时间:2022-03-31 15:39:21
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高强混凝土论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:轻骨料混凝土,历史,性质
一、轻骨料混凝土的历史
轻骨料混凝土( 又名轻集料混凝土,Light weight AggregateConcrete) 是指轻粗骨料、轻细骨料(或普通砂)、水泥和水, 必要时加入化学外加剂的矿物合料配制而成, 并且在标准养护条件下,28d 龄期的干表观密度小于1950kg/m的混凝土。。
人造轻骨料最早使用在1920年左右。SJ海德是最初运用回转窑烧制膨胀黏土轻骨料,1928年,美国开始把这种方法用于商业生产。西欧在二战后才开始有了轻骨料的生产,美国和前苏联因缺少天然的普通骨料,大量生产和使用了人造轻骨料,使轻骨料混凝土在这两个国家得到飞速发展,但轻骨料混凝土长期一直被当作非结构材料使用,应用范围受到很大限制。自20世60年代中期,美国采用轻骨料混凝土取代普通混凝土,修建了休斯敦贝壳广场大厦并取得了显著的技术经济效益。如今,国外发达国家高性能轻骨料混凝土的应用已取得丰富经验。CL50一CL6O轻骨料混凝土己在工程中大量使用,结构轻骨料混凝土的抗压强度最高为80MPa,其表观密度1800~2000kg/m之间。
20世纪90年代初期, 挪威、日本等国研究了高性能轻骨料混凝土的配方、生产工艺、高性能轻骨料等,重点在于改善混凝土的工作性和耐久性,并取得了一定的成果。如英国采用高强轻骨料混凝土建造了北海石油平台;挪威应用CL60级轻骨料混凝土建造了世界上跨度最大的悬臂桥;日本则成立了一个由18家公司组成的高强轻骨料混凝土研究委员会,专门研究粉煤灰轻骨料混凝土。挪威自1987年以来,已应用高性能轻骨料混凝土建了11座桥梁。
二、轻骨料混凝土的优良特性
轻骨料混凝土的强度等级用CL表示。强度等级达到CL30及以上者称为高强轻骨料混凝土一般来说,高强轻骨料混凝土有如下优点:
(1)轻质高强:顾名思义,轻骨料混凝土采用轻骨料代替普通沙石材料,可以使得混凝土构件在承载力相同的条件下,减轻自重达20 %~40 %。这样的优势,为设计施工提供了很大的方便。
(2)抗震性能好:由于地震力和上部结构的自重成正比,因此,当结构采用轻骨料混凝土后,自重会明显的下降,也就降低了地震力,减少了地震对结构的作用,提升了结构的抗震性能。同时,由于轻骨料混凝土的弹性模量比同等级的普通混凝土低,结构的自振周期将变长,对冲击能量的吸收快,变形能力增强,不容易遭受外力的破坏。
(3)抗裂性好:由于轻骨料混凝土相比普通混凝土有较小的热膨胀系数和弹性模量,导致冷缩和干缩作用引起的拉应力小与普通混凝土材料,这样的表现就导致了轻骨料混凝土构件的抗裂性能优于普通混凝土,这对改善结构的耐久性,延长结构的使用寿命是非常有利的,并有助于降低结构在使用期间的维护费用。
(4)耐久性好:使用轻骨料能有效避免混凝土的碱集料反应问题,延长结构的使用寿命。同时由于轻骨料混凝土的骨料—基材界面粘结牢固,具有一定的自养护功能和水泥砂浆品相的质量相对较好等因素,轻骨料混凝土抗有害介质侵入的能力也相对较强。
(5)耐火性好:由于轻骨料混凝土采用的是粉煤灰,煤矸石等骨料,而这些骨料都经历高温历练,有良好的耐火性能,使得轻骨料混凝土热工性能好,用以建造的建筑和结构的耐火性能好。一般建筑物发生火灾时,普通混凝土耐火1h,而轻骨料混凝土可耐火4h.
(6)综合技术经济效益好:轻骨料混凝土的骨料通通常来自工业废渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉煤灰等,可降低混凝土的生产成本,并变废为用,减少占用农田,减轻环境污染,具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。
三、轻骨料混凝土的缺点和发展前景
(1)轻骨料性能的完善:如今的亲故料混凝土虽然具有上述轻质、高强、耐久性好等优点。但研究表明,高性能轻骨料混凝土的拉压比要小于相同强度等级的普通混凝土,且随着强度的提高,其脆性相应增大,脆性问题使得高强材料的优越性得不到充分发挥、限制了其在工程中的应用。因此,如何提高高性能轻骨料混凝土的韧性、提高其拉压比,同时又能保持其轻质高强的特点,成为当前高性能轻骨料混凝土研究和应用中迫切需要解决的问题之一。
(2)轻骨料生产工艺和设备的更新:目前轻骨料混凝土配制过程中存在如下问题: ①为降低轻骨料的吸水率 ,改善新拌轻骨料混凝土的工作性 ,普遍在其表面涂蜡、 聚苯乙烯乳液等防水材料或施工前预湿轻骨料。 这些做法降低轻骨料混凝土的力学性能或降低其抗冻耐久性 ,并使生产制作变得复杂; ②在大的初始坍落度时 ,轻骨料易上浮离析 ,采用振捣施工时尤为突出 ,使硬化后混凝土的均质性差 ,耐久性下降 ,并降低其力学性能; ③提高水泥掺量 ,虽能改善新拌混凝土的工作性 ,但增大了轻骨料混凝土的收缩裂缝和温度裂缝引起的危害 ,降低混凝土的耐久性 ,同时又增加工程造价。 因此 ,工程结构迫切需要制作简单、 工作性好、 能免振捣自密实施工、 硬化后质量好、 体积稳定性好、 高耐久、 经济的高性能轻骨料混凝土。。
(3)已有发展:①轻骨料品种的结构组成有较大变化:如今以粉煤灰、尾矿粉和河川污泥为主要原料的绿色轻骨料正在大量推广应用。②轻骨料混凝土及其应用技术的迅速发展: CL40以上的高强性能陶粒混凝土的广泛应用以及轻骨料混凝土泵送施工的普及。③轻骨料生产工艺设备的更新:原材料的微米磨细技术和无胶结料陶粒成球技术得到推广应用,破碎型粒的破碎新技术的广泛应用以及利用化学工业废料加工成的节能燃料的成功开发。
四、总结
轻骨料混凝土的开发和利用,为混凝土的发展和变革添了重要的一笔。。相比普通混凝土,轻骨料混凝土的优异性能使得混凝土的应用领域更为广阔。但轻骨料混凝土也存在着一些缺陷,对于这些缺陷,目前人们的主要解决办法在于添加相应的纤维材料和高聚物等,以提高韧性和其他性能。但是这些还是没有很好的解决轻骨料混凝土存在的问题,还有待于研究。
参考文献
【1】李强.浅析轻骨料混凝土的发展(论文),内蒙古电力堪测设计院,2009.
【2】 郑立,姚道稳.新型墙体材料技术读本.北京:化学工业出版社,2005.
【3】 胡署光,王发洲.轻集料混凝土.北京:化学工业出版社,2006.
【4】王发洲.高性能轻骨料混凝土研究与应用:(博士学位论文).武汉理工大学,2003.
【5】龚洛书,柳春圃.轻集料混凝土[M].北京:中国铁道出版社。1996.
关键词:矩形钢管混凝土结构;受力;力学性能
中图分类号:TU528.571文献标识码:B文章编号:1009-9166(2010)014(C)-0165-01
一、矩形钢管混凝土结构简介
由于圆钢管对核心混凝土起到了有效的约束,使混凝土的强度得到了提高,塑性和韧性大为改善,且国内外对圆钢管混凝土的力学性能研究较为系统而深入,因此在实际工程中得到了广泛的应用。矩形钢管对核心砼的约束效果虽不如圆钢管显著,但矩形钢管混凝土仍有良好的效果,除了外形美观,与梁节点构造简单、连接方便等优点外,还具有能有效提高构件的延性及有利于防火、抗火等特点。
二、矩形钢管混凝土结构受力简介
圆钢管混凝土结构在实际工程中应用越来越多,而方、矩形钢管混凝土的工程实践则很少见,原因之一是缺乏有关设计规程。目前对矩形钢管混凝土构件力学性能的研究还不够完整、系统,计算方法采用参考方钢管混凝土的计算方法,但从直观上看,它与方钢管混凝土构件的内部受力不同,如下图所示。对于矩形钢管混凝土构件,矩形钢管对混凝土长边的最大约束力和短边的最大约束力不相等,而方钢管对混凝土各面上的最大约束力是相等的,这就给理论研究增加了一定的难度。若忽略钢管约束而引起的构件强度提高,仅对混凝土和钢管部分进行简单叠加,就降低了该结构的优势,所以需要对矩形钢管混凝土构件进行进一步的研究。
(a)方形截面混凝土约束力示意
(b) 矩形截面混凝土约束力示意
方、矩形截面混凝土约束力示意图
以往对矩形钢管混凝土力学性能的研究和目前对矩形钢管混凝土构件计算多限于应用已成熟的钢管混凝土构件的相应公式,主要对其差异进行调整、修正的方法。文献[1]在实验基础上,考虑了矩形截面长宽比的影响,对方形钢管混凝土短柱轴压公式进行了修正,提出了矩形截面钢管混凝土短柱承载力的计算公式。文献[2]对四根长宽比为1、1.2、1.36和1.5矩形钢管混凝土柱进行了轴压和同样长宽比下的偏心受压试验研究,比较了矩形钢管混凝土和方钢管混凝土在轴压和压弯计算时的差异,同时对矩形钢管混凝土轴心受压构件承载力计算采用折减后的约束系数修正方钢管混凝土轴压承载力计算公式。文献[3]提出了用截面形状系数而不是传统的长宽比来修正圆钢管混凝土轴压短柱承载力公式,通过5个轴压矩形钢管混凝土短柱试验,在分析其试验数据的基础上,结合前人研究的试件试验数据,回归出了相应的修正系数公式。还有研究者通过理论分析,发现在一定的参数范围内矩形钢管混凝土承载力的计算可以采用方形钢管混凝土构件的公式,文献[4]采用了等效截面的方法(即含钢率和约束系数都相同)比较了各种截面钢管混凝土轴心受压时的工作性能。利用增量格式的拉格朗日表述,建立了三维有限元模型,同时考虑了材料非线性和几何非线性,对长宽比分别为1.47、1.94和2.4的3个矩形截面进行了计算,并认为在长宽比不大于2.4的情况下,矩形截面可近似等效为正方形截面,采取相同的轴压强度标准值。还有文献[5]进行了44根矩形钢管高强混凝土轴压短柱的试验,考虑了含钢率、钢种、混凝土强度等级和长宽比等因素的影响,采用数值分析的方法,以试验为基础,分离钢管和核心混凝土的受力,提出了方形、矩形钢管高强混凝土中核心混凝土和钢材的纵向应力和应变的关系。
三、采用在大量试验数据基础上的矩形钢管混凝土结构
轴压力学性能的研究方法初探
由于在圆钢管混凝土中,钢管对混凝土的约束是均匀的,对于等侧压力作用下的三向受压混凝土的研究已相当成熟,所以大大减少了研究者从理论上分析其承载力公式的难度。方形和矩形钢管混凝土中的钢管对混凝土的约束力是不均匀的,方截面两个面上的最大约束力是相等的,而矩形截面两个面上的最大约束力是不相等的,对于核心混凝土在不均匀、不等侧压力作用下的混凝土强度与不等侧压力之间的关系目前还没有此方面的研究,这就增加了从理论上推导矩形钢管混凝土极限承载力公式的难度,而建立在大量试验数据的基础上,考虑重要参数对承载力的影响,进行多元线性回归而得出来的极限承载力公式具有简单、可靠的特点,为极限承载力的预测和评估提供了一种简便的方法。
作者单位:陕西科技大学
作者简介:梁鑫(1972― ),男,陕西省永寿县人,陕西科技大学,工程师。
参考文献:
[1]蒋涛,沈之容,余志伟.矩形钢管混凝土轴压短柱承载力计算.特种结构,2002,19(2):4―6.
[2]王蕾,江雪.矩形钢管混凝土短柱受压承载力计算.桂林工学院报,2003,10(4):441―444.
[3]余志伟.多层住宅矩形钢管混凝土梁柱及节点性能理论及试验研究.同济大学硕士论文,2003.
[4]钟善桐.钢管混凝土结构.北京:清华大学出版社,2003:8.
关键词:钢骨架轻型板,优点
一、工程概况
本工程为山东莱钢永锋钢铁有限公司450m高炉及有关设施升级改造项目原
料场工程一次转运系统配电室。根据甲方提供的地质勘探报告,基础坐落于第二层粉土上,地基承载力特征值为100Kpa。基础采用墙下条基,上部结构为砖混结构,因地质条件与施工工期限制,屋面板采用钢骨架轻型板。
二、钢骨架轻型屋面板
钢骨架轻型板由钢骨架、钢丝网、BAS轻质芯材复合而成,是集承重、隔热、保温、防水、防火等性能于一身的新型建筑构件。适用于抗震设防列度≤8度地区的一般多、低层民用建筑、单层厂房及加层改造或要求采用轻型楼板及屋面板的建筑。可用于无侵蚀性介质、板底表面温度不大于100℃的建筑。结构构件安全等级二级,设计使用年限50年。
三、钢骨架轻型板材的优点
1.轻质:芯材采用BAS无机轻质芯材,容重仅为300—500kg/m³,板自重为0.5—1.0kN/㎡,仅为传统屋面重量的1/4。
2.高强:采用轻钢骨架与BAS无机轻质芯材的组合结构,保持了传统钢筋混凝土板安全度高的优点。允许外加荷载设计值≥1.5kN/㎡,破坏荷载可达4 kN/㎡。
3.耐久:主要材料均为无机材质,抗老化能力强,耐久性好,能有效抵抗酸、碱、水汽的侵蚀.
4.保温隔热:BAS无机轻质芯材具有优良的保温性能,导热系数低,整板传热系数为0.5—0.8 w/m²k,满足屋面保温设计要求。
5.防水:采用专用防水耐磨涂层作为板材表面自带的防水层,且可根据需要在其上附加其它各种防水作法,形成天基板屋面多道设防的复合防水体系。
6.防火:在标准荷载作用下,耐火极限可达90分钟,燃烧过程中不爆裂,不放出任何有毒气体,无异味,无烟气,既具有优良的耐火性能,又符合现代建筑的环保要求。
7.抗震:轻质板材有利于建筑抗震,配合板材合理的抗震连接作法,能满足8度地震设防烈度要求。且地震发生时,板材造成的次生伤害小。
8.隔声:平均隔声量40db,具有优良的隔声效果。
9.泄爆:能用作建筑物的泄爆屋面。免费论文参考网。爆炸发生时,屋面板芯材粉碎,瞬间释放爆炸能量,既达到泄爆目的,又不会产生次生伤害。
10.美观:可根据用户需要制成彩色板面或做其他装饰处理,外形轻巧美观,富有时代气息。
11.使用灵活方便:板型规格根据建筑物特点量身订做,使用时无须铺设檩条,板上可开洞、安装采光罩、出屋面管道、风机等。免费论文参考网。
12.维护简单:正常使用时无需特别维护,使用成本低。当局部损坏可在屋面直接修复,如确有换板必要时,亦可单板更换,不影响整体结构。
13.经济:采用天基板可明显节约支撑系统用钢量,缩短施工周期,综合经济效益明显。
四、结语
采用钢骨架轻型板材可实现轻质化且降低施工难度,免去了混凝土屋面板的繁琐的施工和后期保养程序,在更好的满足设计要求的同时大大缩短了施工周期。免费论文参考网。轻钢骨架为板主要受力部件,骨架断面按承载力和跨度要求调整,轻质无机芯材为填充材料,其厚度可根据保温要求调整。板型灵活,可与混凝土结构、钢结构、网架结构配套使用,不受固定模具限制,可以按照建筑设计要求配板,最大限度满足设计要求。
参考文献:
[1] GB 50016—2006,建筑设计防火规范.
[2] GB 50009—2001,建筑结构荷载规范.
关键词:市政道桥;高强混凝土;应用
中图分类号:TU99文献标识码: A
1、市政道桥施工中高强度混凝土的概况分析
1.1、高强度混凝土的特点
(1)环保性好
高强度混凝土通过减少混凝土的使用,可以节约在桥梁建筑工程中煤、矿石、砂、水、土地等能源的消耗。此外,能有效减少废渣和有害气体的排放,有效降低维护费用,达到节能减排的目的,其环保性较好。
(2)经济性强
高强度混凝土比普通水泥的水泥用量少,不但能够降低减水剂的使用量,而且能节约水泥使用成本,达到节省原材料成本的目的。一些特殊工程,如跨海大桥中使用的混凝土要掺入抗渗剂、抗腐剂等各种外加剂,此外,普通混凝土的耐久性和强度不够,在使用中容易出现病害,后期维护费高,而高强度混凝土的使用能够有效节省这些成本。
(3)适应性好
混凝土桥梁工程逐渐向大跨度与高负荷力方向发展,要让混凝土的拌合物具备高强度并且便于浇灌,在施工中不能出现离析现象,能广泛应用于预应力箱梁、混凝土钢管拱桥、斜拉桥塔等各类桥梁施工。性能好的混凝土能保证浇灌的质量,确保其强度、密实性、稳定性和耐久性。在配置高强度混凝土时要用大量的细矿渣并改善其粘性。
(4)耐久性高
混凝土耐久性指的是其抵抗化学腐蚀、大气作用、磨损等劣化环境的能力。劣化的诱因主要是混凝土内含有部分有害物及水分,因此,混凝土的强密实性是其高耐久性的有利保障。要获得混凝土的强密实性,必须控制水量,少用水泥并掺入高活性矿物质,使有害物质及水分不被渗入,由此得到混凝土的高耐久性。
(5)强度高
对于混凝土而言,最根本的要求就是强度达标。由于混凝土结构各不相同,对于强度的要求也很难统一。例如,在道路桥梁工程中,要求混凝土的强度非常高,因此,使用高强度混凝土能达到稳固桥梁构造的作用。
1.2、市政道桥建设施工中应用高强度混凝土的优势
(1)高强度混凝土符合施工需要
高强度混凝土具有耐久性好、强度高、结构稳定等特点,这些特点是桥梁施工的必须条件,基于这种要求,施工单位设计时应该把应用高强度混凝土纳入标准规划。在桥梁施工过程中使用高强度混凝土不但能使资源发挥出更大的优势,同时也能缩短施工周期,提高工程效率,大量桥梁工程的实践表明,在总荷载中,很大比例的重量是桥梁自身的重量。因此,使用高强度混凝土能够减轻桥梁自身重量,加强结构的耐久性,使截面高度降低;前期就达到高强度,便可加快进度,提高工程效率。
(2)高强度混凝土能提升桥梁跨度
现代社会经济高速发展,对桥梁跨度也提出了新的要求。随着我国交通运输事业的高速发展,公路、铁路桥梁建设所使用的混凝土也随之变化,强度等级不断提高,这些因素都对混凝土性能要求更高。在我国大型的跨河、跨江、跨海的桥梁建筑工程中,许多已经尝试使用C50~C60级泵运输混凝土,如广东的虎门大桥和江苏的杨浦大桥等,从对高强度混凝土使用的回馈情况可以判断其能够很好地提升桥梁的跨预应力。
(3)高强度混凝土能延长桥梁使用年限
在桥梁建设中使用高强度混凝土不但能让资源优势充分发挥,而且对延长桥梁的使用年限起到很好的促进功效,高强度混凝土能有机结合其他建筑原材料,效果大大强于普通的混凝土,所以说高强度混凝土能有效延长桥梁的使用年限。世界上其他国家的高强度混凝土通常用在跨度大的桥梁建设工程上。例如日本著名的明石海大桥和加拿大的联盟大桥等,其使用寿命均较长。
2、高强度混凝土在市政道桥中的应用
2.1、原材料
(1)优质原材料
高强混凝土它的安定性比水泥好,并且质量比水泥稳定。一般选用的525#硅酸盐水泥,同时还要确定水泥的初凝时间,其标准稠度需水量以及活性都要在标准值以上。
(2)粗骨料
粗骨料的强度、表面特征、级配、杂质的含量、含水率、颗粒形状等都要符合要求。将这些高强度材料混合在一起才能配制出高强混凝土,粗骨料也应该选用坚硬的石灰岩碎石,因为粗骨料的矿物成分能和水泥形成良好界面,同时还能发生化学作用,使材料结构更坚固。卵石的粗骨料可以有效提高拌合物的易性,通常情况下,高强混凝土使用于钢筋密集的地方,所以集料粒直径不能太大,并且要保证集料空隙控制在15~25mm,卵石粒直径应该控制在25~30mm内。
(3)细骨料
细骨料的质量好坏影响着高强混凝土的强度,其含泥量、颗粒级配、云母含量等指标都应该符合要求。因为江砂、河砂、石英含沙量小,所以经过搅拌的混凝土粘稠度很高,难以振捣,所以在施工中不能使用。为了迎合混凝土的易性特点,势必会加大水泥用量,从而导致成本的增加,这种混凝土的耐久性不好,在后期会出现收缩裂缝的现象。
(4)外加剂
外加剂主要是为了保证混凝土在高流态、低水灰比特性下获得高强度的重要材料,它可以有效的缓解、延长凝结时间同时还提高强度硬性,在工程建设中,减少了水泥的用量,明显的改善了混凝土的流动性和易性,常用的外加剂主要有以一萘磺酸盐、芳香族树脂、萘磺酸盐,三聚氰胺甲醛缩合物,磺化玛隆为主要成分。
2.2、高强度混凝土的施工工艺
(1)高强度混凝土在施工的过程中,水胶比低,因为需要的用水量比较少,但是进行拌合的时候却比较稠,所以应用的搅拌设备必须具有良好的拌合性能。在进行高强度混凝土搅拌的时候,为了保证短时间内的搅拌均匀,可以使用逆流式或者卧铺式的搅拌设备。如果选择应用其他的减半设备,则需要先进行一定的实验,保证搅拌后的拌合物具有一定的均匀性之后,才能继续投入使用。
(2)在明确高强度混凝土的配置比的时候,配置人员必须对不同的材料进行准确的计量,并且保证设备出机口工作状态的稳定性,避免产生较大的波动。在保证高强度混凝土具有较高精度的称量装置之后,配置人员还需要对砂石的含水量进行精准的控制。实现这一目的,操作人员不仅需要严格检测搅拌设备上的含水量控制和测定设备,还需要在进行搅拌的时候,密切注视混凝土的搅拌情况。如果混凝土的搅拌稠度出现一定的波动,需要进行及时的调整。
(3)在完成高强度混凝土的搅拌之后,操作人员还需要应用泵或者是罐车实现对高强度混凝土的浇筑和运输。如果在进行浇筑和运输的过程中,工作人员应用手推车,不仅会增加工作难度,还不能完成对高强度混凝土外加剂的添加,不利于高强度混凝土的配置。
(4)高强度混凝土具有独特的特点,水灰比小,在制作完成后,一般情况下都不需要泌水或者是需要进行少量的泌水。但是,在完成高强度混凝土的浇筑之后,施工人员需要加强对高强度混凝土的湿度养护,避免因为高强度缓凝土中的含水量太小,而造成高强度混凝土出现塑性裂缝。
(5)高强度缓凝土的制作过程中,会应用到较多的胶凝材料,需要施工人员重视加强保温工作,避免混凝土的内外温差产生较大的差异,而产生温度裂缝。
总之,随着市政道桥的不断发展,混凝土的技术革命也即将开始。高强混凝土由于强度高、耐久性好、变形小等特性,可以满足建筑需求:桥梁结构、承载标准、承受恶劣环境等,所以能够适用于现代桥梁建设当中。同时这种高强混凝土减小了桥梁构架的界面,增大了桥梁的使用面积,在一定程度上,还降低了工程造价成本。
参考文献
[1]丁建彤,郭玉顺.高强轻质混凝土在公路桥梁上的应用[A].交通部科技教育司、交通部公路司、中国公路学会.第一届全国公路科技创新高层论坛论文集新技术新材料与新设备卷[C].交通部科技教育司、交通部公路司、中国公路学会:,2002:6.
【关键词】轻骨料混凝土建筑工程施工
中图分类号: TV331 文献标识码: A
一.引言
不论是人造轻骨料混凝土应用的早期还是现在,在我国主要还是用于墙体结构,其中包括工业与民用建筑的各种墙板及小型空心砌块等,占人造轻骨料混凝土总量的70~80%。众所周知,人造轻骨料混凝土在工程中的应用技术是与人造轻骨料的生产技术休戚相关的,人造轻骨料生产技术的进步,为提高轻骨料混凝土的性能创造了条件。目前我国人造轻骨料产品性能结构的发展更趋于完善,各项技术规程、标准文件齐全、施工技术提高,都为人造轻骨料混凝土的应用拓展了空间,可根据不同用途和结构性能要求,配制不同密度等级和强度等级轻骨料混凝土,使应用领域更加广泛。
二.对轻骨料混泥土的认识。
轻骨料混凝土(Lightweight aggregate concrete)是指采用轻骨料的混凝土,其表观密度不大于1900kg/m3。所谓轻骨料是为了减轻混凝土的质量以及提高热工效果为目的而采用的骨料,其表观密度要比普通骨料低。人造轻骨料又称为陶粒。
轻骨料混凝土具有轻质、高强、保温和耐火等特点,并且变形性能良好,弹性模量较低,在一般情况下收缩和徐变也较大。
轻骨料混凝土应用于工业与民用建筑及其他工程,可减轻结构自重、节约材料用量、提高构件运输和吊装效率、减少地基荷载及改善建筑物功能等。
轻骨料混凝土按其在建筑工程中的用途不同,分为保温轻骨料混凝土、结构保温轻骨料混凝土和结构轻骨料混凝土。此外,轻骨料混凝土还可以用作耐热混凝土,代替窑炉内衬。
以天然多孔轻骨料或人造陶粒作粗骨料,天然砂或轻砂作细骨料,用硅酸盐水泥、水和外加剂(或不掺外加剂)按配合比要求配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。
轻骨料混凝土具有密度小、保温性好、抗震性好等优点,适用于高层及大跨度建筑。
轻骨料的技术要求。
轻骨料的技术要求主要有颗粒级配 堆积密度、粒型系数、筒压强度(高强轻粗骨料尚应检测强度等级)和吸水率等。此外,软化系数、烧失量、有毒物质含量等也应符合有关规定。
轻骨料的验收、存储和运输。
轻骨料的性能变化范围较大,对所拌}昆凝土的质量影响也较大,故应重视其验收、存储和运输。
轻骨料应按品种、种类、密度等级和质量等级分批检验与验收,每200m3为一批,不足200m,以一批论,样品的抽样应严格按有关规定进行。轻骨料出厂时,生产厂应提供质量合格证书,其内容包括品种名称及生产名称、合格证编号及发放日期、批量编号及供货数量、检验部门及检验人员签字盖章。轻骨料应按品种、密度级别、质量等级和颗粒级配类别分别堆放,必要时,应有防雨淋措施。可采用车、船封装或袋装运输。运输过程中应避免污染、压碎,并应采取措施以防飞尘飞扬。
三. 轻骨料混凝土在建筑施工中的技术性能。
轻骨料混凝土的技术性能主要有拌合物的工作性和硬化轻骨料混凝土的体积密度、强度、保温性能、变形性能和耐久性。
拌合物的工作性。由于轻骨料表面粗糙,吸水率较大,故对拌合物的流动性影响较大。为准确控制流动性,常将轻骨料混凝土的拌合水量(总用水量)分成附加水量和净用水量两部分。附加水量是轻骨料吸收的,其数量相当于1h的吸水量,这部分水量对拌合物的工作性作用不大;净用水量是指不包括轻骨料1h吸水量的拌合用水量,该部分水量是拌合物流动性的主要影响因素。附加水量及净水量之和为总用水量。国家标准对轻骨料1h的吸水率的规定是粉煤灰陶粒不大于22%,粘土陶粒和页岩陶粒不大于10%。同普通混凝土一样,拌合水量过大,流动l生可加大,但会降低其强度,对轻骨料混凝土,拌合水量过大还会造成轻骨料上浮,造成离析,故要控制用水量。选择坍落度指标时,考虑到振捣成型时轻骨料吸入的水可能释出,加大流动性,故应比普通混凝土拌合物的坍落度值低10―20ram。轻骨料混凝土与普通混凝土一样,砂率是影响拌合物的工作性的另一主要因素。尤其是采用轻砂时,随着砂率的提高,拌合物的工作性有所改善。
体积密度。与普通混凝土不同,轻骨料混凝土的体积密度范围变化较大,而且直接与硬化后轻骨料混凝土的抗压强度、导热性、抗渗性、抗冻性有关系,故以体积密度为其主要的技术指标。一般来说,轻骨料混凝土的密度等级越小,其强度越低,导热系数越小,抗渗性越差。因轻骨料的体积占轻骨料混凝土总体积的70%以上,故轻骨料混凝土的体积密度主要决定于其粗细轻骨料的体积密度。
强度。由于轻骨料表面粗糙,且内部孔隙率高,故吸水率较高。当与水泥、水拌合时,骨料表面吸附水泥浆的能力较强,若骨料拌合前没有吸水饱和,还可吸收连接面水泥浆中的水分,降低水灰比,从而提高连接面的强度;另一方面在水泥浆硬化过程中,轻骨料吸附的水分又可缓慢释出,养护连接面水泥硬化层,进一步加快水泥石与骨料的连接面向强度发展。因此,轻骨料(尤其是轻粗骨料)与水泥石间有较高的粘结强度。但与普通混凝土不同,由于轻粗骨料本身的强度较普通石子为低,故轻骨料混凝土在外力作用下的破坏不是沿连接面,而是轻骨料本身先破坏。对低强度的轻骨料混凝土,破坏也可能使水泥石先开裂。故轻骨料的强度除与水泥强度、水灰比、龄期、养护条件等因素有关外,还直接与轻粗骨料的强度有关。轻骨料混凝土的强度和体积密度是说明其性能的主要指标。
变形性能。轻骨料混凝土较普通混凝土的弹性模量小25%~65%,而且不同强度等级的轻骨料混凝土弹性模量可相差3倍之多。由于轻骨料的弹性模量较普通骨料小,所以不能有效抵抗水泥石于缩变形,故轻骨料混凝土的干缩和徐变较大。同强度的结构轻骨料混凝土构件的轴向收缩值约为普通混凝土的1~1.5倍。轻骨料混凝土这种变形的特点,在设计和施T中都应给予足够的重视。
导热性。由于轻骨料具有较多孑L隙,在硬化混凝土中多以STATCOM 的小信号模型及控制研究封闭孑L隙的形态存在,故其导热系数较小,可有效提高混凝土的保温隔热性,对建筑物的节能有重要意义。其导热系数直接与密度等级有关,密度等级越小,其导热系数越小,保温隔热性越好。
抗冻性。大量试验表明,轻骨料混凝土具有较好的抗冻性TiN 纳米颗粒增强Ni-P复合镀层的微观组织与力学性能的主要原因是其在正常使用条件下,当受冻时很少达到孔隙吸水饱和,故孔隙内有较大的未被水充满的空间,当外界温度下降,孔隙内水结冰体积发生膨胀时可有效释放膨胀压力,故有较高的抗冻能力。轻骨料混凝土较小的导热系数,也降低了冬季室内外温差在墙体上引起的冷凝现象,故进一步降低了冻害作用。结语总之,轻骨料混凝土无论在组成、结构还是性能方面,与普通混凝土相比,都有很大的不同。因此开展高性能轻骨料混凝土的研究,其意义十分显著。
四.结束语
综上所述;轻骨料混凝土及其制品在建筑节能中的应用,应根据当地轻骨料资源情况,恰当选择合理使用,才能使轻骨料混凝土及其制品在建筑节能中达到良好的效果,成为建筑节能中的绿色节能材料。
参考文献:
[1] 杜付元 探讨建筑施工中轻骨料混凝土的应用技术 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版) 》 -2013年23期
[2] 冯艳永 王仁栋 轻骨料混凝土技术在建筑施工中的应用 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年3期
[3] 叶家欣 探讨建筑施工中轻骨料混凝土的应用技术 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版) 》 -2013年21期
[4] 汪萍 谈建筑施工中轻骨料混凝土的应用技术 [期刊论文] 《民营科技》 -2012年4期
[5] 刘红 工程施工中轻骨料混凝土的应用问题综述[期刊论文] 《房地产导刊 》 -2013年12期
中国博士后科学基金项目(2012M511957)
作者简介:雷 拓(1973),男,陕西岐山人,讲师,工学博士,Email:。
摘要:为研究高层建筑转换梁节点上扁柱的抗震性能,进行了3个1∶4缩尺模型的低周反复加载试验,对其破坏形态、滞回曲线、极限承载力及延性进行了分析。在试验基础上,利用ABAQUS软件对试件进行了有限元分析;详细讨论了有限元模型的建立、模型材料参数的定义以及斜向钢筋的影响。结果表明:轴压的增大提高了试件的极限承载力,同时也减小了构件的延性;构件荷载位移滞回曲线饱满,具有较好的耗能能力;在相关参数合理设置的前提下,ABAQUS混凝土损伤塑性模型可用于钢筋混凝土构件的滞回分析;斜向钢筋增加了试件的极限承载力,但位移延性没有明显变化。
关键词:斜向钢筋;高强混凝土;扁柱;高层建筑;抗震性能;滞回分析;有限元
中图分类号:TU352 文献标志码:A
0 引 言
高强混凝土具有能够大幅度提升结构和构件的承载力、减小结构构件尺寸和自重、加快施工进度等优点,在工程实践中得到了越来越多的应用。近年来,在高层、小高层结构设计中,建筑师和结构工程师为了改善室内使用空间和视觉效果,较多使用了扁柱(柱截面高宽比为2~4),从而形成扁柱框架结构或扁柱框架剪力墙结构体系[12]。张国军等[3]、史庆轩等[4]分别就火力发电厂主厂房框架混凝土扁柱进行了缩尺模型试验研究。冯庆兴等[5]就结构计算中扁柱的几种建模方法进行了比较。而对于高强混凝土扁柱破坏机理的研究,目前还未见报道。
本文中笔者通过对3个配置斜向钢筋的高强混凝土扁柱的低周反复加载试验研究,定量测试结构构件在较低应力水平下的滞回曲线和骨架曲线,对扁柱的强度、刚度、延性和耗能进行了分析;详细讨论了试验有限元模型的建立、模型材料参数的定义以及斜向配筋对构件滞回性能的影响,验证了扁柱构件设计的可行性。
1 试验概况
1.1 试件设计与制作
试件原型为某24层高等级酒店结构转换层斜交梁节点上的扁柱。模型与原型的缩尺比例为1∶4,共制作3个试件,柱截面高宽比为3。扁柱混凝土设计强度为C80,钢筋为HRB400级;底座为斜交梁节点形式,底座梁以及加载梁的混凝土设计强度为C45,型钢为Q345级,钢筋为HRB335级。试件尺寸及配筋见图1,混凝土材料力学性能如表1所示。
1.2 加载制度
首先,采用千斤顶施加轴压比要求的竖向荷载(试件1,2均为1 000 kN,试件3为1 300 kN),待
竖向力恒定后,通过加载梁两端的滑动支座使加载梁始终保持水平,再由申科机施加水平荷载。初期加载为力控制,采用周期为100 s的正弦波,每级荷载循环1次,加载力幅值按每级10 kN递增。而后加载按屈服位移的整数倍逐级施加位移,每级荷载循环3次,直到试件承载力下降至极限承载力的80%左右时停止试验。试验加载装置如图2所示。
2 试验现象及结果分析
2.1 试验现象
试验中首先在柱脚出现竖向裂缝,接着产生水平裂缝。在接近屈服荷载时,竖向裂缝延伸,柱顶、柱脚混凝土开始压碎剥落;在柱身上下1/3处出现大量斜裂缝。在接近极限承载力时,柱顶、柱脚混凝土被压碎现象较为严重,并有钢筋露出。随着加载位移的继续增大,柱顶、柱脚混凝土完全被压碎,局部钢筋压曲、断裂;柱底、柱顶部位斜裂缝继续加密,但并未向柱体中部发展。图3为试件的破坏形态。
2.2 结果分析
试件荷载位移滞回曲线见图4。由图4可以看出,进入塑性后,滞回环基本呈稳定的梭形,说明扁柱的耗能能力较为理想,试件表现出一定的强度退化,但并不十分明显,在下降段强度退化相对明显;随着变形的增加,试件刚度退化越来越严重。对比3个试件,试件3的轴压力较试件1,2的大,从滞回曲线中可以看出,试件3的延性和耗能能力比试件1,2的小。
从图5可以看出,试件1,2的极限荷载在455 kN左右,试件3的极限荷载在500 kN左右;曲线在达到极限荷载后有一段平滑的过渡段,这说明该试件的延性较为理想。
表2为试验所得的主要试验结果统计,其中延性系数μ按下式计算
式中:Δu为承载力下降到极限承载力的85%时对应
的极限位移;Δy为构件屈服时对应的位移,按文献[6]中提出的方法确定。
3 有限元模型
3.1 材料模型的选取
混凝土材料模型采用ABAQUS程序的损伤塑性模型[7]。混凝土受压应力应变曲线选用Lgeron等[8]提出的应力应变表达式,该模型可定量描述箍筋的约束效应。笔者通过反复试算认为,箍筋约束区的混凝土必须采用约束混凝土的应力应变曲线,且约束混凝土极限压应变取为峰值应力相应应变的10倍左右。混凝土受拉应力应变关系采用双折线简化形式,混凝土拉应力在达到单轴抗拉强度ft0(此时的应变为εt0)之前为弹性受拉,刚度取为混凝土弹性模量;之后,直到混凝土拉应变达到极限拉应变εtu之前为线性受拉软化段;拉应变超过εtu后,混凝土抗拉强度降为0。本文中取εtu=0.001,混凝土受拉骨架曲线见图6,其中,f为应力,ε为应变。钢筋材料模型选用组合强化模型,钢筋受拉骨架曲线见图7,其中fy,fu分别为钢筋屈服应力和极限应力,εh为钢筋开始硬化的应变,εh=4εy;εu为钢筋极限应变,εu=25εy。
采用损伤塑性模型进行滞回分析时,最为关键的材料参数是混凝土拉、压损伤因子及刚度恢复因子的定义。关于刚度恢复因子wc和wt的取值,暂取程序默认值1和0。关于混凝土拉、压损伤因子,目前还没有公认的计算公式。参考张劲等[9]及Birtel等[10]的研究,采用式(2)~(4)定义受压损伤因子dc及受拉损伤因子dt,即
式中:β为混凝土塑性应变与非弹性应变的比例系数,经反复试算,本文中受压时取0.7,受拉时取0.95;εpl,εin分别为混凝土拉(压)时的塑性应变和非弹性应变;σk为混凝土应变为ε时相应的抗拉(抗压)应力,k取t,c分别表示混凝土拉伸和压缩状态;E0为混凝土初始弹性模量。
3.2 建模过程
扁柱及加载梁混凝土采用C3D8R实体有限元模拟。钢筋采用T3D2桁架单元模拟,将钢筋单元嵌入混凝土实体单元中。根据试件的破坏情况及考虑到提高计算效率,建模时将底座梁按固定端处理,而将加载梁混凝土材料定义为弹性。定义边界条件时,建立了参考点和加载梁顶面的运动耦合约束,通过约束参考点除竖向及水平以外的其他自由度保证加载梁不发生转动。图8为所建立的试件的有限元模型。
3.3 有限元分析结果
通过图4中计算和试验所得荷载位移滞回曲线对比情况可知,计算结果与试验结果比较吻合,计算与试验所得的极限承载力十分接近。从试件1,2与试件3的滞回曲线来看,轴压力的增加将会提高构件的抗剪承载力,但同时会造成延性的损失。通过进一步比较可以发现,计算得到的荷载位移滞回曲线的初始刚度偏大,且对试验后期的强度退化及捏缩现象的模拟还存在一定差异。究其原因,有以下2个方面:①基于收敛性方面的考虑,试件的保护层混凝土未能采用素混凝土应力应变关系;②钢筋与混凝土之间的粘结滑移效应未能充分考虑。
4 斜向钢筋的影响分析
本文试件中均配置了斜向钢筋,但现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)[11]中还未提供关于斜向钢筋的承载力理论计算公式。下面通过配置斜向钢筋与不配置斜向钢筋的计算结果比较斜向钢筋在混凝土试件滞回分析中的影响(图9)。研究发现:配置斜向钢筋后试件的极限承载力分别提高了10%~20%;而滞回曲线的形态没有明显变化,说明斜向钢筋对于试件的延性提高并不明显。
5 结 语
(1)试验结果表明,模型最后在柱端形成塑性铰,可认为构件薄弱点在扁柱柱端部位。滞回曲线的反“梭形”及加载时水平裂缝的贯通及斜裂缝的发展说明构件的破坏属于弯剪型,且以弯曲破坏起控制作用。从滞回曲线中可以看出,该构件的耗能能力较为理想。
(2)轴向力增加30%时,构件的极限抗侧承载力提高了11%;从延性来看,扁柱的延性相对较小,介于普通柱和剪力墙之间,而且随着轴向力的增加,构件的延性降低。
(3)基于ABAQUS平台,建立了该试验的精细化有限元模型。通过滞回分析与试验结果比较,验证了该计算结果的可靠性。斜向钢筋的配置会提高构件的承载能力,但构件的延性没有明显变化。
(4)在合理定义混凝土损伤塑性模型参数的前提下,该模型可以较好地用于混凝土构件反复荷载作用下的计算分析,但限于该模型本身的问题,如滞回规则、计算收敛性等,更为准确地计算模拟还有待于对混凝土损伤塑性模型的进一步完善。
参考文献:
[1] 朱宁萍.扁柱结构在高层住宅中的应用[J].江苏建筑,2000,30(2):15,23.
[2]郝守祥,李树久.密扁柱框架结构的特点及在小高层住宅中的应用[J].辽宁建材,2005,30(5):47.
[3]张国军,吕西林.高轴压比扁柱的抗震性能试验研究[J].建筑结构,2005,35(3):5456.
[4]史庆轩,门进杰,喻 磊.钢筋混凝土扁柱恢复力性能的试验研究和分析[J].防灾减灾工程学报,2007,27(增):344349.
[5]冯庆兴,张文改.TAT 软件建模时扁柱的几种处理方法比较[J].建筑结构,2002,32(11):60,25.
[6]朱伯龙.结构抗震试验[M].北京:地震出版社,1989.
[7]ABAQUS Inc.ABAQUS Theory Manual[M].Warwick:ABAQUS Inc,2006.
[8] LGERON F,PAULTRE P.Uniaxial Confinement Model for Normal and Highstrength Concrete Columns[J].Journal of Structural Engineering,2003,129(2):241252.
[9]张 劲,王庆扬,胡守营,等.ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数验证[J].建筑结构,2008,38(8):127130.
[10]BIRTEL V,MARK P.Parameterized Finite Element Modeling of RC Beam Shear Failure[C]//ABAQUS Inc.2006 ABAQUS Users Conference.Boston:ABAQUS Inc,2006:95108.
[11]GB 50010—2010,混凝土结构设计规范[S].
《岩土工程学报》2014年征订通知
《岩土工程学报》创办于1979年,是中国水利、土木、力学、建筑、水电、振动6个全国性学会联合主办的学术性科技期刊,由南京水利科学研究院承办,国内外公开发行;主要刊登土力学、岩石力学领域中能代表当今先进理论和实践水平的科学研究和工程实践成果等,报道新理论、新技术、新仪器、新材料的研究和应用;主要栏目有论文、短文、工程实录、焦点论坛、学术讨论和动态简讯等。欢迎有国家自然科学基金项目及其他重要项目研究成果的作者向本刊投稿,倡导和鼓励有实践经验的作者撰稿,并优先刊用这些稿件。
《岩土工程学报》被《中文核心期刊要目总览》连续4版确认为核心期刊,并在建筑类核心期刊中排列首位;是中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊),并被评为“百种中国杰出学术期刊”;被中国科技论文与引文数据库、中国期刊全文数据库和中文科技期刊数据库等多个国内重要的数据库收录,并可在《中国学术期刊(光盘版)》、中国期刊网及本刊网站全文检索;被美国《工程索引》(Ei Compendex)等国际检索系统收录。
《岩土工程学报》读者对象为土木建筑、水利电力、交通运输、矿山冶金、工程地质等领域中从事岩土工程及相关专业的科研人员、设计人员、施工人员、监理人员和大专院校师生。
《岩土工程学报》为月刊,大16开本,192页,每月中旬出版,每期定价25元,全年共300元。《岩土工程学报》国际标准连续出版物号:ISSN 10004548,国内统一连续出版物号:CN 321124/TU,国内邮发代号:2862,国外发行代号:MO0520。
欢迎广大读者在全国各地邮局订购,也可在编辑部订购(不另收邮费)。
地 址:南京虎踞关34号《岩土工程学报》编辑部 邮 编:210024
关键词:房建工程,混凝土,施工技术
由于施工技术、管理及材料等的因素,楼板裂缝导致渗漏是房建工程中较为严重的一大建筑问题,其不但解决难度大,而且引发的后果十分严重。因为裂缝产生并持续一段的时间后会使混凝土结构的承载力降低,破坏建筑的使用性能及用户的安全。因此,本文主要对房屋混凝土的施工技术进行探讨,从而防止裂缝的发生。论文格式。
1. 房屋出现裂缝的原因
工程建设中混凝土裂缝的产生有多种原因,混凝土温度和湿度的变化、混凝土自身的脆性和不平衡、混凝土结构混乱是主要的因素,其次还包括了:混凝土原材料质量差、模板变形的不均匀沉降等。论文格式。具体表现水泥在混凝土硬化期间释放出大量水化热,不断提升了内部温度,使得拉应力在混凝土表面产生。在后期降温过程中,其他部分的约束使得混凝土内部又产生拉应力。同时,气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗拉强度时,即会出现裂缝。工程建设中许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、干湿变化,混凝土表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。
混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×10 ,长期加荷时的极限拉伸变形也只有(1.2~2.0)×10 。因为原材料不均,水灰比不稳定,离析现象等因素的存在,加上同一块混凝土中的抗拉强度存在差异,大大降低了混凝土的抗拉能力,让裂缝很容易就形成。对于钢筋混凝土而言,钢筋承担了拉应力,压应力由混凝土承受。如果素混凝土内或钢筋混凝土周边出现了拉应力,则完全由混凝土承担。按照标准的建筑设计,对于拉应力是应该避免的。但施工中存在的各种因素,导致拉应力很难避免,尤其是温度原因引起的拉应力几乎无法消除,给施工技术带来很大的困难。
2.防范裂缝的施工技术
有效的施工技术不仅可以降低建筑的施工成本,特别是对房屋建设中裂缝的产生有着控制及防范的重要作用,能通过降低混凝土内外的温差避免裂缝的形成。
2.1 设计措施
设计中混凝土宜选用中低强度混凝土,强度等级宜在C20~C35范围内,切勿使用高强混凝土。在进行抗裂计算时需充分考虑抗裂薄弱部位,这样就从设计源头对混凝土薄弱部位控制裂缝形成。对于跨度大、体积大的梁,纵向构造钢筋的设置应有所增强,合理地改变梁纵向截面的配筋率,这样可以较为准确地估算施工荷载、温度变化、应力大小等,对于构件抗裂性的提高很有帮助。
2.2 建筑原材料的选择
施工过程中,在建筑材料的选择方面,必须要把好质量关,不仅要选择质量好的材料,更主要的是确保材料满足建筑需要。通过优化混凝土配合比来达到减少混凝土裂缝的目的。如水化热是水泥材料中的常见问题,导致水化热的原因是水泥水化,而水化热又是造成混凝土温度裂缝的重要因素。因而,施工过程中运用到的水泥应当采用大厂水泥,确保证水泥的质量完整,对于低热水泥需要积极使用。所选骨料应当高质量、高强度、物理化学性能好、无有机杂质。粗骨料最好采用自然连续级配和碎石,其最大粒径因小于结构截面最小尺寸的1/4,且小于钢筋间距最小净距的3/4。细骨料最好采用中粗砂。
2.3施工措施
(1)浇筑方法:施工过程中进行混凝土的浇筑时,混凝土需要按照以下流程进行:自然流淌、水平分层、斜向分段、持续推移、一次到顶等。浇筑过程中绝对不能对已搅拌好的混凝土加水,若混凝土不合格必须退回搅拌站。混凝土的分层厚度也要准确把握,新一层的混凝土必须在被上层混凝土覆盖前提下才能浇筑,这样能将上下层浇筑间隔控制在混凝土初凝时间范围内,防止因时间间隔过长造成施工裂缝。
(2)振捣方式:在混凝土振捣时应当将进行三道振捣,三道设置位置为:第一道为混凝土的坡角,第二道为混凝土的坡中间,第三道为混凝土的坡顶。只有三道设置的位置符合要求,并进行合理地配合才可保证振捣覆盖整个坡面,达到最终的效果。在采用振捣棒振捣时必须要把握好振捣棒的插入深度以及振捣时间,将振捣棒插入下层混凝土的深度控制在50mm以上,振捣棒移动的间距控制在400mm左右,振捣棒要快插慢拔。当混凝土振捣密实后,要用刮杠刮平混凝土表面,再撒上5mm-25mm碎石,终凝前用木抹搓平,次数最好在两遍以上。
(3)温度控制措施:目前,在施工中控制混凝土温度的方法比较多,目前工程建设中通常采用改善骨料级配来避免产生混凝土温度,具体做法为:选择干硬性混凝土,加入混合料,这样可以降低混凝土中的水泥用量。除此措施外,在拌和混凝土时,采取加水或用水将碎石冷却的方法,也可以有效降低混凝土的浇筑温度。在采取措施的过程中,也要随时准备好温度散发工作,创造更多的散热途径控制混凝土温度。例如:减少浇筑厚度,借助浇筑层面散热,埋设水管,通入冷水降温等等。
(4)改善约束:如果混凝土温度大于气温,就要准确地把握好拆模时间,避免造成混凝土表面出现早期裂缝。进行混凝土浇筑时,水化热的散发会在表面引起相当大的拉应力,就会提升混凝土表面的温度;如果将模板拆除,就会大大降低表面的温度,让混凝土的表面附加拉应力,当水化热应力相互叠加后就会出现裂缝,这对于混凝土的使用性能的影响是很大的。论文格式。可在混凝土表面覆盖泡沫海绵等保温材料,能够避免混凝土出现过大的拉应力。
3.结语
综上所述,在房屋混凝土施工过程中,可以通过采用低水化热的水泥,通过采用科学的混凝土浇筑方法,混凝土振捣方式,做好温度控制措施,从而有效地控制房屋混凝土裂缝,避免因出现裂缝而影响工程的质量甚至导致结构垮塌的事故的发生。
参考文献
[1] 潘琴芳.高层房屋建筑防止混凝土温度裂缝的施工技术措施[J].科技资讯,2008(5):11.
[2] 丁捷.混凝土裂缝成因与控制[J].山西建筑,2007,33(18):163—164.
[3] 苗国峰.普通混凝土配合比设计[J].山西建筑,2007,33(16).
关键词:碳纤维,桥梁,加固补强,应用
1.工程概况
济青高速公路自1993底建成通车,随着重型车辆日趋增多,在重载车辆的反复作用下,梁板出现结构性裂缝,严重影响结构安全,需要修复补强,以适应交通量增长的需要。2005-2008年,青岛分公司组织对济青高速青岛段67片梁板进行了粘贴碳纤维布加固工艺,从使用和试验检测结果看,效果良好。
2 .工艺原理
碳纤维布是用抗拉强度极高的碳纤维丝单向排列,经特殊工艺编制而成,使用时,碳纤维布是沿受力方向或垂直于裂缝方向用胶结材料将其粘贴在混凝土结构的补强部位,胶结材料作为它们之间的剪力,增大了结构抗拉或抗剪能力,并能有效地提高结构的强度、延性,及抗裂性,控制裂缝和挠度的继续发展;必要时也可交叉粘贴单向碳纤维片材。整个工艺的关键在于碳纤维布粘贴和紧密性与牢固性,以保证与原结构形成整体。其胶结材料是专用的配套环氧树脂。
3.材料
3.1碳纤维布修复补强混凝土结构所用材料,可以分为碳纤维布和与其相配套的专用环氧树脂两大类,配套树脂分为底涂树脂、找平树脂和粘贴树脂。配套树脂分别由主剂和固化剂配制而成;分为适合于冬天及夏天使用的冬用型和夏用型。主剂和固化剂分别包装,在现场作用时,应按工艺要求、按照规定的比例混合均匀,以形成所需要的底涂树脂、找平树脂、粘结树脂。
3.2碳纤维布具有如下特点
(1)高弹模,以提供有效的增强作用;
(2)高强度
(3)单根纤维间强度变化小;
(4)在制造与处理过程中强度稳定并保持不变。
碳纤维布的规格及性能
关键词:型钢混凝土施工技术 施工工艺
1前言
型钢混凝土结构又称钢骨混凝土结构或劲性混凝土结构,是混凝土内配置型钢(轧制或焊接成型)和钢筋的组合结构。型钢混凝土结构能够较好的发挥型钢和混凝土两种材料的优点,弥补各自的不足;型钢混凝土在钢筋混凝土中内插型钢,与传统混凝土结构相比,具有结构承载力大,抗震性能好,作为一种新兴的、有较大发展前途的结构形式,近几年在高层和超高层建筑中获得了较广泛的应用。它的结构体系、配筋形式、结构的构造、连接点、施工要求等与普通混凝土结构不同,有它自己的特点,尤其是在钢筋施工方面,由于存在型钢,存在穿筋难的特点,如何解决穿筋施工是型钢混凝土结构的一个重点和难点。因此掌握和积累型钢混凝土结构施工技术具有重要意义。
2型钢混凝土组合结构
2.1型钢混凝土组合结构的类型
型钢混凝土组合结构构件是在混凝土中主要配置型钢,也配有构造钢筋及少量受力钢筋。型钢混凝土结构可以分为实腹式和空腹式。实腹式型钢可由型钢或钢板组成,常用的截面型式有工、H,L,T,王等和矩形及圆形钢管。空腹式构件的型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢面组成。空腹式比实腹式节省材料,在2O世纪初期应用较多:而实腹式则具有更好的延性,尤其其抗震性能显著,因而从2O世纪7O年代开始各国已普遍采用实腹式:另一方面型钢混凝土结构按其截面形状也可以分规则截面(截面规则或结构钢布置对称)和非规则截面组合柱(截面不规则或结构钢布置不对称)。目前国内外建筑中用到的大多为规则截面形式,然而也有许多情况需要用到非规则截面形式。
2.2型钢混凝土组合结构的特点
(1)受力合理,材料利用充分
型钢混凝土构件充分利用混凝土的抗压性能和钢材的抗拉压性能,钢筋混凝土与型钢形成整体,共同受力。因此,型钢混凝土构件的承载力可以高出同样横截面的钢筋混凝土构件一倍以上:换句话洗,同样承载力的构件,其截面尺寸可以减小,因而不会形成“肥梁胖柱”。
(2)稳定性好,抗风、抗震性能良好
外包混凝土对型钢有较强的约束作用,可防止型钢的局部屈曲,提高型钢骨架的整体刚度和抗扭能力。型钢混凝土组合结构构件具有比钢筋混凝土结构构件更好的延性和耗能性能,尤其是配置实腹型钢的型钢混凝土组合结构构件的延性性能、承载力、刚度更优于配置空腹型钢的型钢混凝土组合结构构件。
(3)综合经济效益好
与全钢结构相比,型钢混凝土结构可节约I/3左右的钢材,降低了造价,同时克服了钢结构防锈、防腐蚀、防火性能较差、需经常性维护等弱点。与传统的钢筋混凝土结构相比,构件的截面尺寸小,结构自重轻,可以增加使用面积,便于建筑灵活布置。此外,梁截面尺寸的减小,还可减少结构总高,从而降低整个房屋造价。
(4)施工方便,施工周期较短
型钢混凝土中的型钢在混凝土未浇灌前自身已形成钢结构,具有相当大的承载能力。施工中可以将混凝土的模板悬挂在型钢上,而不必为模板另设支柱,因而减少了支模的劳动力和材料,也不必等待混凝土达到一定强度就可以继续施工上层,使工期大为缩短。
3型钢混凝土工程质量控制点和控制方法
3.1原材料及成品进场验收的控制
型钢混凝土结构工程原材料及成品的控制是保证工程质量的关键,也是控制要点之一,所有原材料及成品的品种规格、性能等应符合国家产品标准和设计要求,应全数检查产品的质量合格证明文件、中文标志及检验报告等为主控项目。
(1)钢材的控制:钢材、钢铸材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求。
(2)焊接材料的控制:焊接材料的质量合格证、中文标志及检验报告等重要部位焊接材料进行抽样复验。观察焊条外观不应有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷;焊剂不应受潮结块,按要求抽查1% 目 不应少于1O包。
(3)连接用紧固标准件的控制
钢结构连接用高强度大六角头螺栓连接副、扭剪型高强度螺栓连接副、钢网架用高强度螺栓、普通螺栓、铆钉、自攻钉、拉铆钉、射钉、锚栓(机械和化学试剂型)、地脚锚栓等紧固标准及螺母、垫圈等标准配件,其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。高强大六角头螺栓连接副和扭剪型高强螺栓连接副出厂时应分别随箱有扭矩系数和紧固轴力(预拉力)的检验报告。
3.2焊接工程质量控制
焊接工程是钢结构制作和安装工程最重要的分项之一,监理工程师必须从事前准备,施焊过程和成品检验各个环节,切实作好焊接工程的质量控制工作。目前钢结构施工单位绝大部分都具备自动埋弧焊机,部分具备半自动气体保护焊机,仅在个别部位采用手工施焊。焊接质量问题较多存在于手工焊缝,这些问题有:焊瘤、夹渣、气孔、没焊透、咬边、错边、焊缝尺寸偏差大、不用引弧板、焊接变形不矫正、飞溅物清理不净等。
3.3 高强度螺栓连接工程
高强度螺栓连接工程也是钢结构工程最重要的分项之一,也是目前施工质量的薄弱环节之一,主要表现在:①高强度螺栓有以次充好现象,(用普通精制螺栓代替高强度螺栓);②高强度螺栓连接面处理达不到规范规定要求,包括表面处理情况,平整密贴情况,螺栓孔质量情况等;③ 高强度螺栓施拧不按规范规定进行,如不分初拧、终拧而一次完成,不用扭矩扳手、全凭主观估计等。
为保证高强度螺栓连接工程的施工质量,监理工程师必须以高度的责任心,在督促承包单位提高质量意识、加强质量管理、落实质量保证措施的同时,积极采用旁站监督、平行检验等工作方法,只有这样才能使高强度螺栓连接工程的施工质量处于严格的控制之下。
3.4剪力连接件
型钢与混凝土之间的粘结应力只有圆钢与混凝土粘结应力的1/2,因此为了保证混凝土与型钢共同工作,有时要设置剪力连接件,常用的为圆柱头焊钉。一般只在型钢截面有重大变化处才需要设置剪力连接件。
3.5 型钢混凝土结构的混凝土浇筑
型钢混凝土结构的混凝土浇筑,应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204―2002)的规定。在梁柱接头处和梁型钢翼缘下部等混凝土不易充分填满处,要仔细进行浇筑和捣实。型钢混凝土结构外包的混凝土外壳,要满足受力和耐火的双重要求,浇筑时要保证其密实度和防止开裂。
型钢混凝土柱浇筑应分批流水施工,水平、垂直运输由塔吊完成。采用人工投放、软管(或溜槽)下料。混凝土自由倾落高度不大于1.5m,边浇筑边提升。分层厚度控制在50cm以内,同时用标尺杆严格控制。由于劲性柱内钢筋密集,故应使用中30高频振捣棒,振捣时间不超过20s,待表面泛浆自平,气泡溢出即可,严禁过振。当上层混凝土振捣时振捣棒应插入下层混凝土50~100。
为保证梁内型钢骨架的变形对称,型钢混凝土梁由楼面中心部位往四周辐射浇筑,梁混凝土采用全面分层浇筑,分3次浇筑至顶。主梁底部钢筋密集且有型钢梁的影响,故浇筑混凝土时在型钢梁一侧下料,用振捣器向另一侧赶,直至另一侧出现混凝土再在两侧同时振捣,从大梁的中间向两端平行推进。
论文摘要:泡沫混凝土是利用物理方法制备泡沫,再将泡沫加入到胶凝材料、粉煤灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中,经搅拌、浇注成型、养护而成的多孔轻质材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭孔隙,所以有轻质、保温、隔热、耐火及隔音的性能。现如今泡沫混凝土是混凝土大家族中的一员,近年来,国内外都非常重视泡沫混凝土的研究与开发,使其在建筑领域的应用越来越广。
泡沫混凝土是一种内部含有大量细小、封闭、均匀分布气孔的多孔性材料,具有轻质高强、隔热保温、防火、隔音、抗水减震等特性。普遍应用于高层建筑墙体制作、保温和衬垫等工程中。
一、泡沫混凝土的特性
(一)轻质
泡沫混凝土的密度小,密度等级一般为300-1800kg/m3,常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200kg/m3,近年来,密度为160kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小,在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料,一般可使建筑物自重降低25%左右,有些可达结构物总重的30%-40%。而且,对结构构件而言,如采用泡沫混凝土代替普通混凝土,可提高构件的承截能力。因此,在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。
(二)保温隔热性能好
由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙,因此具有良好的热工性能,即良好的保温隔热性能,这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300-1200kg/m3范围的泡沫混凝土,导热系数在0.08-0.3w/(m·K)之间。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料,具有良好的节能效果。
(三)其它性能
泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好,防水能力强,冲击能量吸收性能好,可大量利用工业废渣,价格低廉等优点。
二、我国泡沫混凝土的应用现状
近年来,我国越来越重视建筑节能工作,随着与建筑节能有关政策的实施,墙体材料改革取得了显著的成就,节能材料倍受欢迎。泡沫混凝土以其良好的特性,已用于节能墙体材料中,在其它方面也获得了应用。目前,泡沫混凝土在我国的应用情况如下。
(一)泡沫混凝土砌块
泡沫混凝土砌块是泡沫混凝土在墙体材料中应用量最大的一种材料。在我国南方地区,一般用密度等级为900-1200kg/m3的泡沫混凝土砌块作为框架结构的填充墙,主要是利用该砌块隔热性能好和轻质高强的特点。哈尔滨建筑大学研制了聚苯乙烯泡沫混凝土砌块,并用于城市楼房建设。此种砌块是以聚苯乙烯泡沫塑料作为骨料,水泥和粉煤灰作胶凝材料,加入少量外加剂,经搅拌、成型和自然养护而成,其规格为200×200×200mm,可用于内、外非承重墙体材料,也可用于屋面保温材料。
(二)泡沫混凝土轻质墙板
目前用于建筑物分户和分室隔墙的主要材料是GRC轻质墙板,由于其原料价格较高,影响了其推广应用。中国建筑材料科学研究院采用GRC隔墙板生产工艺结合固体泡沫剂和泡沫水泥的研究成果,开发出了粉煤灰泡沫水泥轻质墙板的生产技术,并得到了应用。
(三)泡沫混凝土补偿地基
现代建筑设计与施工越来越重视建筑物在施工过程中的自由沉降。由于建筑物群各部分自重的不同,在施工过程中将产生自由沉降差,在建筑物设计过程中要求在建筑物自重较低的部分其基础须填软材料,作为补偿地基使用。泡沫混凝土能较好地满足补偿地基材料的要求。
三、国外泡沫混凝土应用的新进展
近年来,美国、英国、荷兰、加拿大等欧美国家以及日本、韩国等亚洲国家,充分利用泡沫混凝土的良好特性,将它在建筑工程中的应用领域不断扩大,加快了工程进度,提高了工程质量,现归纳如下。
(一)用作挡土墙
主要用作港口的岩墙。泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直载荷,也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体,它并不沿周边对岸墙施加侧向压力,沉降降低了,维修费用随之减少,从而节省很多开支。
(二)修建运动场和田径跑道
使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础,上面覆以砾石或人造草皮,作为运动场用。泡沫混凝土的密度为800-900 kg/m3。此类运动场可进行曲棍球,足球及网球活动。或者在泡沫混凝土上盖上一层0.05m厚的多孔沥青层及塑料层,则可作田径跑道用。
(三)作夹芯构件
在预制钢筋混凝土构件时可采用泡沫混凝土作为内芯,使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400-600 kg/m3的泡沫混凝土。
(四)用作复合墙板
用泡沫混凝土制作成各种轻质板材,在框架结构中用作隔热填充墙体或与薄钢板制成复合墙板,泡沫混凝土的密度通常为600 kg/m3左右。
(五)管线回填
地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、污水管及其它空穴容易导致火灾或塌方,采用泡沫混凝土回填可解决这些后患,费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位,一般为600-1100kg/m3。
(六)贫混凝土填层
由于使用可弯曲的软管,泡沫混凝土具有很大的工作度及适应性,因此它经常用于贫混凝土填层。如对隔热性要求不很高,采用密度为1200kg/m3左右的贫混凝土填层,平均厚度为0.05m;如对隔热性要求很高,则采用密度为500kg/m3的贫混凝土填层,平均厚度为0.1-0.2m。
(七)屋面边坡
泡沫混凝土用于屋面边坡,具有重量轻、施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m,厚度为0.03-0.2m,采用密度为800-1200kg/m3的泡沫混凝土。
(八)储罐底脚的支撑
将泡沫混凝土浇阶在钢储罐(内装粗油、化学品)底脚的底部,必要时也可形成一凸形地基,这样可确保整个箱底的支撑在焊接时年处于最佳应力状态,这一连续的支撑可使储罐采用薄板箱底。同时凸形地基也易于清洁。泡沫混凝土的使用密度为800-1000kg/m3。
[论文摘要]主体钢结构工程由于其造价低、结构性能好、施工速度快,在高层建筑领域被广泛应用,施工质量的好坏就直接影响工程结构的安全,如何控制工程施工质量已引起业内人士的重视。
随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快,我国高层建筑建设持续空前发展。钢结构体系因其本身所具有的自重轻、强度高、施工快等优点,与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。中国已成为第一产钢大国,钢结构住宅适宜工厂大批量生产,工业化、商品化程度高,可以将设计、生产、施工、安装一体化,提高建筑产业化水平。钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国,战后经过经济恢复,高层钢结构工程建设再度兴起,随着炼钢技术和成型制造工艺的发展,给钢结构工程的应用带来新的活力:工程建设日益增加,相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善。现对超高层钢结构施工技术进行简要总结。超高层钢结构施工技术主要包含如下几方面内容:(1)做好施工前的准备工作;(2)塔吊的选择与布置;(3)严格原材料;(4)钢构件验收;(5)螺栓安装;(6)钢柱安装;(7)焊接;(8)门窗工程安装。
一、做好施工前的准备工作
首先是强化施工图纸的会审工作,图纸是工程施工的依据,工程开工前项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件,充分领会设计意图。同时,要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计,施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件,施工组织设计的完善程度直接影响工程的质量、进度。因此,钢结构安装工程施工组织设计审查要针对性和重点,主要内容有:①质量保证体系和技术管理体系的建立;②特殊工种的培训合格证和上岗证;③新工艺的应用;④对工程项目的针对性;⑤质量、进度控制的措施和方法;⑥施工计划(工期)的安排。
二、塔吊的选择与布置
塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备,其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑,并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊,因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固,并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面,采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工,对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑,为节约成本,优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。
三、严格原材料
钢结构有很多优点,但其缺点是导热系数大,耐火性差。随着冶金技术的提高,耐火钢的研究成功并投入生产,为钢结构的进一步发展创造了条件。在选择中,首先钢筋的质量证明文件应齐全有效,且进场检验应符合规范和设计要求。连接套筒应有出厂合格证,材料一般为低合金钢、优质碳素结构钢,其设计抗拉承载力标准值应不小于被连接钢筋的受拉承载力标准值的1.2倍,套筒长为钢筋直径的二倍。
四、钢构件验收
钢构件住进入安装现场后,由专业质量检测人员对构件的质量进行检杏。弹出钢柱的安装轴线,若发现在运输过程中钢构件发生变形缺陷后,马上进行矫正和处理。同时还需要对构件纵横两个方向的安装中心线进行验收,对中心线不清晰的要重新弹上安装线。
五、螺栓安装
钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓,普通螺栓连接,每个螺栓一端不得垫2个以上垫片,螺栓孔不得用气割扩孔,螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距;高强螺栓使用前我们检查螺栓的合格证和复试单,安装过程中板叠接触面应平整,接触面必须大干75%,边缘缝隙不得大干0.8mm,高强螺栓应自由穿入,不得敲打和扩孔;高强螺栓不得作为临时安装螺栓,螺栓拧紧应按一个方向施拧,当天安装的应终拧完毕,终拧完毕应逐个检查,对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。
六、钢柱安装
按结构平面形式分区段绘制吊装图,吊装分区先后次序为:先安装整体框架梁柱结构后楼板结构,平面从中央向四周扩展,先柱后梁、先主梁后次梁吊装,使每日完成的工作量可形成一个空问构架,以保证其刚度,提高抗风稳定性和安全性。为了便于调整柱的垂商度,在预埋螺栓上先拧上数个螺母全部拧到接触基础面,并用水平仪找平后,开始吊装钢柱。吊装钢柱时,为了防止意外事故出现,在柱的上端活系两根缆风绳,可以从多个方向临时固定,也可用来调整垂直度。测量校正,钢柱吊装就位后,用两台经纬仪和水平仪对钢柱进行测控,微调通过调整柱底脚板下的螺母来实现。 转贴于
七、焊接
钢结构使焊前,对焊条的合格证进行检查,按说明书要求使用,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤,一、二焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹,一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷,一、二级焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接。多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查,清除缺陷后再焊。焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝 多层梁柱焊接时,应根据安装情况先焊顶层柱与梁节点,其次焊底部柱与梁节点,最后焊中间部分的柱与梁节点。在焊接顶层梓与梁节点时,应先焊梓顶垂直偏差较大的部位,以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。
八、门窗工程安装
钢窗安装质量的控制重点有两点,一是,钢窗进场合格证、产品试验报告及外观的检查。二是,钢窗和固定钢窗的立柱之间的间隙控制。先施工固定钢窗的立柱,有可能出现钢窗与立柱之间缝隙过大或钢窗安不上。我们在控制过程中,要求施工单位先固定钢窗一边的立柱,待钢窗完全固定就位后,再焊接另一边的立柱,这样保证钢窗与立柱之间无缝隙。
总之,我国正在大力发展钢结构高层民用建筑,我们应及时组织考察总结已建成的钢结构住宅工程的经验,满足住宅在适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能方面的综合要求,形成完善的建筑体系。但愿我国的钢结构高层民用建筑能够经得住历史的考验。
参考文献
[1]杨鹏宇,钢结构高强螺栓连接施工[J].山西建筑,2006,32(16):140-141.
[2]郝燕春,大型钢网架安装技术[J].山西建筑,2007,33(10):195-196.
[3]魏明钟,钢结构[M].武汉,武汉工业大学出版社,2002.
[4]沈祖炎,钢结构基本原理[M].北京,中国建筑工业出版社,2004.
[5]JGB-50017,钢结构设计规范[S].北京,中国建筑工业出版社,2004.
研究表明,混凝土的渗漏主要有如下几个原因:
(1)防水设计不合理。
混凝土结构的防水等级设计不合理,与混凝土结构的抗渗要求不符;施工缝的设计不合理,致使抗渗性能达不到设计要求;设计选用的防水材料(包括防水板、遇水膨胀橡胶条)不合理等,均会造成混凝土结构的渗漏。
(2)混凝土开裂。
由于混凝土的配合比设计(水灰比设计、骨料级配、外加剂掺量、矿物掺合料的种类及用量等)不合理导致混凝土的流变性能不好,无法形成密实的内部结构,或者由于施工时振捣不均匀、不密实而造成的蜂窝、麻面、孔洞,或者由于混凝土浇注后养护不好等原因导致混凝土产生裂纹,从而导致结构渗漏。根据国内外设计规范及有关试验资料,混凝土最大裂缝宽度控制标准如下:
①无侵蚀介质,无防渗要求:0.3mm-0.4mm;
②有轻微侵蚀介质,无防渗要求:0.2mm-0.3mm;
③有严重侵蚀介质,有防渗要求:0.lmm-0.2mm。
(3)地基基础不均匀沉降。
地基基础不均匀沉降会造成混凝土的断裂或微裂,从而导致渗漏。
(4)混凝土施工缝处理不当。
施工时对施工缝处理不规范,形成冷接缝,或表面没有打毛,凹槽清理不净,或施工缝做成直通缝,形成渗漏水通道等原因,均会导致混凝土结构的渗漏。
2混凝土的防水措施分析
(1)选择质量优良的原材料。
①水泥。
因我国北方地区气候比较寒冷,考虑到混凝土受冻融的作用,所以应优先选用普通硅酸盐水泥,水泥强度等级不宜低于32.5级,水泥成分中C3A含量应低,有资料表明小于8%较好。而C3S含量高的水泥对减水剂的扩散效应发挥较好,两者含量差别越大扩散效应越好。这样会充分发挥外加剂作用,适应地下防水工程的特殊要求。
②骨料。
骨料的自身质量及良好的级配比例对混凝土工程结构本身的抗渗性能影响十分显著。由于混凝土在硬化过程中石子本身不收缩,致使两者变形不一致。石子粒径越大其周长越大与砂浆收缩的差值也就越大,所以很容易使砂浆与石子界面产生微小裂缝,又由于砂浆与石子界面处的裂缝及集料下方形成的孔穴等构成了水的较大通路,因此在水灰比相同时,粗集料粒级越大,混凝土渗透性越大,所以石子粒径越小抗渗性就越好,一般情况下粗集料最大粒径应≤37.5mm(方孔筛),最好是5—31.5mm连续粒级。
由于抗渗混凝土的水泥用量较高,规范中有规定最小水泥,用量不低于320Kg/m3的要求,使用细砂容易使混凝土产生收缩裂缝,因此在设计防水混凝土配合比时宜采用级配良好的中砂。由于砂及石子中的含泥量对抗渗性能影响也很大,因为泥土严重降低水泥与砂石的粘结力,土粒体积不稳定,干燥收缩,潮湿膨胀,对混凝土产生很大破坏作用。因此对防水混凝土中砂石的含泥量要严格控制,石子含泥量<1.0%,砂子含泥量<3.0%。
(2)严格控制水灰比。
水灰比是直接影响防水混凝土结构密实度和抗渗性的重要因素。从理论上讲,在满足水泥完全水化及润湿砂石所需水量的前提下,水灰比越小,混凝土的密实度越大,抗渗性及强度也越高。但水灰比过小会影响砼的和易性,给施工造成困难,同时也会降低砼的质量。水灰比过大时,富余水量过多,混凝土在施工时易产生泌水现象,又由于水泥在水化过程中,混凝土中的游离水蒸发,不可避免的在混凝土内要留下大量孔隙,这些孔隙互相贯通,形成开放性毛细管泌水通道,因此使混凝土结构抗渗能力大为降低,同时透水性增高,并影响着混凝土的抗冻及耐久性能。
(3)合理选择砂率。
砂率表明每立方米混凝土中水泥砂浆的体积。防水混凝土通常采用富砂率。因为水泥砂浆不仅起粘结填充作用,还要形成一定厚度的砂浆保护层。这层砂浆保护层包裹在粗骨料的表面并使这些粗骨料颗粒之间相互离开一定距离。这样,一方面使混凝土达到了最大密实度,另一方面又能切断混凝土内部的毛细管道,从而提高了混凝土的抗渗性能。
3施工要点
(1)首先要注意混凝土的入模温度。
冬季混凝土入模不低于10℃,春秋夏季入模温度一般控制在比最高气温低2—3℃为宜:并设立可靠的测温措施;控制混凝土内部和表面的温差在20℃到30℃以内;控制混凝土温度降低的速率在7d内不大于1.5℃/d,以后每天降温不大于2℃一3℃/d,从雨避免由于温差过大和降温过快产生的强度应力超过混凝土的抗拉强度,造成混凝土开裂。
(2)采用合理的混凝土浇注方法。
通常应横向浇注、纵向推进,一个坡度、分层浇注、一次到顶,混凝土形成的坡度以1∶5到1∶8为宜。每层浇注厚度以500mm到1000mm为宜。
(3)混凝土振捣要分层、定距、紧插慢拔。
振动棒要分三点布置,一点置于浆头,一点置于泵口,一点置于中间,辗捣到虚浆不下沉,气泡不上浮。为避免漏振现象的发生:最好要进行一次复振,但是也要注意避免过振造成混凝土离析。
(4)要加强混凝土面。
一般混凝土浇到设计标高后,用刮杠刮平,木抹子第一遍搓平,在初凝后终凝前进行第二遍收面,从而避免混凝土的脱水干裂。
(5)要加强混凝土的保湿保温养护。
通常要求混凝土初凝后12小时以内要开始养护,及时覆盖塑料薄膜或者喷刷养护液以保湿,覆盖草毡或麻袋以保温。春冬季节一般带模养护以5-7d为宜,夏季带模养护时间要适当缩短,以2—3d为宜,并且模板外加盖麻袋或草毡,洒水养护。一般抗渗混凝土养护时间不少于14d。
(6)减少混凝土的约束措施。
混凝土底板表面可设塑料薄膜或者油毡滑动层以减少垫层对底板的约束。墙板的混凝土与楼板要分开浇注,以减少楼板对墙板的约束,从而释放混凝土的收缩变形,避免裂缝的发生。
(7)泌水处理的方法。
在混凝土垫层上要设置0.5%-2%的排水坡度,或者设置排水沟并设置集水坑,将混凝土的泌水及时从集水境中用潜水泵抽出。为避免混凝土泌水在构件内部产生的渗水通道,混凝土通常要进行复振。
参考文献
[1]胡建勤.高性能混凝土抗裂性能及其机理的研究[D].武汉:武汉理工大学,2002.
[2]彭波.高强混凝土开裂机理及裂缝控制研究[D].武汉:武汉理工大学,2002.
[3]黄士元.混凝土早期裂纹的成因及防治[J].混凝土,2000.
[4]黄士元.高性能混凝土发展的回顾与思考[J].混凝土,2003.
[5]郑霭鹏.高强与高性能混凝土的抗裂影响因素及理论分析[D].福州大学,2002.