钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用研究

2021-04-03刘义海

建筑与装饰 2021年6期

刘义海

烟台市古兰装饰工程有限公司山东烟台 265100

高层建筑具有功能性强、高大、简约等优点，在城市的各种建筑设计中被广泛应用，也在一定程度上体现了一个国家、一个地区发展的水平。高层建筑对建筑材料的要求更高，在材料的抗震性、耐压性以及稳定性等方面有更高的要求[1]。作为新型复合材料的钢纤维混凝土材料应运而生，它是在混凝土中加入了钢纤维材料，是一种新型混凝土，在材料的抗震性、耐压性、稳定性等方面都明显优于传统的混凝土，并且，它还拓展了混凝土的定义和空间范畴。新型钢纤维混凝土材料在高层建筑中的应用，完美地契合了高层建筑中特殊部位对建筑材料在物理性能上的高标准要求，而且，很大程度上提高了建筑物的安全性，标志着目前高层建筑在建筑施工技术方面崭新的发展方向。

1 钢纤维混凝土概述

钢纤维混凝土是一种新型建筑材料，它是在传统的混凝土材料的基础上，添加钢纤维来作为预应力筋而形成的一种复合型混凝土。通过在混凝土结构中撒入随机分布的钢纤维，来阻止在混凝土的内部裂缝扩展或者是在混凝土内部产生新的裂缝，通过这种方式，来减少混凝土宏观裂缝的产生，所以，可以显著的提高混凝土结构在其抗震性、耐压性、稳定性、耐冲击性等方面的性能，使得新型钢纤维混凝土在结构方面具有良好的可延展性。

随着城市化发展的加速，高层建筑在城市中越来越多，逐渐成为城市建筑工程中最为常见的一种结构体系之一，并且逐渐向复杂化、个性化、智能化、多功能化方向发展，也就要求建筑材料要具有更高的抗震性、结构整体性、耐压性、耐久性等。因此，新型钢纤维混凝土材料应运而生，逐渐成为高层建筑的主要建筑材料，越来越受到人们的广泛重视。

2 钢纤维混凝土的优点

其一，具有较高的抗冲击性。经反复试验证明，如果钢纤维的含量在钢纤维混凝土材料中的比例达到0.8%至2%之间时，钢纤维混凝土的抗冲击力可以达到传统混凝土所能最高承受的冲击力的50至100倍之间，因此，通过实验数据可知，新型的钢纤维混凝土材料具有非常高的抗冲击性和高强度的韧性。

其二，具有较高的抗裂性、抗疲劳性以及抗剪性。与传统的混凝土相比，新型钢纤维混凝土材料具有较高的抗裂性、抗疲劳性以及抗剪性。就传统的混凝土来说，它的开裂荷载度和它的极限荷载度基本上是相同的，但是，就新型钢纤维混凝土来说，它在出现开裂的情况下，它的荷载度依然拥有着一定的可承受空间，也就是说它的极限荷载度高于开裂荷载度，这是明显优于普通混凝土的方面。那么采用新型钢纤维混凝土的建筑物在其基面放生错动之后，由于钢纤维混凝土具有强大的抗裂性、抗疲劳性、抗剪性等多种优点，可以在很大程度上提高建筑的安全性[2]。

3 钢纤维混凝土施工技术在高层建筑中的应用

其一，在高层建筑的屋面防水以及楼地面当中的应用。众所周知，传统的防水屋面容易发生开裂，从而导致屋面发生渗漏，而钢纤维混凝土在抗裂性方面具有显著优势，用作屋面防水时，可以把刚性屋面的防水层与保护层融为一体，很大程度上提高了防水性能，并且不需要配筋，价格适宜，可以被广泛应用到屋面活动场地、绿化屋面等等。

其二，在高层建筑的局部结构当中的重要部位应用。比如说，在框架结构的建筑物中的梁柱节点部位的应用。在框架结构中，梁柱节点起着重要的传递以及配置作用力，确保结构整体性的重要作用，在梁柱节点的核心区域的受力情况非常复杂，这就要求在梁柱节点的核心区域所使用的混凝土具有较高的强度。钢纤维混凝土材料的投入使用，就可以很大程度上提高梁柱节点的抗剪强度以及较高的可延展性，同时，在刚度以及抗裂性方面也有较大的提升，可以适当减少梁柱节点区域的箍筋，防止梁柱节点区域钢筋拥挤，方便施工。

其三，在高层建筑的转换层的大梁中的应用。在高层建筑当中经常会遇到需要区分上下层的功能，这就需要在建筑结构中设置中间结构的转换层，通过设置中间结构转换层来实现不同结构体系间的转换。而大梁就是中间结构转换层的重要构件之一，因为中间结构转换层需要承受力的情况比较复杂，同时需要承受的荷载也较大，通常情况下，转换梁是偏心受拉的结构构件，并且需要承受较大的剪力，这就要求其建筑材料具有较强的抗剪性和抗裂性。

其四，在高层建筑的墙体中的应用。新型钢纤维混凝土可以应用于高层建筑的墙体工程中，作为墙体的承重部件，可以结合墙体的具体的使用功能要求来构成复合墙体。目前的施工类型主要有干法以及湿法两种，干法施工是采用钢纤维混凝土来预制薄的墙板，来作为保温层外面的覆盖层，通过采用预制的金属同定件和原来的墙体进行连接；湿法施工是通过采用新型钢纤维混凝土，通过喷射或者是抹压的方式，在墙体保温层的苯板表面生成覆盖层，从而生成混凝土-苯板的复合墙体[3]。另外，钢纤维混凝土的应用可以加快预制墙板的施工速度，有助于高层建筑的发展。