时间：2022-03-31 15:39:21
关键词：大体积混凝土，混凝土配合比，测算内部温度
大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。处于完全自由状态下的混凝土，出现再大的均匀收缩，也不会在内部产生拉应力。当混凝土处在地基等约束条件下时，内部就会产生拉应力，当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。
混凝土中水泥水化用水大约只占水泥重量的20%，在混凝土浇筑硬化后，拌合水中的多余部分的蒸发将使混凝上体积缩小。混凝土干缩率大致在(2-10)x10-4范围内，这种干缩是由表及里的一个相当长的过程，大约需要4个月才能基本稳定下来。干缩在一定条件下又是个可逆过程，产生干缩后的混凝土再处于水饱和状态，混凝土还可有一定的膨胀回复。
大体积混凝土浇筑凝结后，温度迅速上升，通常经3d--5d达到峰值，然后开始缓慢降温。混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低，而且混凝土弹性模量较低，所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时，处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝，起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝可逐渐加宽加长，最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用，同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力，应该减慢降温速度。一般规定，混凝土内外温差不大于25℃。
1、混凝土配合比设计：对配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热；既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量。
1)选用水化热低的42.5MPa矿渣水泥，水泥用量为340kg/m3。
2)大掺量I级粉煤灰。掺量高达100kg/m3，占水泥用量的29%，占胶凝材料总量的21%。免费论文，混凝土配合比。在大体积混凝土中掺粉煤灰是增加可泵性、节约水泥的常用方法。2、混凝土的浇筑方案选用
全面分层，采取二次振捣方案。混凝土初凝以后，不允许受到振动。混凝土尚未初凝(刚接近初凝再进行一次振捣，称二次振捣)，这在技术上是允许的。二次振捣可克服一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔，亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离，从而提高混凝土与钢筋的握裹力，提高混凝土的强度、密实性和抗渗性。
全面分层，二次振捣方案就是当下层混凝土接近初凝时再进行一次振捣，使混凝土又恢复和易性。这样，当下层混凝土一直浇完42m后，再浇上层，不致出现初凝现象。此方案虽然技术上可行，也有利于保证混凝土质量，但需要增加人力和振动设备，是否采用应做技术经济比较。
3、预测温度
在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度+水化热温升值－环境温度。
3.1计算混凝土内最大温升
据资料介绍，有三种计算公式，其一为理论公式：
Tmax=WcxQx(1－e-nt) x￡(1)
另一个为经验公式：
Tmax=Wc/10+FA/50(2)
公式(1)可计算各个龄期混凝土中心温升，从而计算每个温度区段内产生的应力，还可找出达到温升峰值的龄期，从而推定采取养护措施的时间。但在介绍该公式的资料中并没有详细说明其适用范围。
该公式似乎未能把大体积混凝土的散热条件和平面尺寸的影响因素充分考虑进去。如能根据不同情况调整m和￡的取值，可能会使计算值更接近实际。
公式(2)计算较简便，在该工程中计算值较实测值偏差较小，但无法据此计算应力，也找不出升温峰值出现的时间。
3.2混凝土中心温度值
T1=T2+T(t)，
因为T(t)计算值较高，夏季的浇筑温度T1应采取措施降下来。如果不采取水中加冰等降温措施，计算得：
混凝土拌合温度：
Tc=∑Ti•Wi.•Ci/∑Wi•Ci=29.1℃。
混凝土出机温度：
Tj=Tc－0.16(Tc－Td)=30.1℃。
混凝土浇筑温度：
Tj－T1+(Tq－T1)(A1+A2+…)=29.7℃。
这个温度是昼夜平均浇筑温度，如果白天最高气温是35℃，这时的浇筑温度Tj=31.4℃。为了降低Tj，采取如下措施：料场石子进仓前用凉水冲洗，水泥在筒仓内存放15d以上，晴天泵管用湿岩棉被覆盖，气温高时拌合水中加冰降温。其中，拌合水中加冰效果最好。免费论文，混凝土配合比。免费论文，混凝土配合比。
可见，每使混凝土浇筑温度下降1℃，平均要使拌合水温下降近6℃。免费论文，混凝土配合比。免费论文，混凝土配合比。要使混凝土浇筑温度下降3℃，至少每m3混凝土要加0℃冰40kg.无论如何，在工程中实际浇筑温度Tj，都不能超过32℃。免费论文，混凝土配合比。
总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要严格施工规范，仔细落实每一个施工环节，认真妥善地作好浇筑完的保温工作，该项技术是完全可以取得满意的效果。
参考文献：《施工手册（第四版）》
关键词： 低强;混凝土;概率;计量
Pick to: the strength of the concrete fluctuations mainly due to: cement intensity fluctuation, admixture (ratio of fly ash, etc.), activity index volatility, mixing, molding, curing, feeding error test deviation, etc, these reasons result in concrete strength measured wave, can lead to concrete strength is big, can also lead to concrete strength is low, according to the theory of concrete strength accord with normal distribution, no matter how advanced technology, the contractor how to take measures, the strength reliability can only be close to 100%, not 100%, impossible to completely eliminate is lower than the design strength, even lower than the design allows the intensity of the minimum, and in the contract and specification, to below the minimum design allows strength concrete, concrete is defined as unqualified unqualified concrete can't measure, this article mainly from the Angle of probability and statistics, probability and measure which appears on the partial unqualified concrete problem is discussed.
Key words: low intensity; Concrete; Probability; measurement
中图分类号：F830.52文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1 工程现状
《水利工程建设项目施工监理规范》【1】（SL 288-2003）6.4 条规定“经质量检验合格的工程量”才可计量，《水电水利工程施工监理规范》（DL/T 5111-2000）9.2.2条及建设工程监理规范【2】（GB 50319-2000）5.5.1条也有类似的规定。水电站等大型投资的工程一般有工期长、工程量大等特点，水电站离不开混凝土，坝型不同、规模不同，混凝土总量也不同，动辄百万方混凝土的大型水电站近些年施工较多，三峡、小湾、向家坝等等工程混凝土总方量均较大，其中三峡水电站混凝土总方量甚至高达1600万方，混凝土施工质量控制是现场质量控制的重点，而混凝土强度等力学指标的控制是重中之重。
2 混凝土强度设计及实际质量控制指标
根据《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）【3】，混凝土配制强度和混凝土强度最小值按下式计算和控制：
fcu0＝fcuk+tσ
mcu,min≥0.85 fcu,k(≤C9020)
mcu,min≥0.90 fcu,k(＞C9020)
式中：fcu0――混凝土的配制强度，MPa；
fcuk――混凝土设计龄期的强度标准值，MPa；
t――概率度系数，依据保证率P选定，其值见表1；
σ――混凝土强度标准差，MPa，当没有近期的同品种混凝土强度资料或工程前期时，σ值见2；。
mcu,min――混凝土强度最小值
表1 保证率和概率度系数关系
表2标准差σ值
3现行质量控制指标下低强混凝土发生的概率
水泥强度波动造成、掺和料（粉煤灰等）的需水量比、活性指数的波动、拌合楼投料误差、成型、养护、试验偏差等，上述原因导致混凝土强度实测值波动，可能导致混凝土强度偏大，也可能导致混凝土强度偏低，根据混凝土强度符合正态分布的理论，从统计学的角度来看，不论技术如何先进、施工方如何采取措施，其强度保证率仅能接近100%，而不能达到100%，尤其是实际使用水泥强度较配合比试验时降低、掺和料（粉煤灰等）的需水量比增加而活性降低、拌合楼投料时水为正误差（多投）而水泥为负误差（少投），很容易导致混凝土强度的降低，按照配合比设计时，强度保证率通常取95%，即：有5%的混凝土强度低于设计强度，这是在事前已经预判预估到的，而这5%的低强混凝土中，甚至会出现低于设计允许强度最小值的的情况发生（下称低强），根据正态分布理论，混凝土强度分部曲线应该是以平均值为对称轴对称分布（见图一），既：C9030，在配置强度为37.4时，实际混凝土强度低于27的概率和高于48.8的概率相等，均为。现将不同标号的混凝土出现低强的概率进行了统计、分析，不论何种混凝土均有低强的概率，而很多低强的概率并非施工方原因造成，不同标号混凝土低强的概率详见表3。
图一典型混凝土强度概率正态分布图
表3混凝土配置强度理论
1混凝土配置强度按95%的强度保证率进行取值。
2除C9010、C9015、C9020混凝土规范允许最小值按照设计值的85%控制外，其余强度等级的混凝土均按照90%控制。
根据《水工混凝土施工规范》【3】（DL/T 5144-2001）第11条第5款，大体积混凝土28d龄期抗压强度每500方成型一组，大中型水电站项目，混凝土总方量一般较大，尤其是混凝土坝，按照每百万方混凝土至少需取样2000组计算，考虑到混凝土施工过程中实际标准差一般较规范偏小，按照表3中，最小概率计算，每千组试块中，将会有5组低于设计要求最小值，即：每百万方混凝土至少会出10组低强。
4 低强混凝土处理的合同问题
工程设计、施工工程中，考虑到质量成本，不可能将保证率提的过高，若将C9030的强度保证率从95%提高到98%，对应的概率度系数需要从1.65提高到2.05，对应的配制强度需要提高1.4MPa，保证率提高的越多，配制强度提高的就越大，对应需要的水泥用量就越多，造价控制、混凝土的内部温度等的难度均加大，一般工程的招投标及实施中，均按照规范推荐的保证率进行，当不可避免的出现了低强，低强混凝土处理的工期及费用代价一般均较大，而单仓低强混凝土虽属于不合格混凝土，但从宏观上上的平均值、保证率等均满足配合比设计的要求，且从统计学角度来说，低强混凝土并非施工方原因造成，但是合同实际执行过程中，低强混凝土处理的费用、工期均不予补偿。
5 结论与建议
从统计学角度来看， 低强混凝土不可避免，而招标文件格式条款中，混凝土单价中，未包含低强或不合格混凝土处理费用，根据合同法中的公平原则，不合格混凝土既然是现行技术不可避免的项目，且非施工方原因造成，发包人在招标文件中有明确规定，混凝土单价中是否包含了正常频率下的低强混凝土的鉴定、处理费用，避免因合同存在盲区，导致在执行过程中产生分歧和争议。
参考文献：
1. 中华人民共和国水利部北京 中国水利水电出版社2003年12月
关键词：建筑施工，大体积混凝土，裂缝控制
引言
大体积混凝土的特点除体积较大外，更主要是由于混凝土的水泥水化热不易散发，在外界环境或混凝土内力的约束下，极易产生温度收缩裂缝。因此仅用混凝土的几何尺寸大小来定义大体积混凝土，就容易忽视温度收缩裂缝及为防止裂缝而应采取的施工要求。目前建筑工程中经常使用的高强、高性能混凝土，由于单方水泥用量大，即使最小边尺寸很小，水化热也不能忽视，也应按大体积混凝土对待，必须采取温度控制措施。
1 合理布置分布钢筋间距
混凝土是以水泥为主要胶结材料，拌合一定比例的粗、细骨料和水，一般还加入少量的各种添加剂，经过搅拌、注模、振捣、养护等工序，逐渐凝固硬化而成的人工混合材料。各种组成材料的成分、性质和相互比例，以及设备和硬化过程中的各种条件和环境因素，都会对混凝土的力学性能产生不同程度的影响。如进行适当的配筋，虽然适当的配筋不能有效的阻止裂缝的产生，但适当的配筋可以约束混凝土的塑性变形，从而分担混凝土的内应力，加强结构的整体性和减小温度裂缝的宽度，同时也提高了混凝土的极限拉伸。在实际大体积混凝土的工程中，配置钢筋并非越多效果越好。混凝土配置钢筋不仅能够提高混凝土的极限拉伸，同时还增加了混凝土的自约束应力。当混凝土发生收缩时，钢筋不收缩，因而必然产生收缩应力，但在配筋率比较低的条件下，收缩应力是微小的，一般可以忽略不计。但是当配筋率比较高的情况下，产生的收缩应力就可以导致混凝土开裂。发表论文。变形钢筋与混凝土之间产生的粘结力要远大于光圆钢筋和混凝土之间产生的粘结力，更能有效的约束混凝土的塑性变形，控制温度裂缝的宽度。所以，在大体积混凝土的配筋过程中，要根据情况尽可能的选用变形钢筋。
2 避免采用高强混凝土
高强混凝土的划分范围，国内外没有一个确定的标准。从我国现今的结构设计和施工技术水平出发，也考虑到混凝土材性的变化，采用高强混凝土虽然可以提高混凝土的抗压强度，但是混凝土的抗拉强度随着抗压强度增长增长缓慢，而且高强混凝土的明显呈现出“脆性”，极限应变变小，更容易产生裂缝。采用高强混凝土必然要提高水泥的标号、减小水灰比或者使用各种聚合物作为胶结材料来代替水泥，这不仅使施工过程和施工质量难以保证，并且提高了工程造价。所以，基础混凝土宜选用中低强度混凝土，强度等级宜在 C20~C35的范围内选用，利用后期强度R60。
3 水泥的选择
大体积混凝土产生裂缝的最主要的原因是因为水泥水化时释放出大量的热量在混凝土内部产生温度应力而产生裂缝。为此，在施工中应合理的选用选用低热和中热水泥以及尽量减少单位水泥用量，从根本上控制因水泥的水化热引起的温升。一般来说水泥用量每增减10kg，度亦相应升降1℃。日前，在工程中常用的水泥，主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。在一些特殊工程中，还使用专用水泥和特性水泥，如铝酸盐水泥、膨胀水泥、快硬水泥、低热水泥和抗硫酸盐水泥等。
为了降低因水泥水化产生的热量引起的温升，在保证基础有足够的强度满足使用要求的前提下，可以利用混凝土60天或90天的后期强度，这样既可以避免混凝土在前期就释放出大量的水化热而使混凝土产生较大的温差，也可以减少混凝土中水泥的用量，以降低混凝土浇筑块体的温升。
4 骨料的选择
在混凝土中，砂、石等粗细骨料的体积占混凝土体积的70%以上，起到骨架的作用。在选用骨料的时候应优先选用热学性能好的骨料。因骨料占混凝土组成比例的绝大部分，因此混凝土的热学性能在很大程度上取决于骨料的矿物性质，优先选用热学性能好的骨料是混凝土温度控制的基本措施之一。目前，我国各地工程所需的骨料是就地取材的天然骨料，对于天然骨料应该按规范要求进行物理力学性能试验。
5 掺入其他材料
在混凝土中掺入聚丙烯网状纤维是利用“抗”的方法来阻止裂缝的出现和裂缝的开展。其原理主要在于，混凝土中水泥作为胶凝材料来握裹聚丙烯网状纤维，这些聚丙烯网状纤维起到微细配筋作用，利用水泥和聚丙烯网状纤维之间的握裹力来消耗混凝土变形开裂能量、调高混凝土的韧性、掌托骨料和减少混凝土离析泌水，从而控制水泥基体内部微细裂缝的生成和扩展，提高混凝土的抗裂性能。
另外，在混凝土中掺用粉煤灰作为混合料，在我国已经广泛使用。通过实验，在混凝上中掺入适量的粉煤灰后，不但可以节约水泥，降低工程造价，而且混凝土的许多性能都可获得改善。发表论文。在混凝土中掺入适量的粉煤灰，使水泥的用量减少，水泥中放热量大、放热速度快的铝酸三钙和硅酸三钙的含量减少，造成了掺入了粉煤灰的混凝土放热速度慢，放热量少。
6 大体积混凝土的处理
用木抹子进行表面提浆找平处理，以闭合水裂缝，初步标高用长刮杆刮平，再用木抹子收压两遍，这样既能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，又能防止因混凝土沉落而出现裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，提高混凝土抗裂性能。在混凝土二次收面时立即覆盖一层彩条布，并浇水养护。及时调节运输车辆，防止压车，断车而造成坍落度损失，影响泵送和基础浇筑质量。
保温养护过程中，应保持混凝上表面湿润。保温可以提高混凝土的表面抗裂能力。有资料表明，潮湿养护时，混凝土极限拉伸值比干燥养护时要大20－50%。在常温季节，混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法，替代前两种保湿保温养护办法。发表论文。根据混凝土内外温差数据，及时调整蓄水高度，也能收到预期效果。
结语
为了防止大体积混凝土的变形开裂，仅仅控制温度是不够的，还需要采取其它一定的技术措施来防止混凝土的开裂。比如优化混凝土的配合比、选择合适水泥的品种来提高混凝土的抗裂能力;改善混凝土结构的约束条件、改善混凝土的养护条件、严格控制混凝土的施工质量来防止混凝土的开裂等等。这些措施不是孤立的，而是相互联系、相互制约的、在实施的过程中必须结合结构的要求、现场的情况来全面考虑，合理采用。
参考文献
[1]孙春海.大体积混凝土施工技术研究[J].科技资讯,2010,(02).
[2]田弘.试论大体积混凝土温度控制施工技术[J].中华建设,2010,(02).
[3]杨晓松.大体积混凝土质量控制要点[J].科协论坛(下半月),2010,(01).
[4]尹洪龙.试析大体积混凝土施工技术[J].科技资讯,2010,(02).
钢管混凝土FRP混凝土（SCFC）组合柱是新近提出的一种新型组合柱形式。提出考虑外钢管与FRP的双重约束效果，采用双剪统一理论分析了SCFC组合柱外钢管、外层混凝土、FRP管以及内层混凝土的应力状态，根据静力平衡条件得到了SCFC组合柱的轴压承载力计算公式，其与试验结果能够较好吻合。分析了含钢率、FRP与钢的相对配置率、FRP径厚比以及FRP管直径对轴压承载力提高系数的影响，结果表明：随着含钢率的增加、FRP与钢的相对配置率的提高以及FRP径厚比的减小，SCFC组合柱轴压承载力提高系数都有一定程度提高；内FRP管直径与外钢管边长之比在0.65～0.75之间时，轴压承载力增益效果较好。
关键词：
组合柱；双剪统一强度理论；承载力；应力
中图分类号：TU398.9
文献标志码：A文章编号：16744764（2017）02004307
Abstract：
The sectional form of steelconcreteFRPconcrete （SCFC） column， as a novel composite column， has a steel tube as the outer layer and a circular FRP tube as the inner layer， and concrete filled between these two layers and within the FRP tube. Considering the confinements from both outer steel and inner FRP layers， the twin shear unified strength theory and force equilibrium condition are utilized to develop an analytical model of bearing capacity of SCFC column. The accuracy of the proposed model is evidenced through being compared with experimental data. The parametrical study is conducted in order to evaluate the confinements affected by the sectional steel proportion， ratio of FRP to steel， ratio of diameter to thickness of FRP and FRP diameter itself. The results indicate that the greater sectional steel proportion， the larger ratio of FRP to steel， and smaller ratio of diameter to thickness of FRP have positive contributions on the confinements of SCFC. The ratio of FRP diameter to steel side length locates between 0.650.75 can lead to a better confinement.
Keywords：
composite column； twin shear unified strength theory； bearing capacity； stress
随着建筑结构高度与跨度的不断增加，普通钢筋混凝土难以达到结构所需的强度和刚度要求，钢、纤维增强复合材料（FRP）与混凝土的组合应用理念应运而生。目前，应用较为广泛的组合柱类型为：钢管约束混凝土柱（CFST）[12]、FRP约束混凝土柱（CFFT）[35]、复合钢管混凝土柱[67]以及钢管FRP混凝土组合柱等。内置FRP约束混凝土的钢管混凝土组合柱（SteelConcreteFRPConcrete Column，简称SCFC Column）是新近提出的一种钢管FRP混凝土组合柱形式，即钢管混凝土柱内填充FRP约束混凝土。李帼昌等[810]、冯鹏等[11]、Cheng等[12]较早地对这一组合柱进行了研究。这些学者设计的组合柱截面形式为：外管选择方钢管，内管选择FRP圆管，两管间及FRP内管填充混凝土。SCFC组合柱的制作方式有两种：一是先制作并布置好内外两管，最后浇筑内外层混凝土；二是先制作内层混凝土柱，再缠绕FRP以施加约束，将约束混凝土柱置于钢管中，最后浇筑夹层混凝土。内外层混凝土宜采用细石混凝土或自密实混凝土，并采用振动棒贴壁和插入振捣，以保证浇筑质量。此外，FRP管表面的凹凸和粗糙可不作处理，以保证FRP与内外层混凝土的粘结性能。传统的方钢管混凝土组合柱通常由于混凝土侧向变形导致钢管发生屈曲变形，从而削弱了方钢管对混凝土的约束作用[13]，SCFC中FRP圆管对核心混凝土提供有效环向约束，降低了核心混凝土的横向变形，由此降低了对方钢管的侧压力，减缓了应力集中现象，从而提高了约束效果，使得构件的承载能力有效提高。文献[8]基于统一理论提出了SCFC的轴压承载力公式，研究了试件的含钢率及CFRP圆管与方钢管的相对配置率对构件轴压承载力的影响。但目前对于SCFC受力机理的研究还比较少，笔者基于双剪统一强度理论，考虑外钢管与内FRP管对混凝土的双重约束作用，对SCFC的轴压承载力进行研究，根据极限平衡原理得出轴压承载力计算公式，并且⒓扑憬峁与实验数据进行对比，验证了轴压承载力计算公式的准确性。
1双剪统一强度理论
俞茂宏在双剪强度理论的基础上，考虑作用于双剪单元体上的两个较大剪切应力及其面上的正应力，建立了一种全新的考虑中主应力影响的适用于各种不同材料的双剪统一强度理论，其数学表达式为
σ2≤σ1+aσ3[]1+a，
F=σ1-a[]1+b（bσ2+σ3）=σt（1a）
σ2≥σ1+aσ3[]1+a，
F′1[]1+b（σ1+bσ2）-aσ3=σt（1b）
式中：σ1、σ2和σ3分别为3个主应力；a=σt/σc为材料的拉压强度比；σt和σc分别为材料的拉伸强度和压缩强度；b为反应中间主应力效应的材料参数，也是反应不同强度理论的参数。
约束混凝土轴压承载力提高的原因在于混凝土在受压时产生侧向变形，随着荷载的不断增加，核心混凝土及夹层混凝土的侧向变形开始增大，而FRP及钢管限制了混凝土的膨胀，由于变形协调而产生了相互作用[8]。李帼昌等[8]及Feng等[11]的试验研究都表明，对于SCFC组合柱而言，当构件进入弹塑性阶段时，混凝土的侧向变形因为微裂缝发展而增大，FRP管处于环拉和径向受压的两向应力状态，外钢管处于轴压、环拉和径向受压的三向应力状态，内外的混凝土处于三向受压的应力状态。FRP环向拉力逐渐增大至FRP断裂强度而退出工作，此时，构件达到极限承载力，在此过程中，FRP有效约束了内层混凝土的变形。此后，钢管与混凝土发生应力重分布，钢管由主要承担竖向力转为承担环向力。同时，由于钢管、混凝土、FRP管之间的相互作用，导致随着含钢率的增加（即钢管厚度的增加），钢管的套箍作用增强，试件的承载力得到明显提升，也证明了内层混凝土的约束作用来自于FRP管及外钢管两部分。因此，对于SCFC而言：夹层混凝土受到外钢管的约束力po，而内层混凝土的约束力由两部分组成：一部分是FRP管对其的约束力pi和外钢管传递过来的约束力p′o。其受力模型如图1所示。
2.3混凝土应力分析
由于钢管和FRP的约束作用使得核心混凝土处于三向受压状态，而此时三向受压混凝土的强度相比于无约束混凝土的强度有明显的提高，因此，受钢管和FRP约束的混凝土的轴压承载力大大高于核心混凝土和钢管以及FRP各自的轴压承载力之和。在SCFC结构中，钢管和FRP的贡献主要体现在对混凝土的约束上，约束后的混凝土强度是影响钢管混凝土轴压承载力的决定性因素。
2.3.1外层混凝土应力分析
方钢管通过面积等效原则简化为圆钢管，其对核心混凝土产生约束作用，使其处于三向受力状态。对于夹层混凝土而言，除了钢管的约束作用，还受到内侧FRP的紧箍作用。假设外层混凝土受到内外均匀的约束力作用，取钢管和FRP约束中的较小值，此时，外层混凝土的应力状态为0>σ1=σ2>σ3，取σ1=po，混凝土处于三向受压状态，应用双剪统一强度理论，并用混凝土凝聚力c和内摩擦角φ表示为
3.2影响因素分析
为了更好地表征SCFC组合柱中钢管与FRP约束对承载力增益效果，定义轴压承载力提高系数η=N/N0，式中N为通过式（18）和（19）计算而得的承载力值，N0为不考虑钢管和FRP约束作用时钢管与混凝土承载力之和。
3.2.1材料配置参数的影响
试验研究表明，影响SCFC组合柱承载力的主要因素为：含钢率As/Ac、FRP与钢管的相对配置率β=Af/As和FRP管的径厚比d/tf。对文献[10]中构件在截面尺寸不变的情况下，变化材料参数，研究各参数变化对于承载力提高系数的影响。
1）含钢率As/Ac，即钢管截面面积与混凝土截面面积之比。在SCFC组合柱截面大小与内部配置的FRP大小一定时，组合柱承载力提高系数随着含钢率的变化如图4所示。随着钢管厚度增大，构件含钢率变大，承载力提高系数变大，说明含钢率越大，钢管对内部混凝土的约束作用越明显，且截面宽度较小时含钢率的变大导致承载力的增益效果更明显，这与文献[1011]的试验结论是一致的。
2）FRP与钢管的相对配置率β=Af/As，FRP截面面积与钢管截面面积比。在含钢率不变的情况下，组合柱承载力提高系数随相对配置率的变化如图5所示，对于含钢率相同的构件，相对配置率越大，FRP所占比重越大，相应的承载力提高越多，这是由于在构件轴心受压时，FRP对核心混凝土的约束作用会随着FRP层数的增加，即Af/As的增加而增加。
3）FRP管的径厚比d/tf，即FRP管直径与厚度的比值。在含钢率不变的情况下，组合柱承载力提高系数随FRP管径厚比的变化如图6所示，随着径厚比的增大，承载力提高系数降低。径厚比的增大可以表现为FRP厚度相同时，其直径增大。由式（5）可知，直径增大将导致约束效果降低，从而导致承载力增益效果下降。
3.2.4内FRP管参数的影响
在含钢率与β不变的情况下，通过变化参数，得到了承载力提高系数与内FRP径厚比、内外管直径边长比d/D的关系，如图7和图8所示。由图7可以看出，含钢率不变的情况下，随着FRP径厚比的变大，承载力提高系数先增加后减小，存在最优值。此外，由图8可知，内FRP直径d为0.65D～0.75D，轴压承载力增益效果较好。
4结论
1）将内置FRP约束混凝土的方钢管混凝土组合柱（SCFC）分为外钢管、外层混凝土、FRP管以及内层混凝土4个部分，考虑外钢管与FRP的双重约束效果，采用双剪统一理论分析了构件的应力状态，得到了轴压承载力计算公式，对比了文献中的试验数据，具有较好的精度。
2）含钢率As/Ac、FRP与钢管的相对配置率β=Af/As和FRP管的径厚比d/tf都对SCFC轴压承载力提高系数的具有一定的影响，随着含钢率的增加、β的提高以及胶癖鹊募跣。SCFC轴压承载力提高系数都有一定程度提高。
3）内FRP直径d为0.65D～0.75D时，轴压承载力增益效果较好。
参考文献：
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【关键词】框架结构；混凝土施工；缝处理方法
大量工程结构震害实例表明， 框架结构节点普遍破坏较重，往往导致结构失效， 中外学者分析表明， 这是多方面的原因， 包括设计失误， 没有加强节点强度， 实现强节点强锚固等原因。同时施工中也存在施工质量弱点， 难于保证设计预期目标。施工中新老混凝土施工间隔期， 接续面方位， 接续面处理方法， 新老混凝土生熟配料及振捣控制质量都密切的影响着节点粘结强度， 因此在框架结构工程施工过程中，由于每一层柱子施工中必然与下层柱子存在施工缝，怎样留置施工缝， 怎样处理施工缝， 使工程质量不受影响，保证砼结构的安全性，更显得尤为重要。
一、当前框架结构梁柱节点施工方法及缺陷
（一） 早期在一般的框架结构施工中， 浇注完一层柱子后， 进行支模， 模板安装完成后才进入下道工序浇注上层梁混凝土， 因此根据施工工期及人， 材， 机等情况， 新老混凝土接续间隔期长短不一， 在浇注时一般节点随梁混凝土一起浇注， 并且节点混凝土强度等级按梁进行施工。
（二） 随着科研的发展及施工水平的提高， 尤其是专业化水平较高的开始针对梁柱节点施工质量薄弱的特点采取一系列措施， 在浇注上层梁柱时用钢钎进行凿毛处理， 浇注前对老混凝土进行浇水湿润， 并用高标号水泥砂浆铺在交接面上， 梁柱节点区混凝土强度等级一般采用柱子，在浇注节点区时加强振捣并严格控制水灰比。经过一系列处理措施后， 施工质量得到了提高， 但梁柱节点区混凝土仍旧是施工薄弱区， 很难取得理想的接续效果。
（三） 虽然接续部位进行了处理， 但其缺陷是很明显的： 首先用钢钎进行凿毛处理， 极易伤及老混凝土， 以致老混凝土产生初始微裂缝， 严重影响新老混凝土的接续强度， 且凿毛处理难于控制处理质量标准， 浇注前对接续部位进行浇水湿润很容易适得其反， 从而增大了交接面处混凝土的水灰比， 而用高标号水泥砂浆铺在交接面上很容易由于高标号水泥砂浆与新混凝土浆体凝结及收缩不同， 从而使接续面更容易产生初应力和初始微裂缝。而节点区混凝土强度等级区别与梁， 从而使柱梁节点区实际产生了四个界面区， 在施工时很难控制振捣密度与时间， 很容易由于振捣过深而伤及老混凝土， 或者由于加强振捣而使本来水灰比就比较小的混凝土产生局部泌水现象， 从而影响混凝土强度的增长， 降低界面粘结强度。
二、梁柱节点区破坏机理及抗震设计要求
梁柱节点区的破坏， 大都是由于节点区无箍筋或少箍筋， 在剪压作用下混凝土出现斜裂缝甚至挤压破坏，造成纵向钢筋压屈成灯笼状。因此， 保证节点区不过早发生剪切破坏的主要措施是保证节点区混凝土的强度及密实性， 在节点区配置足够的箍筋。设计梁柱常常采用不同等级的混凝土， 施工时必须注意梁柱节点部位混凝土等级应该和柱混凝土的等级相同或略低。从而实现强节点强锚固。在竖向压力及梁端柱端弯矩， 剪力作用下， 节点区存在较复杂的应力状态。
从进行的节点实验可见， 节点的破坏过程大致可分为二个阶段： 第一阶段为通裂阶段。当作用与核心的剪力达到60～70% 时， 核心区出现贯通斜裂缝， 裂缝宽度约为0.1～0.2m m ，钢筋应力很小，这个阶段剪力主要由混凝土承担。第二阶段为破裂阶段。随着反复荷载逐渐加大， 贯通裂缝加宽， 剪力主要由混凝土承担， 箍筋陆续达到屈服，在混凝土挤碎前达到最大承载能力。设计时以第二阶段作为极限状态。
三、规范对施工缝留置及处理要求
为使混凝土结构具有较好的整体性， 混凝土的浇注应连续进行。若因技术或组织的原因不能连续进行浇注， 且中间的停歇时间有可能超过混凝土的初凝， 则应在混凝土浇注前确定在适当位置留设施工缝。施工缝就是指先浇混凝土已凝结硬化， 再继续浇注混凝土的新旧混凝土间的结合面， 它是结构的薄弱部位， 因而宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位。柱应留水平缝， 梁板墙应留垂直缝。论文参考网。
当从施工缝处开始继续浇筑混凝土时， 须待已浇筑的混凝土抗压强度达到1.2N /m m ⒉后才能进行， 而且需对施工缝作一些处理， 以增强新旧混凝土的连接， 尽量降低施工缝对结构整体性带来的不利影响。处理过程是： 先在已硬化的混凝土表面上， 清除水泥薄膜和松动石子以及软弱混凝土层， 并加以充分湿润， 冲洗干净， 且不得留有积水； 然后在浇筑混凝土前先在施工缝处铺一层水泥浆或与混凝土内成分相同的水泥砂浆； 浇筑混凝土时， 需仔细振捣密实， 使新旧混凝土结合紧密。
四、根据科研成果结合实际施工提出改进施工缝处理方法
（一） 首先大量实验表明接续面进行粗糙处理可以明显提高接续面粘结强度， 但粗糙度提高到一定程度后， 接续面粘结强度的提高不再明显。论文参考网。用普通凿毛方法存在明显缺陷， 而采用高压水喷射处理可以得到较好的粗糙界面， 并且不伤及老混凝土， 但高压水设备造价昂贵， 技术含量高， 在现阶段从我国实际施工技术及施工水平来看， 应用高压水处理较少数量的施工缝不太实际。
在浇注下层柱子时， 待混凝土初凝后用人工方法使柱子上表面呈现锯齿状， 根据混凝土粗骨料粒径大小， 锯齿深度为粘结面老混凝土最大骨料粒径的1/4～1/2；切槽的平均宽度为粘结面老混凝土最大骨料粒径的1～1.5 倍。此法的最大优点是便于控制施工质量，使粘结面上的粗糙度具有良好的均匀性。这样既避开了凿毛， 避免伤及老混凝土结构， 又实现了接续面的粗糙， 且容易控制质量标准， 在接续时只用剥离松动的粗骨料。
（二） 为了减少节点区薄弱界面数量， 本人认为应在节点区二侧把梁断开浇注， 而节点连同上层柱子一起浇注， 这样使得节点区存在三个接续面， 柱子只有一个接续面， 有利于提高柱子混凝土的抗剪能力， 延缓柱子斜裂缝的出现。同时也符合抗震要求的强柱弱梁原则， 延缓柱子屈服的时间。因而使节点区同上层柱子构成整体。
本文重点从现行工程实际出发并充分考虑经济及现实因素， 提出了节点部位施工缝接续处理的新方法讨论其理论依据， 并且已经在部分工程中进行实践， 取得了良好的接续效果。但有待于大量工程实践证明其有效性， 同时值得进一步进行理论及实验分析。从而尽快把理论成果应用于实践， 提高我国施工企业的整体素质， 保证施工质量， 更好的满足设计预期目标。
关键词：混凝土，施工质量，控制方法
笔者长期在宁夏路桥公路工程股份有限公司从事质量管理工作，近年来宁夏高速公路建设飞速发展，笔者注意到多条在建的高速公路，都不同程度的存在混凝土质量通病，笔者就多年的工作经验，浅谈水泥混凝土工程施工质量的控制方法。
混凝土工程是钢筋混凝土工程中的重要组成部分，混凝土工程的施工过程有混凝土的制备、运输、浇筑和养护等。
1、混凝土的制备
混凝土的制备就是根据混凝土的配合比，把水泥、砂、石、外加剂、矿物掺和料和水通过搅拌的手段使其成为均质的混凝土。水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复验，其质量必须符合国家标准的规定。当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过3 个月（快硬硅酸盐水泥超过1 个月）时，应进行复验，并按复验结果使用。在钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。
1.1 混凝土配合比
混凝土应根据实际采用的原材料进行配合比设计，并按普通混凝土拌和物性能试验方法等标准进行试验、试配，以满足混凝土强度、耐久性和工作性能（坍落度等）的要求，不得采用经验配合比。同时，应符合经济、合理的原则。混凝土生产时，砂、石的实际含水率可能与配合比设计存在差异，因此在混凝土拌制前应测定砂、石含水率并根据测试结果调整材料用量，提出施工的配合比。
1.2混凝土搅拌
为了拌制出均匀优质的混凝土，除合理地选择搅拌机外，还必须正确地确定搅拌制度，即一次投料量、搅拌时间和投料顺序等。一次投料量，不同类型的搅拌机都有一定的进料容量，搅拌机不宜超载过多，以免影响混凝土拌和物的均匀性，一次投料量宜控制在搅拌机的额定容量以下。施工配料就是根据施工配合比以及施工现场搅拌机的型号，确定现场搅拌时原材料的一次投料量。搅拌混凝土时，根据计算出的各组成材料的一次投料量，按重量投料。混凝土搅拌的最短时间应满足规范的规定。投料顺序是影响混凝土质量及搅拌机生产率的重要因素。按照原材料加入搅拌筒内的投料顺序的不同，常用的投料顺序有：一次投料法，二次投料法，两次加水法。
2、混凝土的运输
混凝土的运输是指混凝土拌和物自搅拌机中出料至浇筑入模这一段运送距离以及在运送过程中所消耗的时间。
2.1 对混凝土运输的要求
在运输过程中应保持混凝土的均质性，避免产生分离、泌水、砂浆流失、流动性减少等现象。混凝土应以最少的转运次数和最短的时间，从搅拌地点运至浇筑地点，使混凝土在初凝前浇筑完毕。混凝土的运输应保证混凝土的灌筑量。对于采用滑升模板施工的工程和不允许留施工缝的大体积混凝土的浇筑，混凝土的运输必须保证其浇筑工作的连续进行。
2.2 混凝土的运输方法
混凝土运输分为地面运输、垂直运输和楼地面运输三种情况。论文写作，混凝土。运输预拌混凝土，多采用自卸汽车或混凝土搅拌运输车。混凝土如来自现场搅拌站，多采用小型机动翻斗车、双轮手推车等。混凝土垂直运输多采用塔式起重机、混凝土泵、快速提升架和井架等。混凝土楼地面运输一般以双轮手推车为主。
3、混凝土的浇筑
3.1 混凝土浇筑
在混凝土浇筑前，应检查模板的标高、位置、尺寸、强度和刚度是否符合要求；检查钢筋和预埋件的位置、数量和保护层厚度，并将检查结果填入隐蔽工程记录表；清除模板内的杂物和钢筋的油污；对模板的缝隙和孔洞应堵严；对木模板应用清水湿润，但不得有积水。论文写作，混凝土。
在地基或基土上浇筑混凝土时，应清除淤泥和杂物，并应有排水和防水措施。对干燥的非粘性土，应用水湿润；对未风化的岩土，应用水清洗，但表面不得留有积水。在降雨雪时，不宜露天浇筑混凝土。
混凝土的浇筑，应由低处往高处分层浇筑。每层的厚度应根据捣实方法、结构的配筋情况等因素确定。
在浇筑竖向结构混凝土前，应先在底部填入与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆；浇筑中不得发生离析现象；当浇筑高度超过3m时，应采用串筒、溜管或振动溜管使混凝土下落。在混凝土浇筑过程中应经常观察模板、支架、钢筋、预埋件、预留孔洞的情况，当发现有变形、移位时，应及时采取措施进行处理。
混凝土浇筑后，必须保证混凝土均匀密实，充满整个模板空间，新旧混凝土结合良好，拆模后，混凝土表面平整光洁。
为保证混凝土的整体性，浇筑混凝土应连续进行。论文写作，混凝土。当必须间歇时，其间歇时间宜缩短，并应在前层混凝土凝结前将次层混凝土浇筑完毕。论文写作，混凝土。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。论文写作，混凝土。
3.2 施工缝
由于技术上的原因或设备、人力的限制，混凝土的浇筑不能连续进行，中间的间歇时间需超过混凝土的初凝时间，则应留置施工缝，施工缝的位置应在混凝土浇筑前按设计要求和施工技术方案确定。论文写作，混凝土。由于该处新旧混凝土的结合力较差，是结构中的薄弱环节，因此，施工缝宜留置在结构受剪力较小且便于施工的部位。
3.3 混凝土的捣实
混凝土的捣实就是使入模的混凝土完成成型与密实的过程，从而保证混凝土结构构件外形正确，表面平整，混凝土的强度和其他性能符合设计的要求。
混凝土浇筑入模后应立即进行充分的振捣，使新入模的混凝土充满模板的每一角落，排出气泡，使混凝土拌和物获得最大的密实度和均匀性。
混凝土的振捣分为人工振捣和机械振捣。人工振捣是利用捣棍或插钎等用人力对混凝土进行夯、插，使之成型。只有在采用塑性混凝土，而且缺少机械或工程量不大时才采用人工振捣。采用机械振实混凝土，早期强度高，可以加快模板的周转，提高生产率，并能获得高质量的混凝土，应尽可能采用。
4、混凝土的养护
混凝土的凝结与硬化是水泥与水产生水化反应的结果，在混凝土浇筑后的初期，采取一定的工艺措施，建立适当的水化反应条件的工作，称为混凝土的养护。养护的目的是为混凝土硬化创造必要的湿度、温度等条件。常采用的养护方法有：标准养护、热养护、自然养护，根据具体施工情况采用相应的养护方法。
对高耸构筑物和大面积混凝土结构不便于覆盖浇水或使用塑料布养护时，宜喷涂保护层（如薄膜养生液等）养护，防止混凝土内部水分蒸发，以保证水泥水化反应的正常进行。
本文总结石屑应用于混凝土的优点以及不足之处，细致全面的说明了石屑用于混凝土的可操作性，实用性以及性能优越的原因。同时分析了是学混凝土大规模应用带来的经济影响和社会影响。
关键字石屑，混凝土，力学性能，耐久性能
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1.绪论
石屑是采石场在机械加工碎石的过程中产生的，开采石料用做混凝土粗集料的同时，常伴随着石屑（粒径小于10mm的颗粒）的产生。将石屑代砂使用，既可解决污染问题，又可以避免过度开采河砂对环境的破坏，经济效益也相当可观。作为采石场的固体废弃物，石屑的应用处理同粉煤灰一样，具有极其重要的意义。
石屑人工砂配置的普通混凝土在我国已经有了一定范围的使用，在普通混凝土向高强高性能混凝土发展的必然趋势下，石屑高强高性能混凝土无论从单项性能还是综合性能都将远高于普通石屑混凝土，也更符合国家关于建筑和建筑技术“节能、绿色”的要求。本文就为后续的高强高性能混凝土研究提供了一部分的依据。
2. 石屑混凝土性能分析
2.1石屑混凝土力学性能分析
1、采用矿渣32.5水泥配制不同设计强度的混凝土，石屑混凝土7d和28d龄期的抗压强度普遍高于豆罗砂混凝土。基本上龄期在7d的时候石屑混凝土的抗压强度就已经达到甚至超过设计强度。龄期7d时石屑混凝土的抗压强度比最多可超过豆罗砂混凝土37%，龄期28d时石屑混凝土的抗压强度比超过豆罗砂混凝土33%。
2、采用普通42.5水泥配制不同设计强度的混凝土，石屑石屑混凝土7d和28d龄期的抗压强度普遍高于豆罗砂混凝土。同样，龄期在7d的时候石屑混凝土的抗压强度就已经达到至超过设计强度。龄期7d时石屑混凝土的抗压强度比最多可超过豆罗砂混凝土61%，龄期28d时石屑混凝土的抗压强度比超过豆罗砂混凝土39%。
3、当水灰比相同时，石屑混凝土的泌水性和粘聚性都好于豆罗砂混凝土。这个现象对于设计强度较低的混凝土尤为明显，豆罗砂混凝土泌水性严重，粘聚性较差，反之，石屑混凝土的这来那个方面就好得多。但同时石屑混凝土的流动性较豆罗砂混凝土就比较差一些。
4、当石屑混凝土和豆罗砂混凝土的配合比相同时。其拌合物的差异性九明显体现出来。就泌水性和粘聚性来讲，石屑混凝土要优于豆罗砂混凝土。豆罗砂混凝土的泌水性和粘聚性不但差于石屑混凝土。塌落度的情况就正好相反。石屑混凝土粘聚性好，所以塌落度就明显比较低。
5、无论是水灰比相同，或者是配比完全相同，石屑混凝土在强度方面的优势都是无法忽视的。所有的力学实验结果表明，不论换水泥也好，换配合比也好，水灰比也好，石屑混凝土在力学性能方面的优势不是由设计强度，配合比，水灰比等这些外因根本决定的。只要在同样的情况下，石屑混凝土的力学性能就必然会由于天然砂混凝土。
2.2耐久性分析
抗冲击试验中，石屑混凝土的试验次数几乎成为豆罗砂混凝土的两倍，提高了80%。弹性模量提高42MPa。抗渗等级提高了一个等级，这一个等级就以为着抗渗性能得到了很大的提高，换而言之，就是相同的水压下，石屑混凝土的渗水试验比豆罗砂混凝土的整整多出一个周期。
石屑混凝土的碳化深度仅为豆罗砂混凝土的93.3%，其收缩值仅为豆罗砂混凝土的80.3%，而其钢筋锈蚀的失重率也要比豆罗砂混凝土中的低1.9%。综上，石屑混凝土的耐久性较豆罗砂混凝土而言也是非常更突出的。
3.泵送石屑混凝土分析
3.1泵送混凝土
泵送混凝土即为可用混凝土泵通过管道输送拌和物的混凝土。所以要求其流动性好，骨料粒径一般不大于管径的四分之一，需加入防止混凝土拌合物在泵送管道中离析和堵塞的泵送剂，以及使混凝土拌和物能在泵压下顺利通行的外加剂，减水剂、塑化剂、加气剂以及增稠剂等均可用作泵送剂。
3.2泵送混凝土的配合比设计
根据泵送混凝土的工艺特点，确定泵送混凝土配合比设计的基本原则如下：①要保证压送后的混凝土能满足所规定的和易性、匀质性、强度及耐久性等质量要求；②根据所用材料的质量、泵的种类、输送管的直径、压送距离、气候条件、浇筑部位及浇筑方法等，经过试验确定配合比，试验包括混凝土的试配和试送；③在混凝土配合成分中，应尽量采用减水型塑化剂等化学附加剂，以降低水灰比，改善混凝土的可泵性。
1、水灰比的选择
未凝固的混凝土在输送管中流动时，必须克服管壁的摩阻力，而摩阻力的大小与混凝土的水灰比有关。随着水灰比的减小，摩阻力逐渐增大。当水灰比小于0.40后，摩阻力急剧增大。所以，确定泵送混凝土的配合比时，其水灰比不宜低于0.40。但是，水灰比过大，对摩阻力的减小并没有明显效果，反而会引起硬化后的混凝土收缩量增加，有产生裂缝的危险。因此，泵送混凝土的水灰比一般也不宜超过0.70。选择泵送混凝土的水灰比时，除考虑可泵性要求外，还必须考虑结构物对混凝土的耐久性要求。
2、砂率的选择
泵送混凝土的砂率应比一般施工方法所用混凝土的砂率高2％～5％。这主要是因为输送泵送混凝土的输送管，除直管外，尚有锥形管、弯管、软管等，当混凝土拌和物经过上述锥形管或弯管时，混凝土颗粒间的相对位置会发生变化，此时如砂浆量不足，便会产生堵塞。而适宜地提高混凝土的砂率，对改善混凝土的可泵性是必要的，但过高的砂率不仅会引起水泥用量和用水量的增加，而且会使混凝土质量变差。因此，确定泵送混凝土配合比时，在能满足可泵性要求的前提下，应尽量以减少单位用水量为原则来选择砂率，而不能随意增加砂率。
3、混凝土的黏聚性要求按确定的配合比所拌制的混凝土应具有良好的黏聚性。如果黏聚性不良，易产生离析现象，压送过程中易发生输送管的堵塞。在施工过程中，有离析现象的混凝土不能进入混凝土输送泵受料斗，应调整其配合比，改善其黏聚性。
4.经济及其他效益分析
4.1采用石屑代替天然砂的经济效益
使用石屑和石屑粉节约水泥5%-15%，与豆罗砂相比每方可节约45元。以C30混凝土计算，每方仅石屑一项就节约了11-15元，加上节约的5%-15%的水泥，每方C30普通混凝土可净节约资金15%。目前太原市每年至少生产700多万立方米的混凝土，就以C30普通混凝土计，年节约资金至少在1.4亿人民币以上。如果考虑到使用泵送混凝土时用料量更高，则节约的资金数目更为可观。
可以看出无论是采用石屑代替天然砂，还是采用高强高性能混凝土，其各自本身的经济效益就已经十分可观。而石屑制高强高性能混凝土并不是两者简单的相加，而是经过多次试验后的优化配置。因此，该种混凝土的经济效益必然大于石屑代替天然砂制混凝土和高强高性能混凝土所创造的经济效益之和。同时，其经济效益并不仅仅是在工程造价上体现，更可观的经济效益将直接或间接的从整个建筑业的各个环节上体现出来。
4.2社会效益分析
社会效益短时间内可能不会显现，但是相比于经济效益，其影响的时间更长，范围更广。石屑混凝土的最重要的社会效益就在于，该研发项目充分体现了“可持续发展”的国策。采用工业废料做骨料，节省原料的用量这些本身就是符合可持续发展原则的措施。无论对环境保护还是对建筑业向“绿色高效”的方向发展，都起到了非常好的指示作用。至于该项目的节能效应、混凝土高性能造成建筑物整体质量的提高等方面的影响更是现在不可估算的。但可以肯定的是，一旦石屑混凝土开始进入市场并普遍使用，它必然会产生深远而又广泛的影响。
结论
普通石屑混凝土的力学性能由于豆罗砂混凝土，其中以抗压强度的提高最为显著。所以，使用石屑代替天然砂制混凝土，必然会提高所使用混凝土的力学性能同时，石屑的使用，对于整个混凝土行业的环境影响都会有着巨大的改变和推动。由此可见，石屑代砂的广泛使用，必将对整个社会的环境效益形成巨大的推动。
参考文献
关键词：高性能混凝土，发展现状，前景
传统的混凝土在200年来的发展中，经历了几次大的飞跃，但今天却面临着前所未有的严峻挑战：首先，随着现代科学技术和生产的发展，各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用的重大混凝土结构，如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等的建造需要在不断增加。论文参考。这些混凝土工程施工难度大，使用环境恶劣、维修困难，因此要求混凝土不但施工性能要好，尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好，使用寿命长；其次，进入20世纪70年代以来，不少工业发达国家正面临一些钢筋混凝土结构，特别是早年修建的桥梁等基础设施老化问题，需要投入巨资进行维修或更新；最后，混凝土作为用量最大的人造材料，不能不考虑它的使用对生态环境的影响。传统混凝土的原材料都来自天然资源。每用1t水泥，大概需要0．6t以上的洁净水，2t砂、3t以上的石子；每生产1 t硅酸盐水泥约需1．5 t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1tCO2，而大气中CO2浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比，生产混凝土所消耗的能源和造成的污染相对较小或小得多，混凝土本身也是一种洁净材料，但由于它的用量庞大，过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。所以未来的混凝土必须是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高强度都意味着节约资源。“高性能混凝土”正是在这种背景下产生的。
高性能混凝土作为一种新的建筑材料，其耐久性为普通混凝土耐久性的两倍以上，可增加混凝土结构安全使用寿命，减少造成修补或拆除的浪费和建筑垃圾；可大量利用工业副产品和废弃物，尽量减少自然资源和能源的消耗，减少对环境的污染；收缩徐变小，适合建造高效预应力结构；高性能混凝土适用于高层、大跨、大体积、大跨桥梁、海底隧道、高速公路及严酷环境中使用的结构物，如核反应堆、海上结构和处于有腐蚀性介质环境的结构等的建筑和修补。其他用于特殊用途的智能高性能混凝土更有着其独特的、其他混凝土难以替代的优势。正因为高性能混凝土具有以上诸多优越性能，自从产生以来，便大放异彩，世界各国对其研究和应用势头的发展十分迅猛。具体如下：
1.高性能混凝土在国外的研究应用现状
1986～1993，法国由政府组织包括政府研究机构、高等院校、建筑公司等23个单位开展了“混凝土新方法”的研究项目，进行高性能混凝土的研究，并建立了示范工程。1996年，法国公共工程部、教育与研究部又组织了为期4年的国家研究项目“高性能混凝土2000”，投入研究经费550万美元。论文参考。法国修建的3座高性能混凝土的斜拉桥一佩尔蒂大桥以及最近建设的埃洛恩河大桥和诺曼底大桥也都使用了高性能混凝土。论文参考。
1994年，美国联邦政府16个机构联合提出了一个在基础设施工程建设中应用高性能混凝土的建议，并决定在10年内投资2亿美元进行研究和开发 各大州政府也致力于高性能混凝土的推广和应用。在纽约州已建成了100多座具有高性能混凝土桥面的桥梁。在华盛顿州，公路部门正在制定高性能混凝土梁的标准。
目前德国现行的混凝土结构设计规范已达C110级，强度等级为当今世界之最。挪威皇家科技研究院的科学与工程研究基金持续资助高强混凝土和高性能混凝土的研究。丹麦的大贝尔特工程是一座大型的隧道与桥梁连接结构，规定的设计使用寿命为100年。国外的这些抗议应用高性能混凝土的历程，对我们很有启发的参考价值。
2.高性能混凝土在国内的研究应用状况
1992年，吴中伟首次将高性能混凝土介绍到国内。近年来，我国高性能混凝土的研究、应用发展较快。我国是生产和使用混凝土的大国，混凝土的质量在不断地提高，涉足高性能混凝土的研究和应用还是近10年的事。随着高性能混凝土的优越性不断地得到认可，混凝土应用技术的进步，城市建设速度的加快，高性能混凝土获得了迅速发展。
高性能混凝土在实际工程中获得了越来越广泛的应用，尤其是在高层建筑、大跨度桥梁、海上采油平台、矿井工程、海港码头等工程中的应用日益增多。
全国很多研究单位已经研制出普通泵送高性能混凝土、大掺量粉煤灰高性能混凝土、高流态自密实高性能混凝土、纤维增加高性能混凝土、轻骨料高性能混凝土、水下不分散高性能混凝土港工与海工高性能混凝土、高抛纤维高性能混凝土等等，研制出C30-C80的各种强度等级的高性能混凝土和完备的混凝土耐久性检测设备，以及掌握了配套的施工成套技术和各种混凝土耐久性检测技术等。其中具有优异耐久性的C30高性能混凝土即将在地质条件复杂的深圳地铁工程中大规模使用。
3.高性能混凝土的发展趋势
高性能混凝土的发展，不过十几年的时间，习惯了普通混凝土的人们对它的认识还不够，阻碍了高性能混凝土广泛应用。高强高性能混凝土已基本被接受，而中低强度高性能混凝土还没得到工程人员的普遍认可，这就为中低强调高性能混凝土的普及带来很大障碍。同时，人们应该认识到“优质工程必须要高性能”的。
在绿色环保日益深入人心的今天，混凝土能否长期作为最主要的工程结构材料，关键在于能否成为绿色建筑材料，于是高性能混凝土便将承担历史的责任。高性能混凝土能更多的节约水泥熟料，更有效地减少环境污染，同时也能大量降低料耗与能耗；能更多的掺加以工业废渣为主的细掺料，节代熟料，改善环境，减少二次污染；能更大地发挥高性能混凝土的优势，尽量减少水泥与混凝土的用量，达到节省资源、能源与改善环境的目的。
参考文献
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[2]冯乃谦.高性能混凝土[M]，北京:中国建筑工业出版社.
[3]冯乃谦.高性能混凝土的发展与应用[J].施工技术，2003，32(4):1－6.
[4]胡晓波.新型建筑材料讲义.长沙铁道学院.
[5]唐建华,蔡基伟.高性能混凝土的研究与发展现状.论文天下.
关键词：钢纤维钢纤维混凝土
1前言
随着1824年波特兰水泥的诞生，在1830年前后出现了混凝土，作为当时的一种新型建筑材料，就广泛地应用于土木和水利工程。尤其是在19世纪中叶以后，伴随着钢铁的发展，人们把钢筋和混凝土结合起来，诞生了钢筋混凝土(ReinforcedConcrete)这种新型的复合建筑材料，大大提高了结构的抗裂性能、刚度、承载能力和耐久性，从而使建筑业经历了一场革命。尽管混凝土的固有优点是高抗压强度，然而它也有固有弱点——如构件的自重大、易于塑性干缩开裂、抗疲劳能力低、韧性差、抗拉强度低(一般仅为抗压强度的7%－14%)、易产生裂纹、抗冲击碎裂性差等，限制了在工程中的使用范围。这些弱点随着混凝土强度的提高显得尤为突出。因此，长期以来许多专家和学者不断探索改善混凝土性能(主要是提高抗拉性能，增强耐久性)的各种方法和途径，于是，提出了一种以传统素混凝土为基体的新型复合材料——纤维混凝土。
2纤维混凝土的发展和现状
纤维混凝土(FiberReinforcedConcrete，简称FRC)，是纤维增强混凝土的简称，通常是以水泥净浆、砂浆或者混凝土为基体，以金属纤维、无机纤维或有机纤维增强材料组成的一种水泥基复合材料。它是将短而细的，具有高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性等良好性能的纤维均匀的分散在混凝土基体中形成的一种新型建筑材料。纤维在混凝土中限制混凝土早期裂缝的产生及在外力作用下裂缝的进一步扩展。在纤维混凝土受力初期，纤维与混凝同受力，此时混凝土是外力的主要承担者，随着外力的不断增加或者外力持续一定时间，当裂缝扩展到一定程度之后，混凝土退出工作，纤维成为外力的主要承担者，横跨裂缝的纤维极大的限制了混凝土裂缝的进一步扩展。由此可见，纤维有效地克服了混凝土抗拉强度低、易开裂、抗疲劳性能差等固有缺陷。
与普通混凝土相比，FRC具有较高的抗拉、抗弯拉、抗冲击、抗阻裂、抗爆和韧性、延性等性能，同时对混凝土抗渗、防水、抗冻、护筋性等方面也有很大的贡献。
鉴于FRC具有素混凝土不具有的优点，纤维混凝土尤其是钢纤维混凝土在实际工程中日益得到学术界和工程界的关注。1907年原苏联专家B.П.HekpocaB开始用金属纤维增强混凝土；1910年，美国H.F.Porter发表了有关短纤维增强混凝土的研究报告，建议把短钢纤维均匀地分散在混凝土中用以强化基体材料；1911年，美国Graham曾把钢纤维掺入普通混凝土中得到了可以提高混凝土强度和稳定性的结果；到20世纪40年代，美、英、法、德、日等国先后做了许多关于用钢纤维来提高混凝土耐磨性和抗裂性、钢纤维混凝土制造工艺、改进钢纤维形状以提高纤维与混凝土基体的粘结强度等方面的研究；1963年J.P.Romualdi和G.B.Batson发表了关于钢纤维约束混凝土裂缝开展的机理的论文，提出了钢纤维混凝土开裂强度是由对拉伸应力起有效作用的钢纤维平均间距所决定的结论(纤维间距理论)，从而开始了这种新型复合材料的实用开发阶段。到目前，随着钢纤维混凝土的推广应用，因纤维在混凝土中的分布情况不同，主要有四类：钢纤维混凝土、混杂纤维混凝土、层布式钢纤维混凝土和层布式混杂纤维混凝土。
2.1钢纤维混凝土
钢纤维混凝土(SteelFiberReinforcedConcrete简称SFRC)是在普通混凝土中掺入少量低碳钢、不锈钢和玻璃钢的纤维后形成的一种比较均匀而多向配筋的混凝土。钢纤维的掺入量按体积一般为l－2%，而按重量计每立方米混凝土中掺70－100Kg左右钢纤维，钢纤维的长度宜为25－60mm，直径为0.25－1.25mm，长度与直径的最佳比值为50－700。
与普通混凝土相比，不仅能改善抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂性能，而且能大大增强混凝土的断裂韧性和抗冲击性能，显著提高结构的疲劳性能及其耐久性。尤其是韧性可增加l0－20倍，美国对钢纤维混凝土与普通混凝土力学性能比较的试验结果见下表：
物理力学性质指标
普通混凝土
SFRC
极限抗弯拉强度
2－5.5MPa
5－26MPa
极限抗压强度
21－35MPa
35－56MPa
抗剪强度
2.5MPa
4.2MPa
弹性模量
2☓104－3.5☓104MPa
1.5☓104－3.5☓104MPa
热膨胀系数
9.9－10.8m/m·k
10.4－11.1m/m·k
抗冲击力
480N·m
1380N·m
抗磨指数
1
2
抗疲劳限值
0.5－0.55
0.80－0.95
抗裂指标比
1
7
韧性
1
10—20
耐冻融破坏指标数
1
1.9
我国对SFRC与普通混凝土力学性能做了比较试验，当钢纤维掺入量为15－20%、水灰比为0.45时，其抗拉强度增长50－70%，抗弯强度增长120－180%，抗冲击强度增长10－20倍，抗冲击疲劳强度增长15－20倍，抗弯韧性增长约14－20倍，耐磨损性能也明显改善。
由此可以看出：与素混凝土相比，SFRC具有更优越的物理和力学性能：(1)较高的弹性模量和较高的抗拉、抗压、抗弯拉、抗剪强度；(2)卓越的抗冲击性能；(3)抗裂和抗疲劳性能优异；(4)能明显改善变形性能；(5)韧性好；(6)抗磨与耐冻融有改观；(7)强度和重量比增大，施工简便，材料性价比高，具有优越的应用前景和经济性。
2.2混杂纤维混凝土
鉴于钢纤维混凝土有许多正是我们需要而素混凝土又不及的优点，所以很受工程界的青睐。但有关研究资料表明，钢纤维对混凝土的抗压强度并无明显促进作用，甚至还有所降低；与素混凝土相比，对于钢纤维混凝土的抗渗性、耐磨性、耐冲磨性及对防止混凝土早期塑性收缩等还存在正反(提高与降低)两方面甚至居中的观点。此外，SFRC用量较大价格较高，有生锈问题，对由于火灾引起的爆裂几乎无效等，这些问题都在不同程度影响了其应用。
目前，尽管单一纤维混凝土有着自身的优点，但是低模量合成纤维混凝土由于模量低，变形大，乱向而松散地掺入混凝土中，对提高混凝土的抗压、抗拉、抗弯、抗折强度等很不显著，这些缺点限制了低模量合成纤维适用领域。近些年来，一些国内国外学者开始将目光投向混杂纤维混凝土(HybridFiberReinforcedConcrete简称HFRC)，试图把具有不同性能和优点的纤维混杂，取长补短，在不同层次和受荷阶段发挥“正混杂效应”来增强混凝土，以适应不同工程的需要。但是关于它的各种力学性能尤其是HFRC的疲劳变形及疲劳损伤、在静、动荷载以及等幅或变幅循环荷载作用下的变形发展规律和损伤特性、纤维的最佳掺配量、混杂比例、复合材料各组份的关系、增强效果及增强机理、抗疲劳性能、破坏机理、施工工艺、配合比设计等方面的研究还有待进一步进行。
2.3层布式钢纤维混凝土
由于整体式纤维混凝土不易搅拌均匀，在搅拌过程中纤维易结团，而且其纤维用量也较大，造价比较高，所以难以获得大面积的推广应用。通过大量的工程实际和理论研究，人们提出了一种新型钢纤维结构形式——上下层布式钢纤维混凝土(LayerSteelFiberReinforcedConcrete简称LSFRC)，它是将少量的钢纤维均匀撒布于路面板的上下两个表层，而中间仍为素混凝土层。LSFRC中的钢纤维一般由人工或机械撒布，钢纤维较长，长径比一般70—120之间，呈二维分布。
在不影响力学性能的条件下，这种材料大大降低了钢纤维的用量，同时也避免了整体式纤维混凝土在搅拌时易出现纤维结团现象。试验研究表明：用体积率为0.12%的钢纤维，所配制的底面层布钢纤维混凝土的7d、28d抗折强度比同条件下的素混凝土的抗折强度分别增加了27%和26%，而与钢纤维混凝土（体积率为1.2%）的抗折强度相近，而钢纤维用量节约90%。此外，钢纤维在混凝土中的层布位置对混凝土的抗折强度影响很大，钢纤维层布在混凝土底部增强效果最佳，随钢纤维层布位置上移，其增强效果明显减弱，上下层布式钢纤维混凝土，比同配合比的素混凝土抗折强度提高35%以上，比整体式钢纤维混凝土略低，但上下层布式钢纤维混凝土可节约大量材料成本，也不存在搅拌难的问题。因此，上下层布式钢纤维混凝土是一种具有良好的社会经济效益和广阔的推广应用前景、值得在路面施工中推广的新材料。
2.4层布式混杂纤维混凝土
尽管LSFRC上下表面的一定厚度范围内得以加强，但是其中间的素混凝土层却成了薄弱环节。虽然其抗折强度和疲劳强度经试验证明都有很大提高，可其延性、韧性、抗渗性及耐久性却增长不大，一旦表层钢纤维磨出后将会存在安全隐患。
层布式混杂纤维混凝土(LayerHybridFiberReinforcedConcrete简称LHFRC)是在LSFRC基础上掺入0.1%的聚丙烯纤维，把大量细而短，具有较高抗拉强度、高极限延伸率的聚丙烯纤维均匀分布在上、下层钢纤维混凝土和中间层的素混凝土中。可以理解为是混杂合成纤维混凝土和层布式钢纤维混凝土的融合。
LHFRC在增强混凝土抗压强度方面的影响并不明显，与素混凝土相比，其对混凝土的强度提高仅为0.3%左右，且其抗压强度比层布式钢纤维混凝土低4%左右。
LHFRC在增强混凝土抗折强度有明显的提高，与素混凝土相比，其对素混凝土的抗折强度提高20%左右，与层布式钢纤维混凝土相比，其对层布式钢纤维混凝土的抗折强度提高2.6%，但对混凝土的抗折弹性模量的影响不大，层布式混杂纤维混凝土的抗折弹性模量比素混凝土的高1.3%，比层布式钢纤维混凝土低0.3%。
LHFRC在增强混凝土弯曲韧性有明显的提高，弯曲韧性指数是素混凝土8倍左右，是层布式钢纤维混凝土的1.3倍，明显提高了混凝土的韧性。
在LHFRC中，由于两种或多种纤维在混凝土中的表现不同，我们可以根据工程的需要，利用合成纤维、钢纤维在混凝土中的正混杂效应，提高材料的延性、耐久性、韧性、初裂强度、抗折强度、抗拉强度等方面大幅度提高，延长材料的使用寿命和改善材料的质量。
3理论支持
尽管掺入混凝土基体中的高模量纤维(如钢纤维)主要起增强、增韧作用，然而纤维对基体的增强理论至今未能满意地解决，仍以复合理论和纤维间距理论并存。
复合理论是研究脆性纤维增强延性基体材料(FRP)的增强理论时提出的，将复合材料基体的性能视为与复合前完全一样，此时按混合法则计算是可行的。
纤维间距理论又称阻裂理论，是Rmualdi及其同事Batson等根据线弹性断裂力学而提出的，该理论认为纤维的增强作用仅与均匀分布的纤维间距(最小间距)有关。
这两种理论并不能充分地解析纤维混凝土对基体增强，复合材料理论忽略了纤维对基体的阻裂作用，即忽略了复合带来的耦合效应；纤维间距理论最大缺点是忽略了纤维自身耦合作用，而片面地强调纤维的阻裂作用，并且起决定作用的纤维间距应为纤维理论间距。
4总结
关键词：混凝土，裂缝，产生，控制
混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂缝较为普遍，在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。
在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。
1裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。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裂能力时，即会出现裂缝。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、时干时湿，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）×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
2温度应力的分析
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：
（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约28天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。
（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。
根据温度应力引起的原因可分为两类：
（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。
（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。
这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。发表论文。发表论文。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。
3温度的控制和防止裂缝的措施
为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
控制温度的措施如下：
（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；
（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；
（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；
（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；
（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；
（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；
改善约束条件的措施是：
（1）合理地分缝分块；
（2）避免基础过大起伏；
（3）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；
此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。
加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用高效减水剂，笔者在实践中总结出其主要作用为：
（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。
（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用高效减水剂可使混凝土用水量减少25％。
（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加高效减水剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少10％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。
（4）高效减水剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。
（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。
（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。高效减水剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。
（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。
（8）掺高效减水剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩.
许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。
4混凝土的早期养护
实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：
1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。
2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。
3）防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。
混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。
以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。发表论文。
9 结语
以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。
【关键词】高强钢骨混凝土；应用与发展；桥梁工程 三向应力
1. 高强钢骨混凝土综述
HSRC结构是在钢筋混凝土内部埋置型钢或焊接钢构件，并使钢骨与混凝土组合成为一个整体共同工作，而形成的一种组合结构。其特点如下：
图1 高强混凝土箱梁
图2 PCI研究用T梁（1）与钢筋混凝土结构相比，由于配置了钢骨，使构件的承载力大大提高，从而有效的减小了梁柱截面尺寸，尤其是抗剪承载力提高、延性加大，显著改善了抗震性能。
（2）与钢结构相比，钢骨高强混凝土构件的外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲，提高构件的整体刚度，显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能，使钢材的强度得以充分发挥。同时，外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。
（3）钢骨高强混凝土结构比钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形和振动。
钢骨高强混凝土充分发挥了钢与混凝土两种材料的优点，在桥梁工程中得到了广泛的应用，但到目前为止，国内外对其研究的成果多集中于构件的强度、刚度等方面，在施工方面经验不多，可供参考的资料很少。而施工现场的施工质量又严重影响着这种组合结构性能的充分发挥。笔者结合试验过程及具体的工程实践提出确保钢骨高强混凝土桥梁抗震延性的施工质量控制措施。
2. 典型高强钢骨混凝土桥工艺参数分析
苏州建园建设工程顾问有限公司以苏州地区典型桥梁做研究。高新区寒山桥是此研究工程项目之一。此桥的特殊之处是东西两侧分别采用强度为70～100N／平方毫米高强钢骨混凝土梁（图1）和强度为35～40N／平方毫米T梁（图2）。对不同混凝土进行造价比较。经比较，对于常规混凝土跨径37m的梁，当采用高强钢骨混凝土时跨径可达44m。
图3 最优造价曲线 高强钢骨混凝土具有较高的强度，因此可加大跨径或当跨径不变时可采用较小的梁高。同时，高强钢骨混凝土抗渗能力较强，因而氯化物的渗入可减少一半，从而提高结构的耐久性。在桥梁结构中采用高强钢骨混凝土，效果十分明显。苏州建园建设工程顾问有限公司对常用的预应力混凝土梁进行优化设计。进行经费用户效益分析如（图3）， 对于图3所示的曲线分三部分讨论：
2.1 针对跨径小于27.4m的梁。此类梁的控制条件为预加应力阶段的初始预应力。由于预加应力阶段的恒载长久起作用，对于所述跨径采用高胆混凝土无实际意义。
2.2 针对跨径27.4～30.5m，混凝土强度41～55MPa和跨径27.4～33.5m，混凝土强度≥55MPa的情况。由于采用高强钢骨混凝土，梁距可以加大。在此范围存在着梁距加大带来的节约及由此引起单位桥面费用增加的平衡点。
2.3 针对跨径大于30.5m，混凝土强度在41～55MPa和跨径大于33.5m，混凝土强度大于55MPa的情况。这个范围代表了所分析断面高强钢骨混凝土的最优效益。图3还反映出：
（1）随着梁混凝土强度的递增，最优造价曲线右移。这意味着在单位造价不增加的情况下，梁的跨径增大了。
（2）梁混凝土强度超过 69MPa效益减小心高强钢骨混凝土用于较小跨径时无明显效益。
近些年来，苏州市交通局和苏州建园建设工程顾问有限公司对采用高效预应力高强钢骨混凝土在桥梁工程中的应用进行了较为深入的研究。以图4断面为例，由表1可以看出，苏州地区采用高性能混凝土空心板较普通PC空心板可节省混凝土 35％以上，可节省钢铰线15％以上，在16～30m跨径范围内，材料费用节省20％。因此对于公路桥梁工程中大量使用的空心板采用高性能混凝土井进行优化设计，其经济效益十分可观。
图4 L=16m中板优化断面
图5 焊接顺序 3. 提高钢骨高强钢骨混凝土质量的施工措施
施工现场的施工质量严重影响着这种组合结构性能的充分发挥，笔者结合工程的调查分析对组合结构中钢骨柱施工质量的缺陷及原因进行分析， 结果显示钢骨高强钢骨混凝土柱施工质量缺陷主要表现在焊接质量差、H 型钢柱不垂直、纵向产生弯曲、钢牛腿标高出现偏差四个方面。其中焊接质量差、H 型钢柱不垂直，是影响钢骨高强钢骨混凝土柱延性的主要原因。为此我们提出如下改进工艺：
3.1 提高焊接质量的施工工艺措施。
（1）焊接前应先进行工艺试验，以取得最佳工艺系数，达到工艺合格、质量可靠和降低成本的目的。
（2）在焊接时改手工焊为采用ZXGI000R自动埋弧焊机，焊接时在其焊缝的两端配置引入板、引出板，做到引入板、引出板与被焊件的坡口形式相同，其长度大于60 mm ，宽度大于50 mm ，焊缝引入、引出的长度大于25 mm ，焊缝焊接完毕后用气割割除，并修磨平整。
（3）焊接时在专用的焊接胎膜上作全自动埋弧焊，按焊接工艺要求的焊接顺序进行施工，减少焊接变形。焊接顺序见图5 。
（4）施焊时，每条焊缝原则上要连续操作完成，不得不在T 字口和构件边缘停弧或换焊条时，施焊后的焊缝应立即覆盖岩棉材料给予保温，延长焊件降温时间。
（5）配置超声波探伤人员跟班检查焊接质量，不合格者应及时返修。
3.2 减少焊接变形的方法。
（1） 采用拼装模架将H 型、十字型钢板拼装成型，拼装模架如图6所示。
图6 拼装模架（2）拼装后的几何尺寸经检验合格后进行定位点焊，定位点焊的焊缝长度为60 mm ，焊缝的间隔为200 mm ，焊缝高度为6 mm。
（3）对埋弧焊电流、电压、焊接速度参数进行监控，电流：600 A～650 A ，电弧电压：35 V～38 V ，焊接速度： 0. 42 m/ min。
（4）为防止受热不均匀造成过大变形，施焊前应进行预热，预热区域应在焊缝的两侧各100 mm ，使其产生相应的反变形。
（5）划线下料应考虑焊接收缩量，以满足组焊成型后设计尺寸，使吊装就位后保证柱顶、孔眼标高一致。
4. 结论与建议
（1）钢骨高强钢骨混凝土组合结构是钢与混凝土的优点结合，是建造高层与大跨度结构较好的途径，在我国具有广阔的前景， 施工现场的施工质量严重影响着这种组合结构性能的充分发挥，探讨它的施工方法和施工工艺具有深远的意义。
（2）采用高强钢骨混凝土梁板断面高度可以降低，从而较少工程投资，这对于新建和重建桥梁均具有重要意义。
参考文献
［1］ “高强钢骨混凝土的研究及应用” 谢剑学 甘肃工业大学硕士研究生毕业论文，2000.
关键词：混凝土，温度应力，裂缝控制
混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂缝较为普遍，在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。
在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。发表论文，温度应力。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。
1 裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。发表论文，温度应力。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裂能力时，即会出现裂缝。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。发表论文，温度应力。如养护不周、时干时湿，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）×104， 长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
2 温度应力的分析
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：
（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。
（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。发表论文，温度应力。
（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。
根据温度应力引起的原因可分为两类：
（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。
（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。
这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。
3 温度的控制和防止裂缝的措施
为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
控制温度的措施如下：
（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；
（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；
（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；
（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；
（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；
（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；
改善约束条件的措施是：
（1）合理地分缝分块；
（2）避免基础过大起伏；
（3）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；
此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。发表论文，温度应力。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。
为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂，笔者在实践中总结出其主要作用为：
（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。
（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。
（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。
（4）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。
（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。
（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。
（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。
（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩.
许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。
4 混凝土的早期养护
实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：
1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。
2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。
3）防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。
混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。
适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。
从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。发表论文，温度应力。
5 结束语
以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。