先进混凝土技术在工程中应用与发展

先进的混凝土技术在工程中的应用与发展

摘要：本文主要介绍了几种先进的混凝土使用技术（高强混凝土技术、模袋混凝土技术、钢纤维混凝土技术），介绍了各自的使用的特点，其中列举了模袋混凝土技术和钢纤维混凝土技术应用实例。

关键词：高强混凝土技术模袋混凝土技术钢纤维混凝土技术

目前，世界上混凝土每年消耗的水泥约2.1×109t，我国大陆混凝土年产量约7×109t，在混凝土生产中使用了将近1×109t 水泥，这意味着我国大陆的混凝土产量约占全球的一半。大陆地区混凝土产量在不断攀升的同时，混凝土的高性能化、结构功能一体化和高耐久性的技术水平也在不断提升和发展。

1高强混凝土技术

从我国当前的设计、施工技术水平出发，一般将抗压强度为20～40 mpa 的混凝土定义为普通混凝土，将抗压强度高于50 mpa 的混凝土归类于高强混凝土，将抗压强度高于100 mpa 的混凝土称为超高混凝土[1]。

为了减轻自重，增大跨径，现代高架、立体交叉和大型桥梁等混凝土结构采用高强混凝土。我国近年来在铁路公路桥梁建设中，也广泛地应用高效减水剂制造高强混凝土，港口工程等部门则应用高强混凝土制造管柱、桩和管道等。配制高强混凝土可以采用加压、加压振动或加压振动真空脱水工艺、聚合物浸渍、高压蒸养和添加高效减水剂等措施。其中，采用高效减水剂简便可行，在原材料质

量保证的条件下，采用一般的振动成型工艺，就可制得80～ 100mpa 的高强混凝土，在施工实践中方便有效。使用中取得节能（取消蒸汽养护或缩短蒸养时间）、节省水泥用量和降低工程造价等经济技术效果。

与普通凝土相比，高强混凝土具有以下特点：

（1）强度高，变形小，使用于大跨、重载、高耸结构；

（2）耐久性和抗渗、抗冻性好，能承受恶劣环境条件考验，使用寿命长；

（3）能减小截面尺寸，大大降低结构自重和提高结构刚度；（4）能缩短加载龄期，并承受大的预应力，且预应力损失小。基于高强混凝土的优点，高强混疑土的应用范围很广。

2模袋混凝土技术

模袋混凝土技术是从国外引进的一项现浇混凝土新技术，它采用织物模袋做软模具，通过混凝土泵将砂浆或混凝土充灌进模袋成型，起到护坡、护底、防渗等作用。目前广泛应用在水库、河渠、海堤、港湾等工程上，因此在国内应用发展较快。

2.1模袋混凝土技术在劳龙虎水道航道整治工程中的应用

2.1.1施工工艺

施工主要设备是混凝土（砂浆）搅拌机和混凝土（砂浆）泵等，根据本工程需要向厂商订购编织模袋，购置所需标号的混凝土、砂（骨）料等材料。

2.1.2施工准备

包括备足所需材料和设备、平整坡面、现场就位、放线定位、开挖顶脚基槽、测量水下施工水深和流速等。整坡是施工准备的重要环节。外江堤表层土方主要为粘土，设计坡比为1∶1.3，土方开挖采用抓斗式挖土，泥驳运土开挖时采用阶面式开挖法。

2.1.3铺设模袋

铺设模袋主要分水上铺设和水下铺设，铺设土工织物面积的大小可根据充灌施工进度确定。陆上通过人工从坡顶处采用8号铁丝制成的n形钉固定模袋，自上而下顺岸式铺设，铺设时上口边用槽钢扣牢，槽钢由链条葫芦连接于钢管桩上，底口边及两侧用缝制的拉结带扣牢钢管，使模袋充分拉展开。

水下一般通过钢管定位并固定上游一端，钢管上扣上一系列绳索确保模袋平顺伸展，沿船边缓慢下放至坡面，通过潜水员顺水流方向铺设。铺设时上一块模袋的下游侧缝有60 cm宽的反滤布，此布必须平整地压在后一块模袋下面，以保证搭接接头良好。

2.1.4模袋砼充灌

模袋砼充灌采用输浆管（φ5cm塑料薄壁软管）插入模袋，进料口将拌好的合格砂浆从出料台灌入模袋内，充填按自下而上和左、右、中的顺序进行。在每个模袋单元设4个灌口的基础上加设2个备灌口，若一次充灌不满，打开备灌口再充至灌满。

2.1.5养护

全部护坡施工完成后，进行坡顶、坡脚和上下游两侧接头的回填处理，同时进行护面混凝土的养护。一般养护期为7天，要求在此

期间护坡表面处于润湿状态。

3钢纤维混凝土技术

钢纤维混凝土就是在普通混凝土中掺入定量的、随机分布的钢纤维配制成的复合型材料。加入了钢纤维的混凝土，极大地改善了混凝土的物理性质，如抗拉、抗疲劳、抗磨损等，加之钢纤维随机乱向的分布在一定程度上阻碍了混凝土内部微裂缝扩展和宏观裂缝

的形成，保证了工程的安全。而钢纤维混凝土技术就是指在一些需要较好抗压、抗拉、耐磨性的市政类土木工程中利用了钢纤维混凝土而形成的一系列技术。在国外，此技术已较为成熟而稳定。我国在上世纪七十年代才引进并研究这项新技术，已得到较好的运用与发展。

3.1钢纤维混凝土技术在公路上的应用实例

以山东省西南部的菏泽境内的g105国道为例，从其主要材料技术标准与钢纤维混凝土施工要点、使用效果等方面进行谈论[2]。

3.1.1主要材料技术标准

钢纤维：表面光洁无锈蚀的φ0.7mm剪切波纹型钢纤维，长度为直径的35倍，长细比为50，单根钢丝最低抗拉强度为1000n/mm2。水泥：鲁宏p.0425r普通硅酸盐水泥。粗骨料：粒径大于7mm，最大粒径不大于20mm的优质青石。细集料：级配良好，表面粗糙，有棱角，粒径小于5mm的天然河砂。最后，经取样与试验，钢纤维混凝土的配合比确定为：水泥：碎石：中砂：水：钢纤维=430：1111：741：198：516；水灰比为0.46；砂率为40%；钢纤维的体积率为

1%。

3.1.2施工要点

国道钢钎维混凝土的搅拌、运输施工要点同桥面钢钎维混凝土相差无几，基本可以参考桥面钢钎维混凝土的搅拌。其投料和搅拌顺序为：粗集料—细集料—砂—水泥，四者混合后先进行干拌，并安排一名专职人员分三次将钢纤维投入到强制式搅拌机中。若在拌和中发现纤维有结团现象，就必须停机将其除掉，再补加相应数量的钢纤维继续搅拌。

摊铺和振捣。国道的路面比较宽，因此需按照“先两侧，后中间”的t顺序进行现场分幅式路面浇筑。其中，模板采用14cm宽的钢槽，且在支模时必须通过水准仪严格控制模板顶面标高，以确保路面横坡满足相关设计要求。

混合料倒入安装好模板的路槽后，先人工进行大致摊铺、整平，然后用插入式振动器振捣，以不再冒气泡并泛出水泥浆为准，且需注意钢纤维下沉现象。

混凝土的整平采用三辊轴振动摊铺机沿摊铺方向振动压平，确保整平的表面无裸露钢纤维，振动时间不宜过长，以防止路面表层浮浆较多而影响路面的耐磨性能。

该国道工程采用滚式压纹器进行表面层的处理。注意在抹面、压纹时，不要将钢纤维带出，且抹平的表面应在初凝前用压滚和刷子进行压纹和拉毛。

4结束语