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随着混凝土技术的进步和发展，高强混凝土(以下简作HSC)的应用已越来越广。《高强混凝土结构技术规程》(CECS104：99，以下简作《规程》)已于1999年颁布实施，必将进一步推动HSC的设计和应用。由于HSC的强度和质量要求的提高以及大量掺合料的使用，与普通混凝土相比，无论是试件强度检验、构件强度检验，尤其是质量检验验收标准等，均提出了许多新的问题和更高的要求。甚至产生了这样一种概念：配制和生产HSC已不存在太多困难，而如何准确测定评价HSC的强度，己成为急需解决的技术难题。我们在相关试验研究和实际工作中也遇到了许多此类问题。如试件强度远低于或远高于实际构件混凝土强度；构件混凝土强度采用何种无损检测方法准确评价等等。本文主要就此提出相关问题和建议，以期在推广应用HSC的同时，更好地把握和确保工程质量。
2．HSC的试件强度检验
2．1试件尺寸和平整度
随着HSC强度的不断提高，试验机量程的限制，以及骨料最大粒径一般为25mm，因此，在科学研究和实际工作中不可避免地采用100×100×100(mm)的立方试件。在普通混凝土中，与标准试件150×150×150(mm)的尺寸换算系数为0.95。而HSC中一般均小于此值。且随着强度提高，折算系数下降。《规程》中提出的100mm立方体试件折算成标准尺寸试件的折算系数如表1:
表1
Fcu,10(MPa)KFcu,10(MPa)K
≤550.9576--850.92
56--650.9486--950.91
66--750.93>960.90
问题的关键在于强度提高何以使折算系数下降。普通混凝土中主要认为是大试件存在内部缺陷概率高，在HSC中同样有这一因素，但还存在更重要的因素，其中最主要的是试件平整度。试件强度越低，塑性越大，可调变形量大，表面平整度对实际强度的影响就越小。试件强度越高，材料脆性越大，可调变形量小，表面不平整度和不平行度对实际强度的影响就越大。通常情况下，小试件的表面平整度和平行度均高于大试件。因而许多试验结果(清华大学、北京城建集团构件厂等)表明，其折算系数比《规程》提供的值更低(平均强度Fcu,10=70.4MPa，K实=090；Fcu,10=60MPa，K实=0.92)。但我们采用相对严格平整的大小试件试验结果表明，C60～C80的混凝土强度折算系数均为0.95。因此，当用小试件结果换算标准尺寸强度时须注意这一问题。虽然我们还很难定量描述试件不平整度对强度影响率，但对HSC强度试件保证足够的表面平整度和平行度是必需的，必要时对试件进行磨平抛光，否则将严重降低强度值，亦即要选用优质的混凝土试模，并做到严格的定期检验和修正。同样对试验机的承压板也应及时检验。
此外，试验操作时的试件偏心受压对HSC的影响率比普通混凝土要大，试件尺寸越小，越易引起偏心，使测试结果偏低。虽然试件表面不平整度、不平行度和偏心受压，均使测试结果偏小，对结构物是安全的，但科学地准确评价HSC的强度，确保测试结果与实际强度的一致性是我们的宗旨。当用小试件折算标准试件强度时更应引起重视。
2.2试验和养护条件对测试结果的影响
当标准试件的抗压强度大于70MPa时，对部份试验室所拥有的2000kN试验机来说，已达量程的80％以上，对测试结果将有一定影响。这仅仅是问题的一部分。由于不同生产厂家，不同构造型式的试验机刚度不尽一致，同量程试验机对同一批HSC试件测试结果也会有差异，不同量程试验机的测试结果差异就更大。如清华大学的一组试验结果如表2。
表2
试验机标准试件平均强度(MPa)(55组)fcu100mm立方体试件平均强度(55组)f′cufcu/f′cu
长春产5000kN59.768.60.87
长春产2000kN63.869.40.92
无锡产2000kN65.173.10.89
芬兰和日本也用不同试验机对测试结果的影响做过研究。如芬兰采用20台试验机对80MPaHSC试验结果显示，强度最低组与最高组之比为75％；对40MPa的混凝土，其比值升高为85％。日本也同样采用20台不同试验机对100MPa和60MPa的两批HSC进行试验，结果表明强度最低组与最高组之比值分别为69％和76%。所有这些试验资料均说明一个问题：随HSC强度等级的提高，不同试验机对测试结果的影响变得显著，而对低强混凝土的影响相对就较小，这是试验检测中有待研究和引起足够重视的。
养护条件对测试结果的影响。主要指早期养护和温湿度。试件成型后通常经24h后脱模。由于大部分试验室(特别是江南)成型时无恒温、恒湿条件，春夏秋冬四季温差和相对温度差异较大，试模内的24h非旦严重影响HSC的早期强度，也直接影响到28天强度。我们在20℃和10℃，相对湿度80％和75％条件下，配制C60HSC，测得的结果表明，7天强度相差10％，28天强度差7.5％。而对C20～C30混凝土的影响很小。这是因为HSC的W／B小，早期强度发展快，温度敏感性大。因此，在配制HSC时，如无恒温恒湿条件，则成型后必须立即移入养护室护养，如若无此条件，则尽可能缩短在试模内的时间，提前拆模。并且表面覆盖塑料膜或其它保温保湿措施，严防水份挥发影响强度。
另一方面，我国普通混凝土的标准养护条件是20±3℃，相对湿度90％以上或水中养护。亦即表明相对温度90％以上养护与水中养护对强度影响不大。对HSC来说，由于本身非常致密，后期失水或吸入水份的可能性均较小，特别是当W／B小于0.28时，试件内部处于相对缺水状态，加之HSC自收缩较大，故水中养护产生的表层湿胀，易加重试件内外的应力差，导致试件强度降低。如水中养护试件经24h空气干燥后，重量几乎不变，但由于应力差减弱，C60HSC的强度提高78％，而C25混凝土强度几乎不变。因为高W／C低强混凝土早期失去的往往是自由水，对强度影响不大，后期继续干燥产生的强度提高，通常认为是软化系数的概念，这一点是有别于HSC的。W／B小于0.4时水中养护试件，经劈裂试验，仅表层20mm左右湿润，内部均较干燥。因此，作者认为，HSC养护最佳湿度条件是90％以上潮湿空气(与普通混凝土一致化)或简单的塑料膜密封养护。
3HSC试件强度与构件混凝土强度的相关性
前面分析讨论的影响试件强度的因素，总的来说是导致试验结果偏低，这对安全是有益的。但水化热问题，自收缩问题及现场养护条件问题，情况就比较复杂。
3.1水化热对强度的影响
通常我们把最小截面尺寸大于1m的构件称之为大体积混凝土，必须采取有效措施控制水化热引起的内外温差。其主要目的是防止温差裂缝的产生，而对温度升高引起强度的变化问题未加重视。GB5020492和《规程》中也未提及。对截面尺寸大于0.6m的梁板构件，在普通混凝土中可以说很少对水化热问题引起重视，但对HSC来说，由于水泥用量的增加，水化热引起的温差应力和温度对强度的影响已显得十分重要。有资料表明［1］,当水泥用量达400kg／m3时，0.5m厚的试件中心温峰可达45℃(环境温度20℃)，虽然温差尚在GB5020492规范允许范围内，但对硅酸盐水泥或普通水泥配制的混凝土而言，足以使28天及后期强度显著下降。如环境温度升高，或水泥用量进一步增加，一方面绝对温升将显著提高；另一方面，温峰出现的时间更早，高效减水剂的使用也将加剧这一现象，对混凝土强度造成的危害更大。当然，混凝土厚度提高，绝对温度也更高，如1.5m厚时中心温峰可达65℃(水泥400kg／m3，环境温度20℃)。因此，必须注意到试件尺寸小受水化热影响小，从而使试件强度尤其是长期强度高于实际构件强度，特别对采用纯硅酸盐水泥或普通水泥配制的HSC或较大构件尺寸的混凝土更应引起重视。
当采用较高掺量掺合料时，特别是掺用粉煤灰(FA)、矿渣(SG)或沸石粉时，情况则完全相反。因水化热对这类混凝土的早期和后期强度均十分有利，试件强度就会小于构件混凝土实际强度值。但掺硅粉混凝土例外。因此，对HSC而言，截面最小尺寸超过05m的构件就应对水化热问题引起足够重视，且不是简单的控制温差，更重要的是控制绝对温升。其中最有效的办法就是掺用适量FA、SG或沸石粉。
3.2自收缩对强度的影响
HSC的自收缩值7天可达100×10-6mm以上,人们普遍关心的是对HSC裂缝影响，尤其是早期裂缝，但对强度的影响研究很少。从某种意义上来说，在钢筋混凝土构件中，自收缩引起的微裂纹(假如存在)在钢筋等约束条件下，对抗压强度影响可能很小，但也正因为钢筋约束使混凝土处于拉应力状态，对抗拉强度产生较大影响。此时，若以试件劈拉强度或轴拉强度来推算构件混凝土抗拉强度时，就会显得不安全。因为试件尺寸小和自由度大，自收缩引起的拉应力几乎可忽略，当以抗压强度折算抗拉强度时也应注意这一问题，但其影响值有多大，有待进一步研究。
3.3自然养护条件对强度的影响
湿度条件对普通混凝土的强度影响非常显著，对尺寸相对较大的构件，常出现表层混凝土强度低于内部强度的现象。主要是水灰比大，孔隙多，失水过早、过多所致。试件的尺寸相对较小，若不经潮湿养护，也有可能导致试件强度低于实际构件强度。对HSC来说，关键是早期潮湿养护非常重要，而后期因混凝土较致密，很难失水，湿度条件对强度的影响相对较小。
温度条件对普通混凝土强度亦有影响，但远不及对HSC来得显著。
(1)硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的HSC(不掺或掺很少量混合材)，由于水化热的作用，试件强度往往高于构件混凝土实际强度，表层强度高于内部强度，这在夏季施工时尤为显著。当试件采用标准养护(非现场养护)时，试件强度将更加偏高。即使冬季施工，当构件尺寸较大时，试件强度仍有可能高于实际构件强度。这是非常值得重视的。
(2)掺大量混合材配制的HSC，情况与上述相反。如大量掺入粉煤灰、普通磨细矿渣或沸石粉配制的HSC，水化热只要不引起较大的温差应力，它将大大有利于混凝土强度的提高，此时试件强度低于构件实际强度，内部强度则高于表层强度，冬季施工、现场自然养护时更显著。夏季施工时，若试件采用标准养护，则试件强度更低于构件实际强度，可以这样说，20±3℃的标准养护条件，对普通水泥和硅酸盐水泥混凝土是适宜温度，面对高掺量混合材配制的HSC，这一“标准”温度应高得多。认识这一点是非常必要的，它从另一个侧面要求我们在配制HSC时，尽可能多地掺用粉煤灰、矿渣和沸石粉。
4构件混凝土强度评定
(1)回弹法只能评定C50以下的构件混凝土强度。若要采用这一简单的方法评定HSC的强度，就必须建立新的测强曲线或研制新型的回弹仪。这是一件很迫切的工作。
(2)超声波法、超声回弹综合法和拔出法的仪器设备，理论上对HSC也是适用的，但由于弹性模量，拉、剪强度与抗压强度的非同步增长，故需尽快建立相应的测强曲线。上海建科院和同济大学已开展了相关研究〔2〕，但全国各地差异较大，一方面宜建立地方性测强曲线，另一方面需要全国通力合作，建立全国通用曲线。
(3)钻芯法是最值接的评定方法，通常也是最可靠的构件混凝土强度检测法。但在HSC中应用，钻机钻取芯样时必须有非常优异的稳定性，一旦钻机颤动，表面出现波纹状，将使芯样强度严重降低，类似于＜C10的混凝土，钻切加工引起损伤，使强度偏低。因此钻芯设备必须有很高的精度。芯样承压面的平整光洁度，当能满足普通混凝土要求时，对HSC影响可能仍较大，承压面必须严格平整光洁平行。当采用抹平处理时，必须保证抹平材料强度与混凝土强度接近，偏低或偏高均会导致试件强度偏低。因此，对HSC构件强度检测方法、除钻芯法尚能应用外，其余检测方法急需科研院校和仪器设备生产厂家的联合攻关。
5几点建议
(1)HSC的试模必须严格保证足够的尺寸和平面、直角精度，以确保试件质量，必要时磨平抛光，否则使试件强度偏低。试验操作时须特别仔细。
(2)试验机必须保证足够的刚度，尽可能采用较大量程的试验机，以免使测试结果偏大。
(3)加强早期保湿养护或提早拆模，防止早期失水。尽可能采用潮湿养护。
(4)对不掺混合材的HSC，试件强度可能高于实际强度，特别是构件尺寸≥50cm或夏季施工时更要注意其强度修正。
(5)对高掺量混合材HSC，试件强度往往低于构件强度。冬季施工或采用标准养护时更应引起重视。
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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.
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1 材料选用
1.1 低用水量和低水胶比
高强度混凝土的水胶比要小于0.40，C60~ C70高强度混凝土的水胶比宜低于0.36，C80以上水胶比一般小于0.30，此时，必须掺入高效减水剂，以保持投拌合物在低用水量时的流动度。
1.2 水泥
配制高强度混凝土在选择水泥时应注意它与可能选用的高效减水剂之间的相容性，适于配置高强度混凝土的水泥主要有硅酸盐类和硫铝酸盐系两大类'在建筑工程中的硅酸盐水泥主要有/快硬硅酸盐水泥#高强度硅酸水泥#快硬无收缩硅酸盐水泥，硫铝酸盐类主要用于配制修补工程用的高强水泥。
1.3 高效减水剂
荼磺酸盐甲醛缩合物，其减水效果与磺酸基在荼环上的位置及缩合核体数有关$根据硫酸钠含量不同，有高浓与低浓之别，由于高强混凝土掺高效减水剂剂量较大，以用高浓产品为宜。
1.4 矿物掺合料
1.4.1 硅粉，硅粉混凝土具有早强的特点，但后期强度增长幅度小，硅粉的价格昂贵，掺量大时不仅增加材料费用，而且也使粘聚性增加，增加搅拌和浇注的困难，对于强度不很高的高强混凝土，硅粉的掺量较低;
1.4.2 磨细高炉矿渣，磨细矿渣能水化并生成凝胶，能改善混凝土的微观结构，并使之密化，对强度和耐久性起着有利的作用，超细矿渣不仅有很高活性，而且能明显改善全部胶凝材料的颗粒级配，使之更为密实;
2 施工工艺
2.1 浇筑
2.1.1 尽可能使混凝土一次浇筑到位，避免混凝土堆积或倾斜，对下料斗的出料严格控制，缓缓推动料斗，从而形成带状浇筑。
2.1.2 整层浇筑，避免大块或斜层浇筑，这样往往容易造成混凝土离析(特别是当新制混凝土不具粘合性时)，每层浇筑厚度应予以限制，采用薄层浇筑方法，一般每层厚度不超过30cm，以免顶层混凝土的重量使底层的空气无法逸出，滞留在内的空气导致混凝土捣实不全，使表面出现缺陷;
2.1.3 尽可能快地灌筑混凝土，但这一速度不能超过震捣施工方法和设备允许的限度，一般混凝土浇筑速在，15m3/h左右，灌筑与振捣的速度应协调、均衡;
2.1.4 降低混凝土入模温度，如何降低混凝土入模温度是施工控制的重点之一，可以采取水泥罐加遮阳棚，并洒冷水降温，砂石料洒冷水降温，并用篷布覆盖，拌合用水采用井水，必要时加冰块或增加制冷机组，充分利用温低的时间浇筑混凝土等措施，保证混凝土入模温度不高于32℃(冬季施工混凝土入模温度不低于5℃)，并且保证混凝土浇筑后混凝土的内外温差不超过25℃。
2.2 震捣
采用附着式振捣器配以插入式振捣棒进行。一般剪力墙截面较窄，深度较深，加之较密的配筋，插入式振捣棒很难插到底，只有靠附着式振动器振捣，附着式振捣器的数量和间距应该符合下列要求:(1)无论朝什么方向，它们之间的间距控制在.3mm左右;(2)在接合处和拐弯的地方，它们的有效距离将缩短，所以可安置在距角落和交会处2m的地方，常设置双排振捣器及梅花状布置。(3)在混凝土施工开始前，打开振捣器并用手在模板上移动，以感受振动，并且看看是否有明显的强、弱区，特别是确定没有死角，否则要调整振捣器的位置，在全区域内获得一致的振捣效果。
2.3 养护
高强混凝土养护应注意:
(1)加强混凝土外部保温内部降温措施，浇筑混凝土前可在模板外缠花塑料布后再包裹棚布，保证混凝土内外温差不大于25℃，减少混凝土外表层与其环境温差，若混凝土环境温差与混凝土外表温差较大，宜在模板外、缠花塑料布内设置保温层或通少量蒸气提高环境温度。混凝土顶面要及时覆盖洒水保湿、保温养生，达到一定强度后要及时凿毛，露出石子。
(2)混凝土自然养护时间为2~4小时，蒸气养护时应控制好升降温速度，升温时应控制在)15℃/h，防止升温过快混凝土表面体积膨胀太快而产生裂缝，恒温时是混凝土强度增长的主要阶段，恒温温度和时间是恒温期决定混凝土强度及物理力学性能的工艺参数，混凝土在恒温时的硬化温度取决于水泥品种、水灰比。有活性掺合料的高强混凝土恒温要比普通混凝土高，一般要达到70℃，左右，相对温度保证在70~100%。降温时，应控制在10℃/h，而且养护罩要密闭，当混凝土温度与外界温度不超过20℃时方可撤出护罩，冬季施工时尤其注意，否则会出现结构沿预留管道方向产生裂纹和其它收缩裂纹。拆模时，如果外界温度高于10℃应对梁体洒水养护。切勿猛浇大量冷水，以免混凝土突然降温而产生裂纹，拆模后要加以覆盖养护防止降温过快产生裂纹。
(3)高强混凝土的养护控制。高强度混凝土在浇完毕后应在8小时内加覆盖并浇水或喷洒养护剂养护，浇水养护日期不得少于14天。由于高强混凝土水灰比低，部分水泥得不到水化，因而易引起后期强度降低或结构开裂，所以养护显得尤其重要，一般尽量避开炎热天气下施工，如混凝土量不多可安排在早、晚施工，否则必须采取降温措施。
2.4 温控
剪力墙高强混凝土体积大，热量不易散失，应该在浇筑后及时布置测温点，进行温度的测量和控制，并根据检测结果及时采取必要措施。
应该在混凝土表面、中间及变截面处应力集中的部位设计测温点，进行温度跟踪，采用温度计观测记录各测温点温度及环境温度，测温频率为1次/2h，做好记录，通过分析，采取必要措施，如调整冷却水流速及流量等，以些调节混凝土内部温度，延长拆模时间，待混凝土内部最高温度降到50℃，左右再拆模，拆模后及时洒温水(水温根据混凝土表面温度定)覆盖保湿、保温养生至少14d。
3 施工实例分析
某高层建筑工程项目，地上五层，地下一层，框架-剪力墙结构，剪力墙采用C50混凝土，双向配筋，配筋较密，剪力墙施工正值7月份，白天室内外温度45℃左右，天气炎热。出于对施工质量的考虑，在剪力墙施工时，采用了如下措施:
3.1 严格骨料配置，优选掺合料和添加剂
项目靠江，所以选择15mm以下的卵石，采用硅酸盐水泥并掺粉煤灰，高效减水剂。
3.2 优化施工工艺，提高浇筑质量
由于施工时值夏天，白天温度很高，不宜浇筑，所以剪力墙高强混凝土选择在深夜浇筑;骨料在拌和前浇洒低温自来水;浇筑时严格控制出料口和浇筑面的高差，避免混凝土离析，两台混凝土泵同时浇筑，一面墙一次性浇筑完毕;采用附着式振捣器配以插入式高频振捣棒相结合的方式进行震捣，确保混凝土密实，在剪力墙底部、中部和中上部采用附着式振捣器，墙体双面模板同时安装四台震捣器，墙体上部采用多台高频震捣棒同时震捣，并严格按照(快插慢拔、直上直下)的原则，采用梅花型布置震捣点，并控制点间距不大于40)，震动器的影响半径，一般为70mm左右，震捣上层混凝土时插入下层混凝土70mm左右，尽量避免震捣棒碰上钢筋。
3.3 严格养护措施
混凝土浇筑时温度高，浇筑后及时养护，派专人负责洒水、盖草袋;在墙体下部、中部和底部布置测温点，严格控制混凝土内部温度和内外温差，每隔2小时测温一次，并做记录，绘制温度曲线。
采用如上措施后，经过观察和测量，该项目剪力墙高强混凝土的施工质量很好，回弹仪检测后认为强度达到要求，拆模后混凝土表面平整、无裂缝，达到设计要求，业主和监理都很满意。
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1 概述
大庆油改煤工程主体由东北电力设计院设计，锅炉本体部分由哈尔滨锅炉厂设计制造供货，为HG-410/9.8-HM16型锅炉，锅炉为单锅筒、自然循环锅炉、集中下降管倒U型布置和固态排渣煤粉炉，锅炉前部为炉膛，四周布满膜式水冷壁，炉膛出口处布置屏式过热器，水平烟道装设两级对流过热器，炉顶水平烟道转向室和尾部包墙采用膜式管包敷，尾部竖井烟道中交错布置两级省煤器和两级空气预热器。论文参考，吊装。
锅炉构架采用全钢结构，均为焊接形式，炉膛过热器和上级省煤器以及省煤器出口灰斗均悬吊在顶板上，尾部空气预热器和下级省煤器支撑在后部柱和梁上。
本项目主要针对国内焊接结构的410T及以上的电站锅炉的结构特点，打破以往吊装方法，变侧前开口为侧后开口，并改顶板组件部分次梁缓装，受热面大件吊装穿插于钢结构吊装过程中。本项目的实施，减少了大件的倒钩次数，增大了吊装过程的安全性，可靠性，使方案更加合理，较同类型机组锅炉吊装工期提前15天。本项目主要是结合了焊接结构与高强螺栓结构的钢结构特点，并将二者吊装方法即侧开口和顶开口有机的融合在一起，同时将受热面大件吊装穿插与钢结构吊装过程中。本项目应用于宏伟电厂二期工程4、5号炉大件吊装过程中，两台炉的工期较同类型锅炉吊装工期提前30天，为4号炉封闭和5号炉吊装到顶赢得了时间。
2 吊装方法的分析和改进
2.1原有的成型吊装方法及特点
查阅以往新华、富拉尔基及宏伟热电厂一期工程等施工组织设计，其结构基本与此炉一致。其开口的选定均为Z1-Z2间即侧前开口，新华工程顶板组件整体吊装，富拉尔基工程顶板组件分4件吊装，吊装结束后再吊水冷壁，宏伟电厂一期1、2、3号炉均是顶板组件整体吊装，吊装结束后再吊水冷壁，宏伟电厂一期1、2、3号炉均是顶板组件整体吊装，然后吊装火室部分。
综合上述安装方法有如下特点：
2.1.1混凝土框架为预制，与锅炉同步安装，硬支撑可以借助混凝土框架。
2.1.2顶板结构整体吊装找正后，再吊火室部分，结构稳定，但较保守。论文参考，吊装。
2.1.3借助煤仓间混凝土框架，用配制的钢梁加固炉前Z1柱以防Z1柱变形。
2.1.4炉前Z1柱与混凝土框架需连接8道硬支撑。
2.1.5火室部分组件倒钩次数多，安全性差。
2.2 改进后的吊装方法及特点分析
宏伟热电厂二期工程混凝土为现场浇制结构，混凝土结构不能与锅炉吊装同步，所以锅炉吊装固定不能借助煤仓间框架，从而给锅炉吊装提出了心的课题，必须改进原方案。经过研究商讨，从安全角度出发，首先选择吊装尾部Z5柱组件，利用拖拉绳固定方式，即从后向前吊装，在吊装过程中，如采用Z1-Z2开口，炉前Z1柱因煤仓间框架无法达到支点高度，所以只有改变原方案，采取Z2－Z3间开口，Z2-Z3开口有如下特点：
2.2.1减少了加固用的钢材，如按Z1－Z2开口需要如下材料加固型钢I402.7T，20厚钢板0.9T，焊条200KG。论文参考，吊装。
2.2.2省煤器出口灰斗可以从底侧用两台吊车直接就位，如按Z1-Z2开口省煤器灰斗（重22T）须临时吊挂于钢梁上，安全性不可靠。论文参考，吊装。
2.2.3吊装火室部分比较困难，危险性大。
针对2.2.3进行分析，研究顶板图纸，根据高强螺栓结构的吊装经验，采取顶板组件部分顶开口，次梁DL-26、DL-27、DL-28、DL-22、23、24可缓吊，不影响整体结构，这样解决了吊装火室的危险性，每个组件供需倒用一钩，即先吊前部顶板组件，然后吊火室部分。再吊顶板组件，使Z2－Z3间为大开口，吊装水冷壁水冷壁组件将组件临时挂至DL-2顶板上，然后用吊车倒钩即可直接就位，解决了吊装火室问题。采用上述吊装方案，除上述优点外，水冷壁组件吊装工期较原方案提前6天，吊装省煤器灰斗提前3天。因为省煤器出口灰斗临时存放后，还须吊装就位，前部Z1柱硬支撑安装与Z1柱加固提前3天，尾部烟道吊装提前2天，前包墙吊装提前1天，总体吊装工期提前15天，安全性大大保证，但有一定风险性，结构稳定性差，但通过实践证明是可行的 。
3结论
篇5
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.
篇6
高强高性能混凝土在我国的混凝土领域中还处于一个初级阶段，其研究和探索也是一个起步阶段，是推动十大建设新技术发展的核心内容之一，更是目前混凝土技术中最为关键的一个环节。
1、概念
所谓的高强高性能混凝土主要指的是在施工中以掺加高性能混凝土添加剂和活性掺合料为主的混凝土结构体系，同时也是采用高强度等级的水泥和优质刮料，这种混凝土结构的应用是一套综合性的、系统的工程施工流程，也是混凝土工程领域中应用最多的一项。这种混凝土结构体系的应用中规定了钢筋混凝土结构等级和强度不应当低于C15，而对于整个混凝土强度的范围等级而言，其通常都应当从C15～C80之间去综合分析。
2、形成高强高性能混凝土的途径
在目前的建筑工程领域中，获得高强高性能混凝土的最佳途径在于在传统的混凝土工程中掺入一定的外加剂和活性掺合料，并同时采用高等级的水泥和骨料作为施工原材料，从而形成一个抗拉强度高、抗弯等级好、冲击韧性的一种综合性措施，这种混凝土结构在目前已经广泛的应用在各类建筑工程之中，我们常见的高强高性能混凝土主要包含有钢纤维混凝土、聚酯纤维混凝土等。
二、高强高性能混凝土施工特点
在现代建筑工程领域中，混凝土结构不断涌现，其施工数量、施工规模也得到了显著的提升。高强高性能混凝土作为目前建筑工程领域中较为常见的一种，其以适应建筑物高层化、超高层化和大型化发展趋势的混凝土体系，同时还有着能够满足混凝土荷载、大跨度发展的现代化木工建设要求。在现阶段的工程项目中，这一工程领域中普遍存在着强度高、刚度大、耐久性能好的要求，同时在施工中还可以有效的满足现代化生产和施工的要求。在目前的高强高性能混凝土施工中，常见的施工特点主要包含有强度高、质量轻、耐久性能好的特点。
1.强度高
高强高性能混凝土是基于普通混凝土基础上形成的一种混凝土结构体系，是目前混凝土体系中最为常见和完善的一种。时至今日的社会发展中， 一般在混凝土结构施工中普遍的特点在于其强度高于一般的混凝土，价格也节约了近一半。但是其轴承的负荷能力却也增加了一倍，但是由于在施工的过程中具有减少截面积，降低了重量的优势，使得高强高性能混凝土成为建筑行业青睐的重点，然后耐久性的技术要求的基础上，逐渐发展成为一个高强度和高性能混凝土。
2、质量轻
高强高性能混凝土在目前的建设工程领域中是重要的工程组成部分，由于其重量轻的特点，受到各类大型施工结构和桥梁建设的青睐与广泛应用。同时在施工的过程中，高强高性能混凝土密度小、质量高的优势，密度等级为300-1800kg/m3，比常用混凝土的密度小很多，但是其性能却不必普通混凝土小，由于其使用过程中良好的轻质、高性能、高强度要求，是桥梁建设工程领域中一项不可缺少的施工方法和施工工艺。在施工中能够合理及时的取消系统建设的支持，简化了模板结构，从而缩短项目的时间限制，获得更大的经济利益。
3、耐久性能好
高强高性能混凝土的耐久性很好，一般可达到几十年甚至上百年，是普通混凝土耐久性的3到10倍。混凝土耐久性的分析检验有两个方面：自然老化和人为劣化。自然老化是指混凝土在自然环境下随着时间增长而产生的性能破坏，例如产生裂缝、剥落、碳化等现象，结构安全度降低。人为劣化是指混凝土结构在日常使用过程中，由于各方面的人为因素导致混凝土的使用功能降低而无法再满足生产生活需要。
三、高性能混凝土技术在房屋工程施工中的应用
1、高强混凝土砌块应用
高强混凝土砌块是高强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的高强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。目前该省高强混凝土砌块的年用量达60万平方米。在北方，高强混凝土砌块主要用作墙体保温层。此种砌块是以聚苯乙烯高强塑料作为骨料，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。它具有质量轻、导热系数小、抗冻性高、防火、生产简单、造价较低、施工方便等优点。
2、在高强混凝土轻质板的应用
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高强剂和高强水泥的研究成果，开发出了粉煤灰高强水泥轻质墙板的生产技术，并得到了应用。
四、高性能混凝土技术在建筑行业的发展前景
高性能混凝土的发展前景广泛，因其具备多种优势，现在唯一需要解决的问题就是如何结合国情，在目前材料供应有限的条件下仍能够确保混凝土的施工质量。国内现有的有关高强高性能混凝土配合比的设计方案过于单一，无法满足设计不同、施工要求不同等实际施工过程中的综合要求，且缺乏对高性能混凝土科学便捷的试验评价统一标准。在高性能混凝土的运用过程中必须考虑到现场的施工环境，根据房屋设计和施工特点，有效地配合各种施工设备和施工工艺。
五、结束语
综上所述，房屋建筑施工过程中混凝土的施工是一项专业性非常强的综合作业，必须确保房屋建筑工程的施工质量。高性能混凝土的研制，突破了以往的混凝土的技术性能缺陷，同时也对节能、工程质量、环境维护等方面产生了积极的影响。因此，高性能混凝土研制成功是混凝土发展历程中的重要里程碑，也是混凝土技术性能进步的标志，其在工程上的应用范畴将越来越广泛，取得更好的技术经济效应。
篇7
0、 引言
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)以其轻质、高强、抗疲劳等优越的力学性能,广泛地应用于工程结构加固领域之中。在有些条件下传统建筑材料很难满足这种发展要求。FRP复合材料具有轻质，高强，耐腐蚀，抗疲劳，耐久性好，多功能，适用面广，可设计和易加工等多种优点。在重要的土木工程中，如超大跨，超高层，地下结构，海洋工程，高耐久性的应用，以及特殊环境工程，永久性工程，结构加固修复，都具着巨大的优越性。
1、单元有限元分析
1.1 单元有限元模型
在文献[1]中，提出了一种用单元分析FRP-混凝土界面破坏的方法。其基本思路是：用非常小的单元(0.25mm~0.5mm)来模拟混凝土和FRP 片材，在混凝土和FRP片材之间不再设置胶层，而是将二者直接联系在一起，通过混凝土单元的开裂破坏来模拟FRP的剥离。由于单元尺寸很小，因此混凝土材料的本构关系需要加以修正以考虑尺寸效应的影响。研究表明，采用有限元模型可以较好地预测FRP 和混凝土之间的面内剪切破坏。因此，使用该模型来分析FRP加固混凝土梁IC debonding 界面破坏。有限元模型中，虽然单个的混凝土单元依然基于弥散裂缝模型，但是因为单元尺寸非常小(0.5mm 以下)，因此仍然可以较好地模拟裂缝附近的变形以及滑移集中情况。
1.2 界面粘结滑移关系
对于远离受弯裂缝的FRP-混凝土界面该裂缝形状与面内剪切试验的裂缝形状很相似[1]，说明此处的粘结-滑移关系与面内剪切试验的差不多，故可直接采用由剪切试验得到的界面粘结-滑移关系。
1.3 双重剥离破坏准则
通过前面的分析可以知道，如果界面距离受弯裂缝较远，即与界面单元相连的混凝土单元没有开裂，其剥离破坏主要是由界面的整体单向相对滑动引起，滑移场比较均匀，采用普通界面单元的形函数可以较好地估计单元内部的滑移状态。
2、ANSYS有限元分析结果
基于ANSYS软件分别建立了文献[2]中的BL20-2、PPL30梁和文献[3]中的RLII-3梁的有限元计算模型，各个试件的材料参数详见文献[2-3]。为节省计算时间，根据对称性，对每个试件仅建立了1/4梁的有限元模型。
计算得到的荷载－跨中挠度曲线及与试验结果的对比见图1所示,将计算得到的梁的极限承载力与试验结果进行对比见表1所示。
（a）BL20-2梁 （b）PLL30梁 (c)RLII-3梁
图1 计算的荷载－跨中挠度曲线与试验结果的对比
表1计算极限荷载与试验结果的对比
计算的梁荷载－跨中挠度曲线与试验结果的对比可知，从加载直到屈服阶段，计算得到的荷载－挠度曲线与试验结果有很好的吻合；屈服后，BL20-2和PLL30梁的荷载－挠度曲线与试验结果吻合较好，但RLII-3梁的模拟结果与试验结果误差较大，模拟结果未能合理反映梁荷载－挠度曲线的下降段。
计算得到的三根梁的极限荷载均与试验结果有较好的吻合，即建立的有限元模型可以较好的模拟FRP加固混凝土梁的承载力。
Solid65单元使用弥散式裂缝模型，针对混凝土的开裂与压碎，ANSYS中提供了专门的图形显示命令PLCRACK。该命令用小圆圈表示混凝土的开裂部位，小八边形表示混凝土的压碎部位。如果裂缝张开后又闭合，通过小圆圈中间加X表示。此外，在每个积分点处可以有至多三个开裂面，第一、二、三方向裂缝分别用红、绿、蓝小圆圈表示。限于篇幅限制，仅将模拟得到的BL20-2梁在不同加载过程的破坏形态列出，如图2所示。
由于关闭了混凝土的压碎选项，混凝土的破坏仅以开裂体现，在破坏前期，最主要的破坏形态是梁跨中底部混凝土的开裂，且所有开裂形态基本为弯曲裂缝；在梁的中度开裂阶段，开裂高度增加，且在支座上部出现出现剪切斜裂缝；在梁的最终破坏阶段，梁的开裂进一步加剧，跨中裂缝布满整个梁高，支座处剪切斜裂缝向顶部扩展。
(a)初始开裂阶段
(b)中度破坏阶段
(c) 最终破坏阶段
图2 模拟得到的梁在不同加载阶段的破坏形态
3、结论与展望
本文在总结了国内外利用ANSYS软件对FRP加固混凝土结构进行有限元模拟分析取得的研究成果的基础上，建立了FRP加固混凝土梁的有限元计算模型，模拟得到了梁的荷载－挠度曲线，极限荷载以及梁在不同加载阶段的破坏形态；将模拟结果与试验结果进行的对比表明，所建立的有限元模型可以较为准确的模拟梁的承载能力以及破坏形态，验证了所建立的有限元模型的正确性。
随着经济高速发展和技术飞速进步，世界各国对土木工程的要求越来越高。FRP复合材料在土木工程中的应用技术与材料研究开发,在当今世界上已成为复合材料界与土木工程界共同研究开发的一个热点。该技术研究开发成功后将会极大地推动现代土木工程的技术进步。它还将为现代复合材料产业开辟出巨大的应用市场，因而具有非常广阔的发展应用前景。
作者简介：
作者简介：赵健（1979.1－），男，工学学士，工程师。
参 考 文 献：
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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．
篇9
Experimental study on the flexural behavior of concrete beamreinforced with high strength hot rolled bars of fine grains
Lv Jianpin
（Wuxi Nanchang City Investment and Development Co., Ltd., WuXi 214023, China）
Abstract: In order to investigate the flexural behavior of concrete beams reinforced with high strength hot rolled bars of fine grains, four rectangle cross-section concrete beams reinforced with HRBF400、four rectangle cross-section concrete beams reinforced with HRBF500 static bending test were made. Mechanics characteristic, flexural capacity of normal section, crack and deflection were analyzed. The results show that flexural capacity, stiffness, average crack spacing and maximum width calculated by the current code are close to tested value. Deflection and maximum width of HRBF400 RC beams still meet the requirement of current code under normal serviceability statue. Though maximum width of HRBF500 RC beams meet the requirement of current code under normal serviceability statue, deflection could not meet the requirement of current code and need check while design.
Key words: concrete beams; high strength hot rolled bars of fine grains; flexural; deflection; crack
0引言
随着经济的发展，高强度钢筋在混凝土结构中得到广泛使用。目前在国际上使用的是400MPa等级以上建筑钢筋，我国现行规范 [1]已将HRBF400级钢筋、HRBF500级钢筋列为现浇混凝土结构的主导钢筋。高强度钢筋虽然提高了钢筋的强度和结构的承载力，降低了用钢量。但是，使用高强度钢筋可能会造成钢筋混凝土构件出现较大裂缝或挠度而无法满足正常使用极限状态的要求。配置高强钢筋的混凝土结构在正常使用阶段能否满足结构适用性和耐久性的要求，是将高强钢筋应用于实际工程应解决的重要问题之一，研究高强钢筋混凝土结构的工作性能具有重要的理论和工程实际意义[2-7]。通过对4根400MP细晶粒高强钢筋混凝土梁、4根500MP细晶粒高强钢筋混凝土梁进行静力抗弯性能试验，研究细晶粒高强钢筋混凝土受弯构件的受力特征、承载能力、裂缝和挠度。
1试验概况
设计制作了4根HRBF400级钢筋混凝土梁、4根HRBF500级钢筋混凝土梁弯曲破坏的构件[8]，构件的截面尺寸及配筋情况见表1。采用液压千斤顶加载，通过分配梁实现两点集中加载，试验加载装置见图1,试验测量主要内容有跨中、两加载点及两支座处的位移、开裂荷载、极限荷载、各级荷载作用下的纵向受拉钢筋及混凝土的应变、裂缝宽度及裂缝分布情况。
试验测得钢筋的力学性能见表2。由表2可见，HRBF400级钢筋强屈比均大于1.3, 钢筋弹性模量为185GPa；HRBF500级钢筋强屈比均大于1.2，钢筋弹性模量为195GPa；从伸长率可以看出细晶粒高强钢筋的具有很好的延性。
2试验现象
截面应变保持平面
钢筋混凝土受弯构件计算理论是以平截面假定为基本前提的。本次试验通过在梁侧粘贴铜头，用手持应变仪测得每级荷载下铜头位移的变化，通过计算
表1 构件尺寸及配筋
Table 1 Member geometric parameter and steel bars
注：1）表示HRB335级钢筋，表示HRBF400级钢筋，表示HRBF500级钢筋；2）混凝土保护层为25mm。
表2 钢筋力学性能
Table 2 Mechanical performance of steel bars
图1 试验加载装置
Fig. 1 Test set-up
得出混凝土的平均应变。B5D梁混凝土平均应变沿截面高度方向随荷载变化见图2。
图2 混凝土平均应变沿截面高度变化
Fig. 2 Average concrete strain of different height
从图2可以看出，随着荷载的增加，截面的中性轴逐渐地向上移动，在各级荷载作用下，混凝土的平均应变呈线性分布，截面应变保持平面，符合平截面假定。
荷载-钢筋应变/挠度曲线
构件跨中荷载-钢筋应变曲线如图3所示荷载-挠度曲线如图4所示。
图3 荷载-钢筋应变曲线图
Fig. 3 Load-strain curve of steel bars
图4 荷载-挠度曲线图
Fig. 4 Load-deflection curve of tested member
试验初期荷载较小，截面尚未开裂，构件表现为弹性变形特征，钢筋应变和构件挠度的增长都近似为直线。随着荷载的逐渐增大，在构件纯弯段或加载点附近出现第一批垂直裂缝，此时，构件挠度突然加大，随即稳定，其增长速度较前一阶段快。此时，荷载-挠度曲线出现第一个转折点，钢筋应力较开裂前明显增大，荷载-钢筋应变曲线也有转折，这是因为混凝土开裂，受拉区混凝土部分退出工作，原来由混凝土承受的拉力传递给钢筋，使钢筋应变突然加大。随着荷载继续增大，钢筋及混凝土应变进一步增加，裂缝条数增多，裂缝逐渐向上发展，挠度进一步发展，但变化均很稳定。随着荷载进一步增大，钢筋开始屈服，荷载-钢筋应变曲线出现第二个转折点。挠度增长很快，裂缝增长亦加快，荷载-挠度曲线也出现第二个明显的转折点。当钢筋进人强化阶段后，荷载基本不能增长，而挠度进一步增长直至混凝土被压坏，呈现出明显的延性。
3试验结果与分析
3.1极限荷载
表3极限弯矩理论值与实测值对比
Table 3 Comparison of ultimate moment
HRBF筋混凝土梁极限荷载实测值、理论值及设计值对比见表3。其中，Mu,e为试验梁极限荷载实测值；Mu,t为混凝土强度与钢筋强度取实测值按现行规范计算出的理论值；Mu,d为混凝土强度取设计值，HRBF400级钢筋设计强度取360MPa、 HRBF500级钢筋受拉强度设计值取435MPa按规范计算出的极限荷载设计值。
从表3可以看出，HRBF筋混凝土梁极限荷载实测值与理论值比值Mu,e/Mu,t均值为1.02，变异系数为0.07，试验值与理论值吻合较好，说明规范关于普通钢筋混凝土梁正截面受弯承载力的计算公式可应用于HRBF筋混凝土梁；极限荷载实测值与设计值比值Mu,e/Mu,d均值为1.20，变异系数为0.10，试验实测值均大于理论计算值，具有一定的安全储备。
3.2刚度、挠度
各试验梁在短期荷载作用下挠度实测值与根据规范计算的理论值对比见图5（以B4D、B5D为例），其中，E表示试验实测值，T表示规范计算值。
图5 挠度实测值与计算值比较
Fig. 5 Deflection comparison
从图5可以看出，各试验梁根据规范计算的理论值与挠度实测值吻合较好，规范计算值基本大于试验实测值，偏于安全，普通钢筋混凝土受弯构件刚度计算公式仍继续适用于HRBF级钢筋混凝土梁。
短期荷载作用下，构件刚度为短期刚度Bs，按现行规范进行计算，本次试验取正常使用荷载效应约为设计荷载效应的80%，荷载效应的准永久组合为荷载效应的标准组合的80%[16]，荷载长期作用对挠度增大影响系数为θ，长期刚度B与短期刚度Bs的关系为B=Bs/θ，试验实测的短期荷载作用下的挠度ds,e、长期荷载作用下的挠度推测值dl,e、荷载长期作用下的挠度的计算值dt,s对比见表4。
规范规定受弯构件的挠度限值为d/l=1/200。从表4可以得到，B4组试件在荷载长期作用下的挠度与跨度的比值均小于1/200，B5组大部分试件在荷载长期作用下的挠度与跨度的比值大于1/200。因此在设计细晶粒高强钢筋混凝土受弯构件时，需注意加强对长期荷载作用下挠度的验算。
3.3裂缝间距与裂缝宽度
当构件临近极限荷载的80%时，裂缝已趋于稳定。在描绘裂缝形态的同时，量测纯弯段内各条裂缝的水平间距，将纯弯段内裂缝间距取平均值，并与按规范计算得到的裂缝间距平均值同列于表5进行比较。
由表5可见，计算的平均裂缝间距与实测的平均裂缝间距的比值lcr,t/lcr,e，其均值u=1.06，变异系数
表4 挠度理论值与实测值对比
Table 4 Comparison of theory value and tested value of deflection
表5 裂缝平均间距与裂缝宽度理论值与实测值对比
Table 5 Comparison of theory value and tested value of average crack spacing and crack width
δ=0.07，实测值与计算值符合较好。
为加强对细晶粒高强钢筋的推广，对混凝土构件进行裂缝宽度验算时，规范按荷载的准永久组合并考虑荷载的长期效应的影响。在正常使用极限状态下，采用规范中最大裂缝宽度公式进行计算。取荷载长期作用下裂缝宽度的增大系数为1.5，根据短期荷载作用下实测的最大裂缝宽度可推测出荷载长期作用下的最大裂缝宽度。短期荷载作用下的最大裂缝宽度实测值ws,e、荷载长期作用下的最大裂缝宽度推测值wl,e与按规范计算的荷载长期作用下的最大裂缝宽度值wl,e对比见表5。
由表5可见，根据规范计算的长期荷载作用下的最大裂缝宽度wl,e与根据试验实测值推测的荷载长期作用下的最大裂缝宽度wl,e的比值wl,t/wl,e均值u=1.18，变异系数δ=0.15，推测值与计算值符合较好。
规范规定：在一类环境下，普通钢筋混凝土梁在荷载效应的准永久组合并考虑荷载长期作用影响的最大裂缝宽度限值应取0.3mm。由表6可以得到，推测的试验梁的最大裂缝宽度值均小于0.3mm，因此细晶粒高强钢筋混凝土受弯构件在正常使用极限状态下裂缝宽度满足要求。
4结语
细晶粒高强钢筋混凝土梁同普通钢筋混凝土梁受力性能相似，混凝土截面平均应变符合平截面假定。规范关于极限荷载、刚度、平均裂缝间距、最大裂缝宽度的理论与试验结果吻合较好。HRBF400级钢筋混凝土梁在正常使用状态下的挠度、最大裂缝宽度满足规范要求。新规范为推广HRBF500级钢筋，在进行正常使用状态验算时取荷载效应的准永久组合，HRBF500级钢筋混凝土梁在正常使用状态下最大裂缝宽度满足规范要求，但其挠度仍不满足规范要求，在设计时应加强对挠度的验算。
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篇10
0引言
混凝土结构是我国目前最广泛使用的结构类型，其在高温作用下往往受到不同程度的损伤，降低了结构的安全性和耐久性，并发生过灾后倒塌的案例。随着高层建筑和公共建筑规模的不断扩大，建筑物发生火灾的危险性、造成的人员伤亡和经济损失也日趋严重。当混凝士构筑物遇到火灾时，其加热温度和加热时间是不确定的。一般而言，提升混凝土的耐火性, 相应的混凝士构筑物的耐火性也会有较大程度的增强。
1一般混凝土的耐火性
混凝土耐火性即混凝土在火灾高温下的性能, 包括高温下的抗压强度、抗拉强度、抗折强度、弹性模量、应力- 应变曲线等等指标。混凝土自身的耐火性通常对混凝土构件的耐火性有显著影响, 从而影响建筑结构的耐火性。
混凝土从耐火程度上可以分为一般混凝土和耐火混凝土两大类。一般混凝土是由水泥、水、 骨料和外加剂经过搅拌、 浇捣和硬化过程形成的一种水硬性复合材料。 在高温作用下, 混凝土将发生热分解, 从而改变混凝土的力学性能。对于普通硅酸盐混凝土而言, 处于400℃以下时温度对其强度影响不大,甚至还有一定程度的提高, 但处于 800 -1000℃时, 其强度下降幅度较大。
能承受900℃以上温度的混凝土称为耐火混凝土。它由适当的胶结料、耐热粗细骨料(有时也掺入一定量磨细的矿物掺量)和水，按一定比例配制而成。耐火混凝土的特点是在高温下仍能保持一定的力学强度和良好的耐急冷急热性, 且高温下收缩变形小。由于所用胶结料和骨料不同，它们各自的耐热性能和其他物理力学性能也就必然会有差别。按胶结材料主要分为硅酸盐耐火混凝土、铝酸盐耐火混凝土、磷酸盐耐火混凝土等；按耐火骨料品种主要分为高铝质、粘土质、硅质、半硅质、镁质耐火混凝土等。实际使用时，应根据混凝土强度、极限使用温度以及其他性能要求、原材料供应状况和经济效益等因素综合考虑，确定选用耐火混凝土的品种及其骨料。耐火混凝土从 20 世纪 50 年代后期开始在我国得到较大的发展, 广泛应用于石油化工、水电、建筑和机械等领域。
2火灾下混凝土的性能
混凝土在火灾作用下,其内部的温度逐步升高 ,混凝土在升温过程中内部结构出现了一系列的物理、 化学反应 ,使混凝土在高温下逐步丧失强度或出现爆裂现象使承载能力下降 ,最终无法继续承受荷载而崩溃。其过程大置可概括如下:
混凝土开始升温到 100℃左右时,水泥砂浆和骨料中的自由水分逐步蒸发排出。在 180℃左右时,水泥凝胶体开始出现脱水反应 ,原来以化学形式存在的水分开始得到释放和蒸发。随着水分的逐渐蒸发 ,伴随着凝胶体结构的持续崩塌 ,毛细孔的平均体积、表面积和孔隙率开始增加。当温度达到500℃ 左右时 ,水泥砂浆块中的氢氧化钙开始出现分解。。硅酸盐类粗骨料在 570℃左右时出现晶体转化,并伴随着明显的热膨胀。在 700℃左右时 ,水泥砂浆块中水化硅酸盐钙开始分解。在温度达到 800℃左右时,混凝土中碳酸盐类粗骨料开始出现脱碳 ,并拌随着一定数量的二氧化碳气体排出。在温度达到 1150 - 1200℃左右时水泥砂浆和骨料开始熔化。
与此可见,混凝土在升温过程中,水泥砂浆的脱水反应使其孔隙率增加、微裂缝逐步发展、 强度逐步削弱；水泥砂浆和粗骨料的热变形的存在着差异 ,使两者间的粘结也逐步受到损伤和破坏；粗骨料在高温下的转化和分解,使混凝土性能进一步的恶化；同时,混凝土内部的不均匀温度场,产生较高的温度应力,使混凝土在高温下的承载能力进一步的削弱。
3特殊混凝土的耐火性
3.1高强混凝土耐火性
一般把强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强混凝土。高强混凝土作为一种新兴建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大等优越性，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。
相关研究表明，与普通混凝土相比，高强混凝土的耐火性能较差。随着高强混凝土的在实际工程中的应用逐渐增多，高强混凝土的耐火性能特别是火灾中的爆裂问题值得关注。。高强混凝土的耐火性能较差，火灾中发生爆裂的原因是高强混凝土采取了较低的水灰比。这主要是为了获得较高的强度和提高高强混凝土的抗渗性能。高强混凝土构件的耐火性能特别是抗爆裂与混凝土强度、含水率、密度、配筋及火灾本身的特征等有关。
3.2轻质混凝土耐火性
轻质混凝土又名泡沫混凝土，是一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料，其具有轻质、保温、隔热、耐火等优良性能。
轻质混凝土的特点是孔隙较多且密度较小，而热量在气体中的传递速率要比在固体中传递的速率慢，因此，与普通混凝土相比，轻质混凝土质量轻，且具有较佳的耐火性能，应用在建筑结构中不仅可减少结构自重，而且可增加耐火时间，提高建筑结构的安全水平，因此，轻质混凝土具有十分广阔的发展前景，但是与轻质混凝土耐火性能有关的相关问题还需要进一步深入研究。。
3.3钢筋混凝土耐火性
钢筋混凝土结构在火灾高温作用下，强度的计算主要同钢筋高温性能有关，它直接影响建筑结构在火灾下的反应以及对火灾后的评定和处理方案。钢筋混凝土一般使用普通低碳钢筋，高温下钢筋弹性模量的降低与温度有很大关系，而钢材的种类和强度级别对其影响不大。
钢筋与混凝土之间的粘结力主要由混凝土硬化收缩时将钢筋握裹而产生的摩擦力、钢筋表面与水泥胶体的胶结力、混凝土与钢筋接触表面上凹凸不平的机械咬合力所组成，这是钢筋与混凝同工作的前提。在火灾中，钢筋与混凝土之间的粘结力会相应程度地降低，这与火灾温度、钢筋类型、冷却方式等有关。
4建筑结构的耐火性
在高层结构、预应力结构、多层框架结构中，常常采用钢筋混凝土。在火灾高温下, 这两种材料的强度和变形性能随温度的变化而变化, 但由于二者的膨胀性、线胀系数的不同, 必将引起结构内力重分布、预应力重分布, 最终导致结构承载力下降。加上火灾能够引起结构局部破坏, 使得部分结构提前退出平面工作, 从而导致结构连续倒塌和整体结构破坏。 出于对火灾进行防范的安全考虑, 对建筑结构耐火性的设计必不可少。由此可见，对混凝土耐火性的研究显得更有意义和必要性。
5结语
随着人类社会的不断发展，人口的不断膨胀，人均占有资源不断减少，对合理利用资源，降低单位产品能耗及保护环境的要求也将愈来愈高，所以新型的胶结料、耐火骨料和外加剂都将在今后耐火混凝土的研究值得关注。同时借助于研究应用新的实验方法和制备技术,耐火混凝土的各种工作性能都将有很大潜力能够显著地提高，耐火混凝土将更有效地服务于人类社会。
参考文献
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篇11
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
篇12
1 合理的选取混凝土
在如今的项目中，混凝土是最为常见的物质，假如使用不合理的话，就会引发缝隙和破损等问题，严重的话将威胁到生命财产安全。由于建筑业不断的进步，此时的混凝土强度得到了显著的提升。人们利用高强陶粒配制出了密度等级为16001900，强度等级在LC30以上的，广泛用于结构的高强轻集料混凝土。
高强混凝土是由普通砂、高强陶粒、水泥和水或同时外加粉煤灰、F矿粉、矿渣、硅粉等混合料配制而成的，通常它的强度等级在LC30以上，密度小于1950千克/立方米，它本身质量很轻，是一种理想的结构用混凝土。它和普通混凝土所不同的是涉及到了表观密度的最大限值和最小的强度等级限值。
由于经济高速前进，此时的科技也获取了显著的成就，如今桥梁开始朝着大跨度的方向发展，此时混凝土本身的缺陷就被暴露出来了，影响到工程的发展。在这种背景之下，高强混凝土走近人们的视野，它凭借着自身强度高，重量轻，能够有效的抵抗变形等的特点，很明显可以很好的应对其不利现象。所以，此类材料是日后项目建设中使用的关键材料。具体的说它的优点有如下几点：第一，能够降低桥梁本身的重量，提升其跨越水平。第二，能够提升其持久性，增加使用时间。第三，抗震水平优秀。
2 过渡区域的施工工作
众所周知，道路和桥梁的过渡区域时常的会出现不合理的下沉现象，也就是跳车问题。接下来细致的分析下沉的原因，论述应对方法。
2.1 导致下沉的缘由简述
2.1.1 桥梁地基
很多桥梁地基存在一些显著的问题，比如含水多，不能够有效的应对剪力，长时间的受到自身的重力荷载等，所以经常在这个区域发生下沉现象。
2.1.2 台背填料
在选取填料物质的时候，要使用透水性优秀的物质，不过一般使用的这些物质有很多的缺陷，比如空隙大，建设时期无法掌控好它的压实性，由路基路面的恒载和车辆荷载也容易引起地基的压缩变形，此外，填料的压缩、固结、次固结引起路基路面结构层因行车作用而被压缩。
2.1.3 设计
多种原因导致的钻探深度较浅，或者是没有及时的得到处理，从而导致其理论数值和具体状态之间有很大的差距，此时就使得软基的设计无法符合相关规定。
2.1.4 施工
一般来讲，在进行道桥建设工作的时候，因为道桥的建设次序的不同，导致桥梁两侧存在建设区域窄小等情况，此时就使得场地的建设环境很差。在实际的建设时期这种问题经常发生，因为建设方追赶进度，未认真的落实相关的要求，回填时没有掌控好尺寸，防水工作也没有开展好，此时就导致了很多的品质隐患发生。
2.2 整治下沉问题的设计建设关键点
通常采用砂类、渗水性土作为填料。
2.2.1 认真的选择过渡区域的填充物质
在进行过渡区域的填筑工作之前，要认真的选取使用的物质，把多类土壤比对分析，而且从实验结果中，比对这些土的技术特点，进而得到最为合理的土壤，将其当成是填料。通常采用砂类、渗水性土等这样的具有良好的级配水稳定性和压实特性的材料作为填料。
2.2.2 巧用土工格栅
土工格栅是一种具有很特殊的工程特性的材料，其有着非常显著的应力分散，能够防止土体发生一侧的变形问题，掌控好它的这种变形，就能够显著的提升其总体的稳定性，因为其有着很大的弹性，在车辆多次运行的时候，也会减少或不产生变形的累积，而且由于土工格栅与路基填土的摩擦作用，使上部荷载在路基中重新分配，降低了桥台台背局部范围土中的垂直应力，从而减少沉降。土工格栅因以上的这些性质，而成为一种有效控制路桥过渡段不均匀沉降的措施。
2.2.3 恰当的布置过渡区
因为桥梁是刚性的，一般不会出现下沉现象，路基本身是柔性的，可以有变形存在，所以在它们链接的地方就会出现下沉现象。所以，软基在处理的时候，要分析其强度，在特定的强度区域设置合理的过渡面。相同的，像是表层的路堤，也要设置过渡区。
2.2.4 选择有利于减少路桥过渡段沉降的桥台结构
在多样化的桥台体系里，过渡段路堤在桥台结构施工前填筑，不会受到建设区域的活动面的干扰，更加的便于大规模设备的运行，可以确保压实性好，压实度也更加的合乎规定。
2.2.5 优化施工组织
在路桥过渡段的施工组织设计中，应该首先考虑减少路桥间的工后沉降差。应尽量提前软土地基路段的施工时间，通过增加预压时间，来减少软基路堤工后沉降。此外，对一些路基工后沉降可能大的工点，必须优先安排深层软土地基和桥头高路堤施工，并且进行静置预压直至符合规范要求为止。
3 做好防水路基面的设置工作
做好防水路基面的设置工作，对我们而言有着非常积极的意义。道桥基面的防水工作的品质会对其使用时间产生很大的影响，这主要是由于水流到里面使钢筋生锈，近而发生裂缝现象。尤其是钢箱式桥梁由于水的腐蚀造成钢结构强度破坏更为严重。接下来具体的讲述几类常见的应对方法。
3.1 道桥水泥混凝土路基浇筑后，在初凝阶段使用钢丝刷进行表面拉毛处理，这样可增加道桥路基面的粗糙度，以增加道桥路基面与道桥防水层和沥青路面铺装施工后的粘结力。道桥防水施工路基面处理的粗糙度和深度要适合所选用防水材料的需要。
3.2 可以通过铣刨机来对沥青混凝土路面的开挖、翻修以及沥青路面拥包、网纹、油浪、车辙的清除处理，来除掉道桥水泥混凝土路基表面的浮浆，以提高道桥路基面与道桥防水层和沥青路面铺装的粘结强度。一般对路基面的浮浆进行清楚处理，可以使路基面的强度大大增加。
3.3 要想提升防水效益，就要认真的处理外层的混泥土路面的缺陷问题。桥梁的基础会生成很多小的缝隙，通常这些缝隙存在于浮浆中，能够经由打毛来应对这种问题，确保防水层可以发挥效益。一般是用凿毛机来进行处理，以提高混凝土表面附着力，增加新老水泥混凝土的结合度，从而保证水泥混凝土公路浇筑形成一个整体。
4 结束语
通过分析得知，工作人员要认真的分析项目的技术点，要尽全力确保建设品质优秀，为国家的道桥事业贡献自身的力量。
参考文献
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篇13
Key words： steel high-strength concrete column；axial compression ratio；axial compression；bearing capacity
中图分类号：TU392.1；TU352.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）15-0134-02
0 引言
框架结构的构件震害一般是梁轻柱重，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。柱是框架结构的主要承重构件，出现较大的塑性变形后难以修复，柱破坏可能引起整个结构倒塌。柱的承载力和变形对整体结构的抗震性能影响较大。大量试验表明[1]，型钢分担了柱的部分轴力，混凝土部分的轴压比得到了有效减小，故而柱的抗震性能得到提高。因此，型钢高强混凝土柱被广泛应用于现代超高层建筑。
1 试件参数
基本试件型钢采用钢材强度等级为Q235，屈服强度fy=235N/mm4，极限强度值为fu=275N/mm2，弹性模量Es=2.1×105N/mm2，泊松比为0.2；混凝土材料强度等级为C70，极限抗压强度fc=69.7N/mm2，弹性模量Ec=3.7×104N/mm2，泊松比为0.2；箍筋、纵向钢筋取用HRB335级筋，泊松比为0.2，弹性模量Es=2.1×105N/mm2，屈服强度为fy=300N/mm4[2]。模型中混凝土采用Solid65实体单元，型钢采用Solid45实体单元，钢筋采用Link8单元，钢筋弥散于混凝土中，型钢与混凝土接触面采用Ansys中粘结命令处理，计算中不考虑型钢与混凝土之间相对滑移问题[3]。
文章分别对三种不同截面配钢形式的型钢高强混凝土柱在轴向力N和水平单向加载作用下的受力性能以及破坏机理进行分析。型钢高强混凝土柱截面如图1所示。
2 相同轴压比下试件延性及耗能能力的比较
当轴压比相同时（n=0.45），试件1、试件2及试件3的骨架曲线如图2所示。
试件1延性系数
？滋？驻1=？驻u/？驻y=5.5/1.8=3.1；
试件2延性系数
？滋？驻2=？驻u/？驻y=3/1.2=2.5；
试件3延性系数
？滋？驻3=？驻u/？驻y=7.5/2.8=2.7。
从图2骨架曲线及延性系数可以看出，不同型钢形式的试件表现出不同的性能。延性系数越大，柱子的延性越好。延性性能和耗能能力都较好是带翼缘十字形型钢柱（试件1），在外荷载作用下，即使外包保护层混凝土剥落，但其内包混凝土也能与型钢继续共同工作，从而提高了构件的抗震性能；而抗震性能相对较差的是不带翼缘的十字形型钢柱（试件2）；工字形型钢柱（试件3）只是在其配置了型钢的强轴方向上表现出良好的延性和耗能能力。
3 不同轴压比下试件延性及耗能能力的比较
3.1 试件1在不同轴压比下的骨架曲线
图3是试件1轴压力系数分别为n=0.38、n=0.41、n=0.45时骨架曲线的比较。
当n=0.38时，
？滋？驻1=？驻u/？驻y=5.8/1.5=3.9；
当n=0.41时，
？滋？驻2=？驻u/？驻y=5.5/1.8=3.1；
当n=0.45时，
？滋？驻3=？驻u/？驻y=4.4/1.8=2.4。
由计算得出的延性系数可以看出，轴压力系数影响试件的位移延性系数。试件的位移延性系数随轴压力系数的增大而降低。轴压力系数从0.45降低到0.41柱的位移延性系数增加了29%，可见，在其它参数相同的情况下，降低轴压力系数可以改善试件的延性。
从图3可以看出，轴压力系数n=0.38时的骨架曲线下包面积比n=0.41和n=0.45时的骨架曲线下包面积大，且n=0.38时的骨架曲线下降段比其它两条曲线（n=0.41；n=0.45）的下降段平缓。可见，轴压力系数低的构件耗能能力强，过最大荷载后，强度衰减缓慢，变形能力和延性性能也比较好。
3.2 试件2在不同轴压比下的骨架曲线
图4是试件2轴压力系数分别为n=0.38、n=0.41、n=0.45时骨架曲线的比较。
当n=0.38时，
？滋？驻1=？驻u/？驻y=3.8/1.4=2.7；
当n=0.41时，
？滋？驻2=？驻u/？驻y=3/1.2=2.5；
当n=0.45时，
？滋？驻3=？驻u/？驻y=2.8/1.2=2.3。
由计算得出的延性系数可以看出，轴压力系数影响试件的位移延性系数。试件的位移延性系数随轴压力系数的增大而降低。轴压力系数从0.45降低到0.41柱的位移延性系数增加了8.6%，可见，在其它参数相同的情况下，降低轴压力系数可以改善试件的延性。
从图4可看出，轴压力系数n=0.38时的骨架曲线下包面积比n=0.41和n=0.45时的骨架曲线下包面积大，且n=0.38时的骨架曲线下降段比其它两条曲线（n=0.41；n=0.45）的下降段平缓。可见，轴压力系数低的构件耗能能力强，过最大荷载后，强度衰减缓慢，变形能力和延性性能也比较好。
3.3 试件3在不同轴压比下的骨架曲线
图5是试件2轴压力系数分别为n=0.38、n=0.41、n=0.45时骨架曲线的比较。
当n=0.38时，
？滋？驻1=？驻u/？驻y=8.2/2.7=3；
当n=0.41时，
？滋？驻2=？驻u/？驻y=7.5/2.8=2.7；
当n=0.45时，
？滋？驻3=？驻u/？驻y=7.1/2.8=2.5。
由计算得出的延性系数可以看出，轴压力系数影响试件的位移延性系数。试件的位移延性系数随轴压力系数的增大而降低。轴压力系数从0.45降低到0.41柱的位移延性系数增加了8%，可见，在其它参数相同的情况下，降低轴压力系数可以改善试件的延性。
从图5可看出，轴压力系数n=0.38时的骨架曲线下包面积比n=0.41和n=0.45时的骨架曲线下包面积大，且n=0.38时的骨架曲线下降段比其它两条曲线（n=0.41；n=0.45）的下降段平缓。可见，轴压力系数低的构件耗能能力强，过最大荷载后，强度衰减缓慢，变形能力和延性性能也比较好。
4 主要结论
①轴压力系数和耗能能力是影响型钢高强混凝土柱抗震性能的两个重要参数。在同等条件下（含钢率、配箍率、纵向配箍率、轴压比相同），带翼缘十字形型钢柱的延性、水平向的屈服位移和极限位移均大于不带翼缘十字形型钢；工字形型钢在其强轴方向上的延性、水平向的屈服位移和极限位移大于带翼缘十字形型钢。②翼缘对核心混凝土的约束作用不仅有利于提高柱的承载力，可以使柱子抵抗侧向变形能力极大的提高。③随着轴压力系数的增加，型钢高强混凝土柱的延性和耗能能力均降低。
参考文献：
