【摘要】鋼纖維混凝土作為一種新型的建筑材料在高層建筑中得到了廣泛的應用，其主要有抗壓(拉)性能好、抗剪性能高、彎曲性能和抗沖擊性能好等優點。對于高層建筑建設來說，鋼纖維混凝土能夠有效彌補高層建筑特殊部位延性不足，抗震力不強等弱點，極大的提升了高層建筑的安全性，其應用范圍將越來越廣。

　　【關鍵詞】高層建筑,鋼纖維,混凝土,施工技術

　　作為一種復合材料，鋼纖維混凝土主要是通過在混凝土中摻入適量鋼纖維，經過拌和凝結而成。與傳統混凝土相比，鋼筋纖維混凝土不僅抗拉強度更大，而且混凝土構件的抗裂耐久能力也更好，能夠加強混凝土的延展性;另外，鋼纖維混凝土能量吸收效果也比較好，抗沖擊能力很強，對于高層建筑結構的抗震性也有很大的幫助和提高，是近年來逐漸推廣的混凝土復合材料。

　　一、鋼纖維混凝土的特性及優點

　　1、力學強度

　　根據各國鋼纖維混凝土資料分析，鋼纖維對提高混凝土的抗壓強度不顯著，統計資料表明，鋼纖維混凝土抗壓強度僅提高了10%左右，但其受壓韌性卻大幅度提高。這是由于鋼纖維的存在，增大了混凝土的壓縮變形，提高了破壞時的韌性;試驗表明，鋼纖維混凝土的劈拉強度、抗剪強度、抗彎強度等均比普通混凝土有大幅度的提高。

　　2、鋼纖維混凝土的韌性及抗裂性能

　　韌性是在材料受力破壞前吸收能量的性質。抗裂性是指鋼纖維在脆性混凝土基體中減少裂縫和阻止裂縫開展的性質。混凝土中摻入鋼纖維后，可減少塑性收縮和徐變，并且荷載作用時，隨著荷載繼續增加，超過混凝土所能承受的壓力時，應力通過混凝土與鋼纖維的粘結力傳遞給鋼纖維，混凝土受到鋼纖維的約束作用，限制了新裂縫的發生，推遲了裂縫的擴展，因此鋼纖維混凝土具有較好的韌性和抗裂性。

　　3、鋼纖維混凝土的抗沖擊性能

　　在動荷載作用下，鋼纖維混凝土出現裂縫后，鋼纖維會阻礙裂紋的擴展，一旦外部的鋼纖維作用失效，鋼纖維從混凝土中拔出，或達到屈服強度被拉斷，新裂紋處的鋼纖維又會承擔阻礙裂紋擴展的工作，鋼纖維被拔出或拉斷都需要消耗大量的能量，體現了鋼纖維混凝土的抗沖擊能力。

　　4、鋼纖維混凝土的耐磨性和耐久性

　　混凝土中添加鋼纖維，還可以提高混凝土的耐磨性能。研究學者利用標號為C35普通混凝土和CF35的鋼纖維混凝土制作成5cm×5cm×5cm立方體試件進行磨損試驗，試驗結果表明，鋼纖維混凝土比普通混凝土的磨損損失降低了30%;鋼纖維混凝土的耐腐蝕性、抗凍性均比普通的混凝土要好。

　　二、鋼纖維混凝士在高層建筑中的應用

　　1、鋼纖維混凝土在高層建筑梁柱節點中的應用

　　20世紀70年代初，國外研究學者首次將鋼纖維混凝土引入到梁柱節點中，并進行了一系列的試驗。通過試驗研究發現，鋼纖維混凝土梁柱節點的強度、剛度、耗能能力以及梁柱節點的粘結錨固能力都比普通混凝土高出很多，體現了巨大的優勢，在混凝土框架上，鋼纖維混凝土的梁柱節點框架比普通混凝土的框架在延展性上提高了57%，荷載次數提高了15%，可見鋼纖維混凝土梁柱節點能夠有效提高節點的抗震效果，這樣可以減少節點鋼筋的布置，降低節點混凝土的振搗難度。

　　國內研究學者在國外研究成果的基礎上，進一步的研究了鋼纖維混凝土在抗震方面的優勢，如學者提出了扁梁結構，這類結構在高層建筑中可以有效解決梁柱節點裂縫問題，使得裂縫更加均勻、細小，可以有效防止混凝土脫落，并且鋼纖維混凝土提高了扁梁的節點強度和剛度以及初裂和極限承載力，改善了節點的延性。

　　2、鋼纖維混凝土在聯肢墻洞口的連梁中的應用

　　高層建筑中，剪力墻和框架結構組成了一個核心筒結構，其中聯肢墻洞口的連梁不僅可以調節并且可以保證聯肢墻的側向剛度，有效的耗散地震能量，減少地震波對建筑物的損壞。通過一系列的靜力和動力試驗表明：逐漸改變連梁的變形能力，可以改善框架結構的變形能力，而聯肢墻的強度和剛度性能良好的情況下，一旦出現了強烈地震，連梁就會表現出塑性變形能力，首先聯肢墻出現彎曲，耗散一部分地震能量，減少傳遞到建筑物上的能量，減少對建筑主體的破壞，達到減震的效果。但是在設計中，連梁的高跨比一般都比較大，其延性不足，容易出現剪切破壞，衰減了抗震效果，因此，高層建筑設計中，設計師需要解決聯肢墻連梁的延性問題。國內學者通過大量試驗研究表明，如果在短梁混凝土中添加約1%的鋼纖維，就能夠改善混凝土的粘結能力，增強短梁的抗剪切效果，一旦出現動荷載或者荷載方向改變時，不容易出現剪切破壞，增強了短梁的抗震能力。

　　3、鋼纖維混凝土對改善高強混凝土柱延性的應用

　　在高層建筑結構設計中，為了達到減少混凝土柱截面的面積，往往在結構柱底部使用高強度的混凝土，但是高強混凝土有個致命的缺點——脆性大，延展性差，不能發揮框架結構的抗震優勢。人們往往希望在柱底部抗壓強度很高的情況下，還能夠提高構件的抗震能力，研究學者采取了很多方法，如在混凝土柱底部設置套箍，增強柱的抗剪能力;而在高強混凝土中添加適量的短鋼纖維，利用短纖維的粘結力，增強混凝土的抗剪效果，減少混凝土內部微裂紋的形成，可見，在高強混凝土中添加適量的鋼纖維，能夠極大的提高混凝土的延性和抗震性。

　　三、鋼纖維混凝土的施工工藝

　　1、鋼纖維混凝土的配合比

　　為了保證添加的鋼纖維能夠發揮作用，滿足結構設計強度對強度等級的要求，同時保證纖維能夠均勻分布在混凝土內，需要嚴格按照設計要求確定配合比。根據強度設計值以及施工配置強度提高系數，確定出試配抗壓強度與抗折強度，鋼纖維混凝土抗折強度設計值的確定：

　　其中， 為鋼纖維混凝土抗折強度設計值; 為與鋼纖維混凝土具有相同的配合材料、水灰比和相近稠度的素混凝土的抗折強度設計值; 為鋼纖維對抗折強度的影響系數(試驗確定); 為鋼纖維體積率; 為鋼纖維長徑比。

　　根據試配抗壓強度計算水灰比，根據試配抗壓強度，確定鋼纖維體積率，一般澆筑成型的結構范圍在0.5-2.0%之間;根據設計確定混合材料用量，確定出試配配合比。

　　2、鋼纖維混凝土的拌合

　　鋼纖維混凝土在攪拌中容易結團，需要分批攪拌，一般每一次攪拌放入80%的量，優先采用滾動式攪拌機進行攪拌，以保證鋼纖維的分布均勻。鋼纖維混凝土攪拌的順序為：粗集料→鋼纖維→細集料→水泥。在攪拌中應該注意鋼纖維分三批攪拌，邊攪拌邊加入黃砂和水泥，投入全部材料后攪拌2min左右，最后加入水濕拌1min。總攪拌時間不得超過6min，攪拌時間過長容易出現濕纖維結團，在攪拌中一旦發現纖維結團，應該立即剔除，防止因此影響鋼纖維混凝土的質量。

　　3、鋼纖維混凝土的澆筑和振搗

　　鋼纖維混凝土的澆筑及振搗工序與普通混凝土一樣，作為影響混凝土質量重要的一個環節，振搗效果將直接影響到鋼纖維混凝土的整體性和致密性。在振搗中應該注意，鋼纖維混凝土的流動性較差，容易在邊角處出現蜂窩，因此，在振搗過程中，優先振搗邊角部位，邊角采用插入式振搗器振搗，然后用夯梁板來整平。

　　四、結論

　　綜上所述，鋼纖維混凝土作為一種新型復合材料，非常適用于高層建筑特殊部位的加固，不僅解決了這些部位延性、抗震等同題，還保證了整體結構的經濟性。我國建筑行業在鋼筋混凝土的應用和研究方面已經積累了不少經驗，相信隨著我國科研工作的繼續深入和建筑業的快速發展，鋼纖維混凝土施工技術在高層建筑中的應用將越來越廣泛。

　　【參考文獻】

　　1、楊建國 纖維混凝土在工程中的應用與發展 山西建筑 2009

　　2、竇小建 淺談鋼纖維混凝土 山西建筑 2009

　　3、黎海堅 鋼纖維混凝土施工技術在高層建筑中的應用 2010