土材料的剪断强度。金属比混凝土不仅伸缩性、弹性良好，这类复合材料中包含的钢铁纤维还能有效应对温度变化。

1.2 优势

钢筋混凝土材料具有强度高、重量比值大的优点，在水闸施工中可以整体提高水闸的强度，并且在水闸施工中只需完成横缝设计，而无须再设计纵缝。其中横缝设计以30cm的距离为最佳，该设计可以显著提高水闸的稳定性与抗冲击力。在水闸施工中应用钢纤维混凝土时，由于其具有分布区间短、不连续的特点，因此在水闸施工中主要以分散的形式存在，可以显著提高钢纤维的抗冲击与抗拉伸性能。经试验研究表明，钢纤维混凝土的抗拉伸强度比传统单轴混凝土的抗拉伸强度高出1.5倍左右，抗弯极限高出2.5倍。与此同时，钢纤维混凝土还比传统混凝土的抗冲击能力强50倍，并且其整体的消耗小、稳定性高。水闸受到长期磨损或水力冲击超出水闸界限值时，很可能使得水闸使用出现一定的损耗，但钢纤维混凝土的有效应用可以为水闸建造赋予较强的耐磨性与抗冻性，钢纤维还能根据温度变化不断调整伸缩性能，最大限度地降低水力冲击或其他因素导致的水闸损耗。

2 水闸施工中钢纤维混凝土施工技术

2.1 水闸墙面应用

在水闸墙面施工中应用钢纤维混凝土施工技术具有积极意义，在降低水闸整体重量的同时，还能保证水闸整体的外观效果与承载性能[2]。与此同时，钢纤维混凝土还具有较强的抗压缩性、抗攻击力，但在水闸墙面施工中应用钢纤维混凝土时，不仅需要注重钢纤维混凝土与墙壁的深度融合，还需要注重后续的维护与保养工作，以免影响水闸的正常运行。

2.2 水闸承重部位应用

钢纤维混凝土施工技术可以有效增强水闸承重部位的抗冲击力与抗拉伸性能，有针对性地改善水闸内压部分的结构强度，有效避免水闸在后续使用过程中出现变形的问题。在水闸施工技术日益完善和成熟的背景下，在水闸支撑部位应用钢纤维混凝土，可以将水闸体积和重量控制在最小范围内，进一步提高水闸结构整体的稳定性。

3 水闸施工中钢纤维混凝土施工技术的应用策略

3.1 钢纤维混凝土配比

水闸施工中的钢纤维混凝土主要包括颗粒、水泥、钢铁纤维等组成，其中矩阵材料、钢铁纤维等组成的特性将直接影响钢纤维混凝土的使用质量和性能，因此在钢纤维混凝土施工技术实际应用过程中，必须严格把控混凝土的混合配比，认真筛选钢纤维混凝土的成分材料，避免材料在后续使用中出现质量方面的问题。首先，严格把控水泥质量，以高质量稳定性强的水泥为首选[3]。其次，在钢纤维混凝土入口可以使用微细的颗粒，并将颗粒大小控制在250mm以内。在钢纤维混凝土实际应用过程中，必须根据现场施工要求把控钢铁纤维的直径、长度等参数。其中钢铁纤维的不规则形状可以有效增强钢纤维混凝土的稳定性，但这同样加大了水闸工程的施工成本，因此需要结合实际施工需求选择混合物，确保其充分满足水闸项目建设的功能要求。最后，根据钢铁纤维的基本性能，开展实验室测试、现场实例测试两项工作，检验钢纤维混凝土的质量和性能是否满足水闸施工的实际需求。但需要注意的是，在水闸施工中应用钢纤维混凝土材料时，必须重点控制钢纤维混凝土的成分、混合比例、体积外观等，在满足水闸施工质量和负荷要求的基础上，还需要提升水闸使用的外观效果，尽可能将水闸重量控制在最小范围内。

3.2 钢纤维与混凝土混合搅拌工艺

在钢纤维和混凝土混合搅拌期间，必须重视混合搅拌工艺的具体应用，选择先干后湿等适合钢纤维的投放方式，采用分散式投放的形式避免钢纤维混凝土在混合搅拌过程中出现结团的问题。但在投放前，只有保证钢纤维经过均匀搅拌，才能将其投入水泥混凝土中[4]。经过细骨料搅拌、振动筛分等操作后，即可保证钢纤维的均匀度，进一步提高钢纤维混凝土混合搅拌的稳定性与可靠性。但在实际搅拌过程中，必须遵循水闸施工的强度与功能要求，使用适合的投放工艺开展搅拌工作，针对投料性质和功能采用适合的升级标准，待每一级材料搅拌均匀后，才能开展下一阶段的搅拌与投入工作，并为水闸施工的顺利开展奠定良好基础，同时有效避免混凝土出现结团、混合搅拌不均匀等问题。此外，水闸施工对钢筋纤维混凝土搅拌机的使用同样提出了较高的要求，因此技术人员应尽可能选择高质量的搅拌机，将钢筋混凝土的搅拌速度及其搅拌的均匀性控制在合理的范围内，依托于先进的搅拌机设备，确保钢纤维混凝土得以均匀混合，切实提高搅拌机的使用效率[5]。最后，定期检测、维护混凝土搅拌机的使用情况，结合水闸施工要求实时检测搅拌机质量，避免出现施工工期延误的情况，无法在规定期限内按时交付水闸施工项目。

3.3 钢纤维混凝土浇筑工艺

在钢纤维混凝土材料铺设前，必须通过洒水的方式湿润水闸施工的结构表层，同时严格把控洒水时长与周期，以每隔三小时洒水一次为最佳，并在工程项目结束后停止洒水。其次，施工人员应对水闸结构表面采取找平处理，确保水闸施工项目的平整度与实际施工要求相符。当水闸结构表面的平整度达到要求后，还需要开展后续的振捣与摊铺工作，采用人工处理的方式提高混凝土结构的均匀性与稳定性。在摊铺作业实际开展过程中，可以使用振捣棒处理施工边缘区域，并对水闸施工中间区域做好摊铺处理。其中平板振捣器不仅具有振动频率高的优点，还能保证水闸构件的密实程度及成型效果，综合提高混凝土表面的密实度与稳定性。最重要的是，在混凝土振捣过程中使用平板振捣器可以有效避免拥包的问题，如混凝土表面出现结构性隆起的现象。引起这一现象的主要原因在于混凝土用料配比不精准，基层压实度不达标，需要施工人员在相同的位置处减短停留时间，通过控制振捣时间来避免漏振或过振等问题。确保钢纤维混凝土浇筑施工达到国家规定的技术标准后，应由专业检测人员清理混凝土表面，确保其均匀度与稳定性达到水闸施工的实际要求。最后，在水闸施工中的成型阶段，一旦钢纤维混凝土的均匀度不足或含沙量超标，很可能对水闸的整体质量造成一定的影响。因此，在成型阶段可以采用人工吸水的方式清洁混凝土表面，根据水闸工程项目的质量要求与安全标准优化施工参数。当模板拆除后，还需要检查钢纤维材料的外露情况，并将其第一时间上报给有关部门，由专业人员完成抹平处理[6]。成型结束后，即可开展刻槽施工，在刻槽尖度、深度控制过程中，并将槽宽控制为6mm，槽深7mm，槽间距介于25～35mm之间。

3.4 做好钢纤维混凝土铺装工作

在钢纤维混凝土铺装过程中，必须确保钢纤维混凝土的均匀度与稳定性达到实际施工要求。在钢纤维混凝土铺装工作实际开展过程中，应将钢纤维混凝土的掺拌量控制在0.8%～1.3%以内，以此保证水闸施工中的钢纤维混凝土达到最大化的稳定性与抗裂性，进而延长水闸工程项目整体的使用寿命。该比例下的钢纤维混凝土具有耐磨性强的优点，在保证水闸结构整体的耐磨性的同时，还能不断增强水闸的抗弯折强度。但在钢纤维混凝土铺装过程中，应避免出现水闸结构变形的问题，利用科学合理的钢纤维混凝土配比保证水闸的受力性能，通过减轻水闸自重来避免质量问题。钢纤维混凝土施工技术的有效应用还能在一定程度上减少水闸施工的造价成本，但在实际施工中必须精准控制铺装速度与铺装工艺流程，结合水闸使用需求与质量要求选择适合的铺装方法，从而高效化完成混凝土浇筑与铺装工作，不断增强水闸的韧性与抗冲击能力。

3.5 加强钢纤维混凝土养护

混凝土材质对水闸施工环境提出了较高的要求，如温度、湿度等影响因素，因此必须重视混凝土养护与管理工作，尽可能为钢纤维混凝土提供适宜的存放温度与湿度环境。在实际施工中钢纤维混凝土所处的环境温度应控制在18℃～20℃以内，促使其始终保持较高的稳定性[7]。控制施工环境温度后，施工人员还需要注意钢纤维混凝土材料性能变化的问题，将现场施工环境的湿度维持在95%以上。其次，定期开展钢纤维混凝土养护工作。当施工现场的气温条件达到5℃以上时，施工人员应积极采取浇水养护的方式，避免水泥与外加剂相接触。在常温气候环境下，应将混凝土养护时间控制在一周以上。若水闸施工项目带有抗冻需求，则需要将养护周期延长到14d。除此之外，在实际施工中还可以选择蒸汽养护的方式，利用锅炉产生的蒸汽完成衬砌养护处理，实时管控混凝土表面的温度和湿度变化，这一养护方法主要适用于冬季施工。在混凝土表面利用塑料薄膜隔绝混凝土结构和空气，即可有效避免工期过长而出现混凝土水汽蒸发的情况，该方法在夏天施工中还能保证混凝土结构的湿度。此外，当混凝土周边的浇筑工作结束后，还可以使用满水法，利用土木对混凝土采取抹平处理，并开展喷雾养护工作，有效避免混凝土结构出现空鼓的问题。针对于此，在水闸施工中必须结合现场自然环境与项目施工需求，有针对性地选择钢纤维混凝土养护方法。

4 结束语

钢纤维混凝土具有耐压性、凝胶性、耐久性强的优点，在实际应用过程中可以有效避免混凝土结构裂缝问题。但在水闸施工中必须结合现场环境采取不同的钢纤维混凝土处理方法，重点关注钢纤维混凝土速率调控等问题，而施工人员则需要积极学习最新的建筑技术和方法，对水闸施工中的钢纤维混凝土施工技术应用进行优化与完善，从而有效促进水利工程项目建设的可持续发展。