细石混凝土在型钢混凝土组合结构中的应用研究

细石混凝土在型钢混凝土组合结构中的应用研究

范立禹、张俊、刘凯旋

中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070

摘要：近些年在建筑工程中大量应用了型钢－混凝土组合结构柱，其施工质量直接影响着整个建筑的安全性和可靠性，关系着建筑的使用寿命，所以一定要确保组合结构柱的施工质量。

关键词：型钢混凝土；结构柱；施工质量

引言

细石混凝土是指在结合预应力空心楼板浇筑过程中最小间距一、钢筋密集等采用普通混凝土浇筑较为困难的情况下选取的一种粗骨料粒径簇15mm的预拌混凝土，它能够有效保证现浇预应力空心楼板混凝土的顺利浇筑，保证施工质量。

1 型钢混凝土施工的技术

1.1在材料上选择最为合适的型钢材料

建筑的施工质量主要取决于施工的技术以及施工的材料，因此在型钢混凝土施工的过程中，对原材料的选择时，需要选择强度和基本材料差不多的材料进行施工，首先需要确定施工材料的拉伸性，对拉伸性的要求需要保证在480MPa，其中的型钢含量需要控制在0.46%到1.96%之间，在长度和宽度之间也有所限制，既不能过长也不能太短，需要根据施工场地的实际要求进行型钢材料的选择，另外在型钢材料进行搅拌之前需要先确定好需要的质量长度，保证能够很好地进行材料上的选择，以此来保证型钢的分散性特点。

1.2严格对材料进行分配和分散装置

型钢混凝土的分配比例需要经过严格的设计，其混合的比例应当严格遵循原先的设计方案进行混合，但也需要根据施工现场的具体状况进行分配试验，选择最为合适的分配比例。混凝土与型钢的均匀混合分配，在实际的施工之中有着重要的作用，也是需要严格遵循的施工环节。为了能够有效地保障型钢与混凝土在搅拌混合之前的均匀分散，在型钢进入分散器之前需要分类堆放。此外机械设备需要保持功率在0.75~1.0kW，分散率最好的时速为20~60kg/min。

1.3在搅拌的过程中需要对时间进行严格控制

混凝土与型钢的搅拌时间要进行严格控制，在机械设备搅拌的过程中对混合的材料进行干燥的搅拌需要保持在1分钟以内，如果加入适当的固定剂或者减水剂的湿搅拌需要达到2分钟以上，以此来改善混合的材料，提升搅拌的质量，搅拌质量的提升对施工质量也有着明显的影响，因此在搅拌的过程之中需要严格的控制搅拌的时间，在搅拌的过程之中要逐渐减少水泥的使用剂量，从而使施工质量得到全面提升。

1.4根据施工场地进行施工设备的选择

型钢混凝土的搅拌设备主要分为两种，一种是双锥反转出料搅拌机，另外一种是强制性搅拌机。在通常的施工情况中，低搅拌功能有利于增加搅拌机的使用时长，当纤维含量过高或者坍塌幅度较小的时候，可以适当选择低能耗的搅拌功率进行混合搅拌，以避免搅拌机在混合过程中运载过量造成的机械消耗，以此来延长机械的使用寿命。

2 型钢—混凝土组合结构柱的优势

1. 型钢混凝土中型钢不会受到钢占比的制约，型钢混凝土构件的负载水平能够比外形相同的钢筋混凝土构件的负载水平高1倍多，因此能够让构件截面缩小。对于高层房屋来说，其构件截面变窄，能让层高与运用面积增大。

2. 在混凝土正式浇灌以前，型钢已构成钢结构，有较高的负载水平，可以承担构件本身重量与施工负载，可以把模板悬挂至型钢处，模板无需设立支撑，提升了支模作业效率，提高了施工速度。在高层建筑中无需等型钢混凝土的强度满足要求便可在其上层进行作业，可缩短施工时间。由于没有暂时性的立柱，所以提高了设备安装的便捷性。

3. 和钢筋混凝土架构相比，型钢混凝土组合架构的延性显著提升，特别是实腹型的型钢，这种架构在抗震方面有明显优势。

4. 和钢结构比较而言，型钢混凝土组合架构在耐火性、持久性等方面均有不俗表现。

3施工工艺

1. 混凝土内芯柱浇注的落差大，其中组合柱层高有4.80m、5.00m、5.60m、7.20m四种高度,轻钢内钢柱内空断面.尺寸也有三种不同类型。梁底与地面以上轻钢柱任何部位均不宜切割开洞。因为经过氧割、焊接反复高温后，会造成轻钢柱多次退火,刚度明显降低、变软、变薄，且自防锈功能减弱，抗腐蚀能力自然减退。

2. 如不开洞，从上部楼地面层直接浇筑混凝土,其自然层断面高度落差太大。且轻钢柱内芯断面尺寸较小，混凝土浇注时，自由下落，容易产生离析,达不到设计要求。

3. 内芯混凝土灌满后,空气和自含水分无法外排,将产生气孔和空洞，给工程留下质量隐患。

4. 外包混凝土因钢柱外部四方设计有三排φ20mm钢钉，长度100mm并带有钉帽，其间距100mmX100mm,用常规混凝土浇筑石子无法落下,密实度达不到设计要求。

5. 在混凝土保护层内,还设计有φ25mmHRB335竖向钢筋20根,分布在柱子四周，箍筋φ8@100/200,插入式振动器无法操作施工。如采用传统混凝土或传统施工方法进行施工,达不到设计效果，满足不了质量要求和规范规定。

采用细石混凝土自密法新技术、新工艺进行施工取得了良好的效果。该工程中近百根钢筋混凝土轻钢组合结构柱大小规格不一-的柱子全部顺利浇筑完毕。拆模后,外观感质量符合设计要求,经实测、检验，各项指标均符合设计与规范”、规程”、规定要求。

4型钢混凝土结构的应用方法

4.1外包钢加固处理方法

对外包钢的加固处理主要应用在型钢混凝土构件的四角，一般使用型钢进行加固，加固的方式包括干式外包钢加固和湿式外包钢加固，在一般情况下，干式外包钢加固中，原构件和型钢之间会使用专门的砂浆水泥进行填充，并不会有缝隙粘连存在，导致很难将结合面位置的剪应力和拉力充分传递。这就造成外包钢在应用的过程中只能单独受力，难以保证和原有构件有统一的工作状态。而使用湿式外包钢时，会使用环氧树脂化学灌浆的方式，确保构件和外包钢能够形成粘连，实现构件和外包钢能够协同受力。因此，干式外包钢的承载能力要明显比湿式外包钢低，但是由于干式外包钢拥有更加简单的施工工艺，所以在型钢病害老化处理工作中应用也比较普遍。

4.2粘钢加固法

粘结施工的质量高低将会直接影响粘钢加固法应用效果的好坏，因此需要对混凝土构件的表面做好处理工作，加强在卸荷、配胶、涂覆胶黏剂粘贴加固和加压固化等工作。因此，在施工过程中，首先需要在粘钢加固的施工时，做好对表面的处理工作，比如要做好钢板贴合面的加固和结合面的处理工作，其次，对于一些存在破损的位置，应该先使用具有较高强强度的水泥进行修补，保证破损位置的强度水平，然后开始卸荷工作。混凝土构件在粘钢的卸荷工作主要是为了对钢板的压力进行充分控制，以及解决钢板的应变滞后问题。对于有次梁的主梁，在使用千斤顶的方式进行卸荷时，应该在每一根次梁的下方修千斤顶，以保证可以避免有裂缝出现。其次还要进行配胶的工作，在使用粘结剂之前应该对现场的情况进行全面的检验，在确定粘结剂合格后才能继续进行使用。在配置粘钢粘结剂时，必须严格根据说明书的要求开展配置工作，保证粘结剂的配置效果。

4.3混凝土碳化的处理方法

混凝土碳化会在不同的部位和深度出现，因此针对型钢混凝土构件的碳化处理方法也比较多。一般情况下，必须要将存在碳化问题的混凝土全部去除，以保证构件的表面足够干净，然后使用比原来标号更高的混凝土材料进行修补和加固处理。如果外露的钢筋出现锈蚀的情况，也要采取必要的除锈措施，为型钢混凝土构件的安全性提供保证。在条件允许的情况下，还可以对构件直接进行更换。在完成碳化处理之后，也要做好保护工作，使用优质涂料进行密封，以避免外界有害气体对混凝土的内部造成侵蚀，保证钢筋混凝土能够始终处在密闭的环境当中。

结语

型钢—混凝土组合结构柱作为建筑工程的重要结构形式，对于确保建筑施工质量具有非常重要的作用，其有效应用能够大大推动建筑结构质量的提升。

参考文献：

1. 李明.型钢混凝土组合结构柱施工质量控制要点[J].安徽建筑,2020,27(11).

2. 肖毅.浅析型钢-混凝土组合结构柱的施工质量控制[J].江西建材,2020(5).