高强混凝土论文范文

导语：如何才能写好一篇高强混凝土论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：清水混凝土 ，旅客高站台墙 ， QC品质控制理论，制定对策

Abstract: based on the water concrete passenger platform in high wall prefabricated crack problems appeared in the process, using a theory of QC quality control end factors were analyzed one by one to find out the main reason for validation, establishing countermeasure to eliminate crack defects.

Keywords: water concrete, and the passenger high platform wall, QC quality control theory, establishing countermeasure

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

随着铁路客运水平不断的提升，高站台已经逐步成为客站主流站台，高站台与车厢地板在同一水平面，很大程度上方便了旅客进出车厢。但由于该站台采用站台墙为清水混凝土，所以在预制施工中控制好清水混凝土的外观质量为站台的品质的提升起着至关重要的作用。而在实际施工中发现清水混凝土裂纹为主要的外观质量缺陷。为了消除此缺陷，我们成立了专项质量控制小组，运用QC品质控制理论，有针对性的进行了逐步的末端原因分析，并解决了清水混凝土裂纹的外观质量缺陷，下面将我们的质量改进过程逐一阐述仅供大家参考。

一、现状调查

首先进行现状调查。质量控制小组对已经预制完毕的钢筋混凝土高站台墙出现裂纹的情况进行了统计，发现有13.7%的站台墙出现了不同程度的裂纹，合格率仅为86.30%。

二：高站台墙出现裂纹原因的初步分析

质量小组通过人、机、料、法、环五个方面逐一对高站台墙出现裂纹原因的进行初步分析，得出以下结论：

1、人员因素：对清水混凝土预制工程认识不足，各班组之间协作不好，以及监管人员认识不足。造成施工过程管控不严。

2、机械因素：混凝土搅拌机进水量控制误差较大，水灰比及坍落度控制不严格。造成混凝土质量无法保证。

3、物料因素：砂石料级配较不合理，原材料检验频次不足。造成混凝土质量无法保证。

4、施工方法因素：混凝土施工不规范，振捣不均匀等。造成施工过程中混凝土出现不合格品。

5、环境因素：由于地处西北，昼夜温差大，夜间风力较大。造成混凝土在凝结过程中产生失水过快或者表面张力过大。

三、对初步分析得出的原因进行逐一分析

质量控制小组为了找出产生裂纹的主要原因确，确定每30节站台墙为一个批次，对人、机、料、法、环五个影响产品合格率的因素进行验证分析。

1、对影响产品质量的人员因素进行验证

对清水混凝土预制工程认识不足，各班组之间协作不好，以及监管人员认识不足。

、对所有现场作业人员进行了强化教育，提出了以单体质量的提高提高整体质量的规划及理由.制定了相应的单体考核办法；

、小组对各班组人员进行调整让所有人员尽量从事自己比较熟悉的班组,其中包括钢筋班、混凝土班、模板班组，尤其是混凝土班组挑选经验丰富的人员进行施工；

、小组增加监管人员，由原来的2人增加到3人，进行巡检。

在完成30节站台墙预制后进行数据采集。数据显示有3节出现裂纹，合格率为90%。现状没有的得到明显改变，人员的认识不足及协调监管不是造成混凝土裂纹的主要原因。

2、对影响产品质量的机械因素进行验证

小组组织人员对混凝土搅拌机的时间继电器进行校验，提高的混凝土搅拌机的进水量精确度并排有经验的工人专人操作搅拌机，以便准确控制混凝土的坍落度。防止混凝土坍落度过大而产生沉降裂纹。在完成30节站台墙预制后进行数据采集。数据显示有2节出现裂纹，合格率为93.33%。现状得到明显改变，混凝土搅拌式进水量不准确是造成混凝土裂纹的主要原因。

3、对影响产品质量的材料因素进行验证

小组组织人员对现场原材料进行检测，检测结果为合格。并委托实验室重新更换混凝土配合比，调整级配，以便增加混凝土的和易性。增强混凝土的质量均匀、成型密实性。在完成30节站台墙预制后进行数据采集。数据显示有2节出现裂纹，合格率为93.33%。现状未得到明显改变，混凝土级配不合理、检验频次不是造成混凝土裂纹的主要原因。

4、对影响产品质量的施工方法因素进行验证

小组在检查中发现在混凝土施工中存在操作不规范的现象，尤其是混凝土振捣以及混凝土入模速度过快。混凝土振捣不均匀、入模速度过快会导致混凝土无法获得初步沉实，在浇筑完成后因混凝土沉降造成裂纹。小组针对此情况随即对混凝土施工人员进行专项培训并考核，并且加以现场指导。以防止混凝土振捣不均匀或密实度不够造成的内部应力。在完成30节站台墙预制后进行数据采集。数据显示有1节不合格，和合格率为96.67%。现状得到明显改变，混凝土施工不规范、振捣不均匀是造成混凝土裂纹的主要原因。

5、对影响产品质量的环境因素进行验证

由于工程所在地区昼夜温差大，近期夜间温度较低，而且夜间风力较大。混凝土在完成浇筑后产生大量水化热，而混凝土表面由于环境温度较低，由于冷缩而引起裂纹；风力大会导致混凝土表面水分流失快会导致混凝土表面产生烦躁收缩，初凝时期由于强度较低很容易产生裂纹。鉴于这种情况对混凝土在初凝的过程中进行覆盖保温措施并于拆模后用塑料薄膜包裹7天。在完成30节站台墙预制后进行数据采集。数据显示全部合格，合格率为100%。现状得到明显改变，昼夜温差大、夜间风力大是造成混凝土裂纹的主要原因。

四：要因确定及制定对策

1、主要因素确定：

、机械因素：混凝土搅拌机进水量控制误差较大，导致混凝土水灰比不稳定。

、施工方法因素：混凝土施工不规范，振捣不均匀，入料速度过快，导致混凝土不密实，发生二次沉降。

、环境因素：昼夜温差大，夜间风力较大，导致混凝土内外温差较大、表面失水较快。

2、制定对策

、严格控制搅拌机进水量

对搅拌机时间继电器进行校验并指定有丰富搅拌机操作经验的工人进行专人操作。在今后的施工中对搅拌机进水控制器进行定期的校验。

、规范混凝土施工。结合现场问题对现场施工人员进行培训并考核；现场施工人员培训合格后方可继续上岗。

、严格采取保温保湿措施。在混凝土拆模之前进行覆盖保温；拆模后用塑料薄膜包裹养护7天。

五、检查效果

对策实施后，小组成员对在此后一个月内施工的钢筋混凝土高站台墙进行了全数、全过程的跟踪检查与统计，数据显示无裂纹出现。数据表明钢筋混凝土高站台墙的直墙面清水混凝土裂纹得以消除，说明质量控制成果是持续有效的，保证了清水混凝土外观质量。

六、结束语：

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关键词：高性能混凝土，混凝土性能，混凝土质量控制

 

高性能混凝土（HPC）是在研究发展高强混凝土的过程中发展起来的，以其易浇筑不离析、力学性能稳定、高强度、高耐久性、高体积稳定性以及高工艺性而越来越被业内人事所关注。

1. 高性能混凝土的性能

1.1高强度

混凝土的强度对结构来说是最基本的性能要求，而在大跨度结构物允许减少断面的构件部位，应尽量采用强度高的混凝土，同时也要保证其性能高。大多数国家将强度等级在50Mpa及以上的混凝土称为高强度混凝土。

1.2高耐久性

普通混凝土建造的构筑物，在经过自然老化和人为劣化后，还未到达设计的使用寿命就进入了老化期，质量和安全问题逐渐突出，修复和更新的费用也耗资巨大。因此，在桥梁、港口等重大工程中，对混凝土耐久性的关注程度已经跃居其强度之上。

经研究和实践证明，在普通的混凝土原材料中通过合理的掺加外加剂和掺合料配制而成的混凝土可以很好的改善其耐久性能，其耐久性能可达百年之久，是普通混凝土的3-10倍，主要表现在抗渗性、抗侵蚀性、抗冻性、耐磨性、抗碳化和抗碱骨料反应能力的增强。京沪高速铁路基础设施设计速度目标值为350km/h，混凝土结构耐久性要求：混凝土结构的实际使用年限为100年，环境类别为碳化环境，作用等级T1。为满足高速铁路工程结构耐久性要求，桥涵等结构物采用高性能耐久性混凝土。

1.3高体积稳定性

混凝土的体积稳定性直接影响结构的受力性能，甚至会影响其结构的安全。HPC在此方面有了明显的改善，具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化过程中不开裂，收缩徐变小；硬化后期具有较小的收缩变形，不易产生施工裂缝。

1.4良好的工作性

HPC具有良好的工作性，在成型过程中不分层、不离析，易充满模型，坍落度经时损失小，具有良好的可泵性，满足泵送混凝土的要求；施工完成后的混凝土密实、匀质、平整、表面光洁，提高施工效率。

2. HPC的配制

2.1原材料的选择

HPC在配制上的特点是低水灰比，选用优质的原材料，除水泥、水和骨料外，必须掺加足够数量的矿物掺加剂和高效减水剂，减少水泥用量、混凝土内部孔隙率，减少体积收缩，提高强度，提高耐久性。论文格式。必须对拌制混凝土所用的原材料进行检验，尤其要控制好集料、水泥和矿物掺合料的质量，主要技术指标必须达到施工规范的要求。

2.2配合比设计

在对混凝土配合比设计时，采用优化设计原则，不仅要满足强度等级、弹性模量、最大水胶比、最小胶凝材料用量、含气量等技术要求，同时还应对其抗渗性、抗氯离子渗透性能、抗碱骨料反应、抗冻性、抗裂性等进行严格要求。论文格式。

3.提高混凝土耐久性的措施

耐久性是高性能混凝土所追求的重要指标，对混凝土工程来说意义重大，耐久性的提高是降低使用过程中巨额维修费用和重建费用的重要手段。下面简要介绍一下提高高性能混凝土耐久性的几项措施：

3.1掺入高效减水剂和高效活性矿物掺合料：

为保证施工中混凝土拌合物具有所需的工作性，在拌合时须适当地增加用水量，这样就会使水泥石结构中形成过多的孔隙。在加入高效减水剂后，不但能使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还可以使水泥絮凝体内的游离水释放出来，因而达到减水的目的，可将水灰比降低到0.38以下。同时，加入高效减水剂后，在保持混凝土良好的流动性时，还能使混凝土坍落度损失值小；不含Na2SO4,碱含量低，对混凝土耐久性有利。

掺入高效活性矿物掺合料能改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成，消除游离石灰，使水泥石结构更为致密，阻断可能形成的渗透路，从而提高混凝土的稳定性，增进混凝土的耐久性和强度。

3.2．控制混凝土的水灰比及水泥用量：

水灰比的大小是决定混凝土密实性的主要因素，它不但影响混凝土的强度，而且也严重影响其耐久性，故必须严格控制水灰比。

4.质量控制

4.1加强原材料的质量控制和管理。论文格式。

原材料是混凝土的基本组成部分，材料的变异将影响混凝土的强度，因此收料人员应严把质量关，不合格的材料不得进场。使用检验合格的原材料，不合格品坚决退场不能使用。不同类别不同规格的材料分类分区堆放，并且标示明显。

4.2严格按照施工配合比施工。

搅拌前通过测定砂石的含水率，将设计配合比换算为施工配合比（重量比），并根据含水率的变化及时调整；使用精确度高、检定合格的称量设备进行准确计量。质检人员应及时检查原材料是否与设计用原材料相符。

4.3严格控制高性能混凝土的运输。

应根据具体建筑工程的结构特点和工程量的大小以及道路气候状况等各种因素综合考虑确定HPC的运输设备，保持混凝土的均匀性，保证运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并具有要求的坍落度和含气量等工作特性。运输过程中对运输设备采取保温隔热措施，防止局部混凝土温度升高或受冻。严禁在运输过程中向混凝土中加水。减少混凝土的转载次数和运输时间，保证从搅拌机卸出混凝土到混凝土浇筑完毕的延续时间不影响混凝土的各项性能。采用混凝土泵输送混凝土时，应在混凝土搅拌后60min内泵送完毕，且在1/2初凝时间前入泵，并在初凝前浇筑完毕；因各种原因导致停泵时间超过15min，每隔4-5min开泵一次，使泵机进行正反转方向的运动，，同时开动料斗搅拌器，防止斗中混凝土离析。

4.4科学合理的浇筑。

浇筑一般包括布料、摊平、捣实、抹面和修整等诸多工序，混凝土的浇筑质量直接关系到结构的承载能力和耐久性，所浇混凝土必须均匀密实且强度符合施工的具体要求。严格控制所浇混凝土的入模温度、坍落度和含气量等工作性能。浇筑采用分层连续推移的方式进行，泵送混凝土的一次摊铺厚度不易大于600mm，间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝。在炎热、低温、风速较大的条件下浇筑时应采取相应的措施，保证混凝土的浇筑质量。采用插入式高频振捣棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备振捣混凝土。振捣时避免碰撞模板、钢筋和预埋铁件，不得加密振捣或漏振，且不宜超过30s，避免过振。加强检查支撑系统的稳定性，浇筑后按照工艺仔细抹面压平，严禁洒水。

4.5加强高性能混凝土的养护。

混凝土的养护能创造使水泥得以充分水化的条件，加速混凝土的硬化，同时防止混凝土成型后因日晒、风吹、寒冷、干燥等自然因素而出现超出正常范围的收缩、裂缝及破坏现象，因此要个控制温度和湿度条件，保证混凝土的水化反应在适宜的环境条件下进行，确保高性能混凝土在施工中的使用功能。

5.结束语

高性能混凝土以其优异的性能在当前的国民建设中起着不可估量的作用，是混凝土发展的必然趋势。本文就高性能混凝土的性能、配制、提高混凝土耐久性的措施、质量控制等方面进行探讨，希望通过本文能提供一定借鉴。

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关键词：强度，灌浆料，锚固深度，基础，抗拔力，缺陷

 

1、[前言]辽宁地区使用的高强无收缩灌浆料是一种新型的二次灌浆材料，多为浅灰色粉粒状材料，具有早强、高强、大流动性和无收缩、微膨胀等特性。主要应用于机器设备安装的座浆和二次灌浆、固定螺栓的锚固，以及建筑物或构筑物缺陷部位的修复、应急加固和补强、楼板灌缝和抢修抢建工程等。可替代同类进口产品，满足目前大型机器设备安装的高精度与高质量的要求。该产品价格低廉，使用方便，是一种理想的新型灌浆材料。

无机胶结材料灌浆料作为一种新型的修复加固产品，不仅具有施工方便、工作面小、工作效率高的特点，而且还具有适应性强、适用范围广、锚固结构的整体性能较好、价格低廉等优点。由于设备基础锚固已不必再进行大量的开凿挖洞，而只需在设备混凝土基座部位钻孔后，利用高强无收缩灌浆料作为钢筋或基础固定用螺栓与混凝土的粘合剂就能保证与混凝土的良好粘接，从而减轻对原有混凝土结构构件的损伤，也减少了安装改造工程量。高强无收缩灌浆料对钢筋及固定设备用螺栓的锚固作用是靠与基材的胀压与摩擦产生的力，利用其自身粘接材料的锚固力，使钢筋及螺栓杆与混凝土基材有效地锚固在一起，产生的粘接强度与机械咬合力来承受拉荷载，当锚固钢筋或螺栓杆件达到设计的深度后，具有很强的抗拔力，从而保证了锚固强度。无机胶结材料灌浆料曾在沈阳万豪酒店楼梯加固、肯德基改造、丹东服装城加固、鞍钢设备安装等工程中得到应用，受到用户的一致好评。工程实践证明，高强无收缩灌浆料这种新型的二次灌浆材料是一种处理设备基础、建筑及桥梁混凝土结构缺陷修复的好材料。这种将钢筋、螺栓等牢固地埋置于混凝土基材中的高强无收缩灌浆料，近十几年来已被我国建筑业广泛的应用于各类建筑加固、改造与维修中，被工业企业广泛的用于设备基础安装。在目前应用高强无收缩灌浆料加固、改扩建工程中，具体施工方法都按生产厂家提供的操作方法施工。施工操作程序都在生产厂家指导下施工，高强无收缩灌浆料材料也全部由生产厂家提供。

2、高强无收缩灌浆料产品特点：

设计的灵活性：根据需要可以在钢筋混凝土结构的大多数平面位置，根据结构受力特征而设计植筋的数量及规格。设备基础安装设计，能够完全满足设备安装图纸施工要求。早强、高强：初凝＞2 小时，终凝＜10 小时。早期强度高，特别是1天和3天强度较高。一天强度最高可达30MPa以上，设备安装完毕一天后即可运行生产。工艺简单，可大大缩短施工工期，往往在2～3 天或更短时间内修复的缺陷就可投入使用。自流态：现场只需按说明书加水搅拌后，直接灌入设备基础，不需振捣便可填充设备基础的全部间隙。微膨胀：可产生适度膨胀，以保证设备底面与基础紧密接触，基础与基础之间无收缩。高耐久性：抗油、水渗透力强，抗冻性能好。可靠性优于预埋件：一般钢筋混凝土结构在需要与其他结构或设备连接时，连接处需预留预埋件，但预埋件位置不易确定，混凝土浇注成型后预埋件的位置难以改变且施工繁琐，而高强无收缩灌浆料具有一定的灵活性，其可靠性与预埋件基本相同。新增混凝土结构基本没有滑移。

主要技术性能指标如下；

某厂生产高强无收缩灌浆料主要技术性能指标

 

 

型号

 

抗压强度（MPa）

 

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向安乐，现任中淳高科桩业股份有限公司（原宁波浙东水泥制品有限公司）技术中心副总监；此前，他曾在中山三和混凝土桩杆有限公司任检验室主任、南京建华管桩有限公司任实验室主任、广东三和建材集团有限公司南京分公司任厂长兼总工程师。在“2014年度中国混凝土与水泥制品行业优秀总工程师评选活动”中，向安乐荣膺这一行业大奖，被评选为优秀总工程师。

在同事眼中，向安乐为人诚恳正派、原则性强，对待本职工作刻苦钻研。他不仅掌握了混凝土管桩技术领域的理论知识，还具备完善扎实的实践操作能力。正是多年专业知识的积累和勤奋认真的钻研精神，使他在混凝土管桩领域不断取得佳绩，在企业技术创新发展上不断取得突破。任职中淳高科桩业后，向安乐的多个研究项目都是围绕提高混凝土强度和产品质量、减少资源消耗和生产浪费等节能减排课题展开的，如免压蒸高强混凝土预制桩、静钻根植先张法预应力混凝土竹节桩和复合配筋先张法预应力混凝土管桩，这些项目的研究与开发既为公司节省了大量的人工成本，提高了企业的经济效益，也为社会节能减排作出了很大贡献。

免压蒸高强混凝土预制桩于2011年开始研究，经过一年多的试验和应用，作为该项目第一负责人，向安乐和他的技术团队通过对水泥、矿物掺和料和高性能外加剂的优选，成功研制出C80免压蒸混凝土管桩的工艺技术。该技术可降低高强混凝土预制桩养护时的能耗，与常用压蒸工艺相比，养护能耗可降低65%。据估测，若浙江省全部使用该技术，全省将节约煤耗约19.5万吨，并减少排放二氧化碳约42.4万吨。这项技术不仅可降低高强混凝土预制桩生产设备的投资，减少生产过程管理环节，消除使用高压釜不当可能带来的安全隐患，提高了预制桩的抗侵蚀能力；而且可大幅度降低高强混凝土预制桩的能耗及二氧化碳的排放，社会效益显著。

2013年，宁波市象山某工程需要设计更高强度和高性能的混凝土预制桩型，为此中淳高科专门成立了C100高强高性能混凝土预制桩的研究项目，向安乐作为项目第一负责人，研发出C100高强高性能混凝土预制桩并在滨海新基地试制成功，完全满足某特定区域对该种预制桩强度等级的设计要求。该项目获得2013年度中国土木工程学会混凝土质量专业委员会年会优秀论文奖。

在通向技术创新的道路上，向安乐不断书写出一份份满意的答卷。

静钻根植先张法预应力混凝土竹节桩（简称PHDC桩）可与静钻根植桩基础技术配合使用，与不同桩型如复合配筋先张法预应力混凝土管桩、先张法预应力高强混凝土管桩组合，应用于不同的地质条件。该桩型使用于软土地层中，可有效提高整个桩基的竖向承载力，充分发挥桩身混凝土强度作用，在相同承载力要求的情况下，可大幅度节约钢筋混凝土材料。作为国内首创的节能、低碳、环保的新型桩基产品，PHDC填补了国内桩基行业的空白，至今已生产2万多米，可用于工业与民用建筑、桥梁、铁路、公路、港口、水利和市政工程的低承台桩基础上，应用范围十分广阔。同时，与PHDC对应的企业标准《根植工法用高性能混凝土桩》（Q/NZD001-2012）、应用技术规程《静钻根植基础技术规程》（Q/141001-2011(a)）已分别在宁波市质量技术监督局鄞州分局和浙江省住房和城乡建设厅备案，《静钻根植先张法预应力混凝土竹节桩》（2012浙G37标准设计图集）在浙江全省得到推广，并逐步向全国各地推广。

随后，由中淳高科、浙江大学建筑设计研究院、宁波市建筑设计研究院有限公司合作完成的科技项目“复合配筋先张法预应力混凝土管桩研究与开发”也通过了宁波市住建委组织的专家验收委员会的验收。复合配筋先张法预应力混凝土管桩（简称PRHC桩）是一种采用混凝土技术中部分预应力技术的新型高强管桩，能适用于各种工法沉桩，特别适用于静钻根植桩基础技术的沉桩施工，基桩的上层或中上层阶段能提高桩身抗水平推力及抗弯性能，可取代钻孔灌注桩，在性能相同的条件下，能大幅节约原材料。其突出特点就是能提高地震作用下桩身的延伸率，起到消能的作用，适用于抗震设防烈度6度以上桩基工程的上节桩。PRHC用静钻根植桩基础技术进行植桩，用于桩基础的上节桩，这在国内尚属首次。该管桩沉桩施工、桩基静载试验均能满足工程设计要求，并达到节能、低碳、环保的效果。

除了在混凝土管桩领域创新钻研外，向安乐和他的技术团队在混凝土行业的其他领域也同样硕果累累。

2009年，根据集团公司开发的要求，他们对碎石筛洗分级及污水循环处理系统进行了成功试制，该项目由此获得两项实用新型专利；2012年，针对宁波滨海新基地灌装车间蒸汽养护池的设计需要，专门设计了22个独特的蒸养池结构，从而改变了传统蒸养池漏气的缺点，该项目由此在2014年获得两项实用新型专利。

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【关键词】钢管RPC；实验制备；轴压短柱；受力性能

1、研究背景

RPC（活性粉末混凝土）是20世纪90年代由法国开发的一种新型的水泥基复合材料，它具有普通高强混凝土无法比拟的优越性能。主要表现为高强度、高韧性、高耐久性等。它的基本原理是： 通过减小原材料颗粒尺寸，采用合理的级配增加了材料的堆积密度，使混凝土的微裂缝和孔隙等缺陷最少化，就可以获得由其组成材料所决定的、最大的承载能力，并具有优异的耐久性。粉煤灰的掺入在一定程度上改善了RPC浆体的和易性，进一步增加了RPC 的密实程度，成本也有所降低， 更加适合我国工程的实际情况。

由于RPC 的超高强度，对其进行一般的配筋设计是困难而不经济的，虽然它的韧性较一般混凝土要好得多，但同钢材相比也还有较大的差距，因此也不宜独立用于荷载较大的结构构件。如何在工程中有效地使用这种新材料，钢管RPC（钢管活性粉末混凝土）作为一种新的结构形式，展现出了更好的工程实用性，其性能集合了钢管混凝土与活性粉末混凝土两者的优越性。鉴于以上背景，我们对钢管RPC 的制备和力学性能进行一个初步研究，虽然之前国内也有相关研究，但目前钢管RPC的运用一直尚处于开始阶段，因此仅就钢管RPC 的轴压短柱的极限抗压强度进行了研究。

2、实验材料、配合比及制备

1、实验材料

RPC实验原材料尽量选择现阶段工程运用较为广泛的材料，争取其制备和推广的实用性及经济性。

（1）水泥 湖南洞庭P.O42.5普通硅酸盐水泥；

（2）硅粉 上海埃凯微硅粉，SiO2含量89.56%，平均粒径在0.1～0.15 μ m，比表面积为18200/kg，密度2.21g/ cm3；

（3）粉煤灰 湖南大唐湘潭电厂Ⅰ级粉煤灰；

（4）砂 天然河砂，粒径0.3mm～0.6mm；

（5）减水剂 北京慕湖外加剂有限公司生产的高浓型萘系高效减水剂FDN，褐黄色粉末，主要成分为β-萘磺酸甲醛缩合物，掺量2%时，减水率20%以上。

（6）水 自来水

2、配合比及制备

在对RPC的研究中，我们采用三元胶凝体系（水泥-粉煤灰-硅灰体系）来确定配合比，在理论配合比的基础上，结合本地相关材料和未来施工工艺普遍化的需求，进行了多次配合比调整，最终确定的配合比为：

（1）水胶比（质量比） = 水/ （水泥+ 粉煤灰+ 硅粉） =0.18；

（2）砂灰比（质量比） = 砂/（水泥+ 粉煤灰） = 1.25；

（3）硅粉掺量（质量比） = 硅粉/（水泥+ 粉煤灰） = 0.2；

（4）粉煤灰掺量（质量比） = 粉煤灰/ （水泥+ 粉煤灰） =0.3。

根据以上配合比及与普通混凝土相同的养护条件和实验龄期，对三组尺寸为40mm×40mm×160mm的试件进行抗压强度实验，实验数据见表1所示。

根据实验数据表明，利用湖南省常见材料和普通混凝土的常规养护能成功配制出强度达C120以上的RPC，但因为原材料与养护条件等的制约，RPC的超高性能优势并没有充分发挥出来。

3、钢管RPC轴压短柱抗压强度实验

试件设计： 试件采用直径100mm，高度300mm、壁厚4mm的Q235 普通低碳钢钢管，数量为3根，先按上述配合比要求完成RPC的搅拌，然后浇筑于预先设计好的钢管内，用振动台振实，然后覆盖塑料膜防止水分流失，成型24小时后，进行常规养护。28天龄期达到后，在湖南城市学院结构实验室5000KN液压式压力机上进行轴压短柱抗压强度试验。同时在相同配合比相同材料相同环境下制备了3组立方体RPC试块。

为了准确地测量试件的应变，沿每个试件周边布设纵向4对电阻应变片，应变片数据分别通过静态电阻应变仪自动采集。试验采用分级加载，每级荷载为预估极限荷载的1/10，每级荷载持荷2～3 min，当达到极限荷载后，则采用慢速连续加载，以获得钢管RPC完整的荷载纵向应变曲线，试件的极限荷载是指试件的最大承载能力。

4、试验结果分析

本文试验结果表明：没有侧向约束的RPC试件在达到极限荷载时，都呈爆裂式脆性破坏。在钢管RPC中RPC经钢管约束后，整个组合试件不但承载力有较大的提高，延性也有很大的改善。从图1可以看出钢管RPC轴压短柱的受力性能可分为4个阶段：

第一阶段：弹性阶段（OA段），在此阶段荷载一纵向应变基本呈线性变化，钢管和RPC之间的相互作用较弱。

第二阶段：弹塑性阶段（AB段），在这一阶段，由于钢管进入弹塑性状态，弹性模量不断减小，而RPC在此时仍呈现线弹性状态，引起钢管和RPC之间的应力重分布，导致试件的荷载纵向应变关系曲线逐渐呈明显的非线性变化。但此阶段很短，约占极限荷载的5%～10%。

第三阶段：承载力下降段，这是在钢管活性粉末混凝土的承载力达到极限后钢管和核心活性粉末混凝土发生复杂相互作用的阶段。

第四阶段：强化阶段，此阶段钢管进入强化工作状态，试件的承载力呈现出回升的趋势，回升的幅度也同样取决于试件本身的套箍系数，套箍系数越大，回升的幅度也越大。

以上结果分析表明：钢管RPC短柱在轴心受压时，具有很好的弹性和弹塑性力学性能，破坏形式属于延性破坏。

5、结论

通过以上分析可以看出，在钢管RPC中RPC经钢管约束后，整个组合试件不但承载力有较大的提高，延性也有很大的改善，钢管RPC短柱在轴心受压时，具有很好的弹性和弹塑性力学性能。因此将这种材料应用于大型结构工程具有一定的前景，但如何在利用常规原材料，常规施工工艺及养护条件下，既达到钢管RPC的超高性能又能有它的广泛适用性和经济性等方面值得进一步的研究。

参考文献：：

[1]孟世强 钢管活性粉末混凝土初步研究 混凝土与水泥制品 2003.01

[2]林震宇. 圆钢管RPC轴压柱受力性能研究[D]. 福州： 福州大学， 福州大学硕士学位论文， 2004

[3]吴炎海 钢管活性混凝土轴压短柱受力性能试验研究 中国公路学报 2005.01

[4]冯建文 钢管活性粉末混凝土柱的力学性能研究 硕士学位论文 北京：清华大学 2008

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关键词：BFRP 混凝土方柱

中图分类号：TU377 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0049-02

The Study on BFRP confined Concrete Square Column Strength and Stress-Strain Relation

Wang Yuefa

（zhongshan City，Guangdong Central Environmental Engineering Co，Ltd，Zhongshan Guangdong，528400，China）

Abstract：Stress analysis of BFRP confined concrete square columns， on the basis of the experiment， data analysis， elaborated the influence parameters of concrete mechanical properties of BFRP constraints， analysis of BFRP confined reinforced concrete columns with fiber strength and characteristic values， with the relationship between the fiber characteristic value and peak strain， with the relationship between the fiber characteristics value and the ultimate strain， it has great influence on the stress and strain.

Key Words：BFRP；Square Concrete Column；

FRP（fiber reinforced polymer or plastics纤维增强复合材料）在土木工程中的结构加固、修复上的应用日益广泛，主要因其具备高的比强度、好的抗疲劳性能、好的减震性能以及抗腐耐久等优良性能。但是FRP组合混凝土构件的理论研究远滞后于其实践应用，目前关于FRP加固、修复结构构件的设计大多停留在依据相关试验数据、类似钢管约束混凝土机理以及经验基础上，这是一种不科学甚至不安全的措施[1]。故有必要对FRP组合混凝土构件的破坏机理、本构模型等最基本的理论问题加以探讨。在混凝土柱的加固中应用FRP的约束作用来提高其抗力和改善其变形性能受到了工程界的广泛重视，为此，许多学者对FRP约束混凝土进行了研究，得到了很多有用的结论和有价值的试验数据。

1 BFRP约束混凝土方柱轴心受压力学性能

1.1 BFRP约束方柱混凝土工作机理

约束混凝土方柱轴心受压力学性能分析纤维约束混凝土方柱轴心受压力学性能根据己有的试验研究可知，纤维约束混凝土与箍筋约束混凝土机理相似，都是通过其环向约束力对核心混凝土进行约束。当试件受压时，混凝土产生横向膨胀变形，导致纤维布片材受拉，在试件截面四边的直线段，由于纤维布片材的刚度极小而产生水平弯曲，因此对试件混凝土的约束很小；但在截面转角处相对刚度大，不易产生水平弯曲，由于对称性使两个互相垂直方向上的片拉力形成沿对角线（45”）上的合力，该合力对混凝土柱对角线形成强有力的约束。因此，纤维约束矩形截面构件时，柱混凝土所受的侧向约束力是沿对角线方向上的集中挤压和沿截面水平分布的很小的横向约束力。由此可见，纤维对混凝土的约束作用沿混凝土柱侧面不是均匀分布的，在截面拐角处最大，在截面的中间最小。

1.2 BFRP约束方柱混凝土的研究现状

影响BFRP约束混凝土力学性能的参数主要有以下几个：BFRP的包裹量、混凝土强度、纤维类型、纤维包裹方式。虽然BFRP加固技术应用非常广泛，但由于起步较晚，到目前为止，无论是国内还是国外，都存在着理论落后于实际应用的状况，并且尚缺乏一套完整的、较为完善的理论分析方法。

1.3 BFRP纤维约束方柱混凝土的强度和变形

1.3.1 试验数据概况

随着纤维加固技术的不断发展，碳纤维加固技术已经在工程实际中大量使用，并取得很好的效果。近年来国内在碳纤维约束混凝土方面的研究已有较多的研究并取得了很多成果。

随着纤维加固技术的不断发展，碳纤维加固技术已经在工程实际中大量使用，并取得很好的效果。

主要参数有：混凝土立方体强度fcu、包裹层数n、碳纤维抗拉强度、碳纤维布加固率、含纤特征值、未约束混凝土轴心抗压强度和峰值应变、碳纤维约束混凝土峰值应力、峰值应变：’以及极限应变’。含纤特征值，即，经过计算变化范围为0.052-1.038。试验数据见表1。

1.3.2 试验数据分析

试验中，大部分试件都是因为角部纤维布的拉断而破坏，说明虽然对混凝土试件做了倒角处理，但角部依然存在不同程度的应力集中；不同层数包裹玄武岩纤维布的混凝土方柱的极限强度都有明显的提高，以往的试验研究也表明，BFRP布加固混凝土柱体可以大幅度提高混凝土的极限抗压强度（见图1～图3）。

1.3.3 试验结果分析

（1）研究表明，采用碳纤维条带约束混凝土方柱时，其破坏过程及曲线特征与螺旋箍筋约束混凝土类似。当纤维特征值较大时，其强度的变形可以得到显著提高。

（2）研究表明碳纤维约束可以提高混凝土变形能力改变其延性。

（3）随着的增大，峰值应变呈非线性提高，碳纤维布的横向约束可以有效的提高混凝土的变形能力，并且峰值应变随着含纤特征值的增加较峰值应力增加更为明显。

（4）碳纤维约束可以有效的提高混凝土的强度，并且碳纤维约束混凝土强度随着含纤特征值的增加而增大。所收集试验数据峰值应力最高提幅（即混凝土强度相对增大值）可达120%。

2 结论

碳纤维约束混凝土方柱的受力机理及影响约束效果的因素，其中以纤维加固量影响较大。收集了较为典型的碳纤维约束混凝土试件近20个试件。通过对试验数据的回归分析，建立了以含纤特征值为参数的碳纤维约束混凝土方柱强度、峰值应力及极限应力的经验公式。分析可知，碳纤维可以很好的提高混凝土的强度和变形能力；增大含纤特征值，混凝土峰值应力和峰值应变和延性均显著提高。

参考文献

[1] 赵彤，谢剑，等.碳纤维布改善高强混凝土性能的研究[J]工业建筑，2001，31（3）：42-44.

[2] 李静，钱稼茹，蒋剑彪.C皿P约束混凝土应力一应变全曲线研究[C]//第二届全国土木工程用纤维增强复合材料（BFRP）应用技术学术交流会论文.2002.

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关键词：大体积混凝土结构，温度控制

 

混凝土在现代工程建设中占有重要的地位。而在今天，混凝土的裂缝在一些施工现场仍然时有出现。论文大全。论文大全。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。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大体积混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1.大体积混凝土温度控制措施

高层建筑地下室的底板一般较厚，有的厚达2-3m，属大体积混凝土施工。发生裂缝的主要原因是水化热高，与环境气温差大，或养护不当，裂缝严重的可导致底板渗漏，若混凝土温度较高是突然浇冷水养护，也会产生无规则的多条微裂缝。

判断能否出现温度裂缝，温度裂缝的控制，需进行温度控制计算后采取相应措施加以控制。根据经验和有关规定混凝土内外温差不超过25度则不会产生温度裂缝。该工程大部分混凝土在12月到次年2月浇筑，而这段时间正值全年气温最低，因此必须进行混凝土热工计算和混凝土温度控制，该部分混凝土的标号均为C20。

采取防止出现温度裂缝的措施，计划采取的措施为：混凝土初凝后在表面覆盖一层塑料薄膜，并覆盖两层草袋进行隔热保温养护。

混凝土内部温度监测，为了及时牚握混凝土内部温升与表面温度的变化值，在第一施工段内设一个测温点，监测混凝土中心测点与表面测点的温差值，作为调整养护措施的依据，防止混凝土出现温度裂缝。

1.1大体积混凝土墎台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起

各类裂缝产生的主要影响因素有几种：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。

1）收缩裂缝：限制条件下的收缩可分为自生收缩，塑性收缩，炭化收缩和干缩四种，在收缩变形超过极限延伸率或收缩产生的应力超过混凝土当时的抗拉强度时，就开始出现裂缝。

2）温差裂缝：混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝龄短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。

3)安定性裂缝；安定性裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。

1.2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，二是混凝土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，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

（3）晚期：混凝土完成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。

2.裂缝的防治措施

2.1设计措施

1）精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰量）”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。

2）增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。

3）避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

4）在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。

5）在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。

2.2施工措施

1）细致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，减少混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减少剂。

2）根据工程特点，充分利用混凝土后期强度，可以减少用水量，减少水化热和收缩。

3）混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15゜C以上。论文大全。

4）采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。

5）对于高强度混凝土，应尽量使用中热微膨胀水泥，掺超细矿粉和膨胀剂，使用高效减水剂，使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰，掺量15%-50%。

2.3现场操作方面

1)浇捣工作：浇捣时浇捣棒要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确牚握振捣时间，避免过振和漏振，应提倡用二次振捣，二次抹面技术，以排除泌水，混凝土内部的水分和气泡。

2)混凝土的养护：在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14-28天。

3)避免在雨中或大风中浇灌混凝土，对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。

4)夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模，低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。

以上对大体积混凝土的施工温度和裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨。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，大体积混凝土的裂缝是完全可以避免的。

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关键词：钢结构设计；节点设计；受力分析；压型钢板

工程概况

本工程为广州亚运城电动汽车充电站，建筑面积431.7m2，使用年限为50年，火灾危险性为戊类；耐火等级为一级；抗震设防烈度为七度，地震设计基本加速度：0.1g，Ⅱ类场地土类别，设计地震分组为第一组，场地设计特征周期值为0.35s。该工程的结构形式为钢结构，围护结构采用3mm氟碳铝板，该工程效果图如图1所示。

图1广州亚运城电动汽车充电站效果图

荷载取值

（1）恒荷载选取。本工程的屋面恒荷载包括屋面压型铝板自重、玻璃纤维棉自重、不锈钢丝网自重、钢架自重、检修马道及天花自重、设备的悬挂荷载以及弧型钢板墙面自重等，经计算本钢结构屋盖自重为1.5kN/m2；楼面恒荷载包括镀锌楼承板自重，钢筋混凝土自重，装修贴砖自重等，经计算本钢结构楼面恒载为4.0kN/m2。

（2）活荷载选取。在作本钢结构工程整体计算时，屋面按不上人的轻钢屋面取0.5kN/m2的均布活载；楼面取2.5kN/m2的均布活载。

（3）风荷载选取。荷载规范中的基本风压是按10m高50年一遇10min平均最大风速确定的，根据当地的基本风压选取为0.6kN/m2。

钢结构设计

3.1材质

钢结构工程设计经验表明，一般钢结构所采用的钢材如用低合金结构钢则钢构件的强度、稳定、挠度等将较均衡地得以发挥。因此，本钢结构设计中所有主受力钢构件包括热轧钢管或直缝电焊钢管、热轧H型钢或焊接H型钢、焊接箱型截面钢均采用Q235B钢。Q235B钢应满足《低合金高强度结构钢》(GB1591-1994)的规定，无缝钢管或结构用电焊钢管应满足现行国家标准(GB8162-87标准)和(YB242-263标准)中的有关规定。所有预埋件（板）均采用Q235B。当钢板厚度大于40mm时，应符合Z15级的断面收缩指标和含硫量不超过0.01％的要求，另外钢材的材料成分还应符合表1规定。

表1钢材化学成分规定

3.2屋盖结构设计

屋盖底为25×25Φ1.0的不锈钢丝网，然后上铺50mm的玻璃纤维棉，上铺1.2mm暗扣型压型高强铝合金板，支座为带隔热垫的高强铝合金支座，该支座支承在200x150x5.0镀锌方管上。

3.3一层钢楼层结构设计

（1）经计算，一层钢梁采用HN400x200b；钢柱采用HW350x350b，钢材均为Q235B。另外，在所有弧梁及1轴右侧两弧线上柱均设置横向加劲肋-10@1500。对于楼承板则采用板厚为1.2mm的YX50-250-750压型钢板，如图1所示，栓钉长度为90mm，钢材材质Q235B。楼承板周边的边模采用1.5mm钢板，边模与钢梁焊接。楼层板钢筋保护层厚度为15m，混凝土采用≥C30，钢筋采用一级钢筋。

（2）楼板栓钉布置方式如下：1）每波谷数量依次以2件、1件交错布置，方向与次梁垂直；2）必须保证平台周边每波谷皆为2件；3）楼承板横向接口处为每波谷2件。

（3）楼承板在施工过程中可根据需要现场切割，同时在施工时在楼承板搭接处用自攻钉固定，间距小于900mm。边模悬挑净长度>200mm时,施工时需加临时支撑，边模在钢梁上的支撑长度≥60mm，同时楼承板上浇注砼时应加临时支撑。

图2楼板大样图

3.4节点设计

（1）柱接头。柱的工地接头一般采用腹板高强度螺栓连接，翼板用全熔透坡口连接。当腹板较厚螺栓用量较多时，可采用焊接。

（2）梁与柱的刚接一般采用框架梁悬臂段与柱刚性连接，悬臂梁段与柱预先全焊接连接，梁的现场拼接采用翼缘焊接腹板螺栓连接或全部螺栓连接。

4 钢结构的制作、运输与安装

（1）钢结构的放样、号料、切割、矫正、成型、边缘加工、制孔、组装均应满足《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的要求；热轧钢的下料宜采用锯切；高强螺栓的制孔应满足《钢结构高强度螺栓连接的设计，施工及验收规程》（JGJ82-91）的要求，需对构件摩擦面进行处理，并作抗滑系数检验。

（2）平板间焊接采用CO2气体保护焊，CO2气体纯度不应低于99.5％（体积法），气焊水量不应大于0.005％（重量法）。

（3）焊接H型钢的上下翼缘板和腹板应采用半自动或自动气割机进行切割，切割面的质量及制作要求应遵循GB50205－2001规定。

（4）构件制作、组装、安装时应制定合理的焊接顺序，必要时采取有效技术措施，减少焊接变形及焊接应力。

（5）钢结构涂层完毕，应在构件明显部位应制构件编号。编号应与施工图构件编号一致，重大构件还应标明重量、重心位置和定位标记。

（6）本钢结构外形允许误差最大值：拼接单元节点偏移为5.0mm；梁上顶面标高为5.0mm；梁长度（L为跨度）为L/2000或15.0mm；相邻支座高差为 5.0mm；节点处杆件轴线交点错位为3.0mm。

钢结构的防腐除锈和涂装

（1）钢结构构件应进行抛丸除锈处理，修补时可采用手工机械除锈，除锈等级应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 (GB8923-88)中的Sa2.5级和St3级。

（2）地脚螺栓和底板禁止涂漆，钢构件工地连接接头的高强螺栓接触面及现场焊缝两侧50mm范围内安装之前不涂漆。待安装完毕后，未刷底漆的部分及补焊擦伤、脱漆处均应补刷底漆两道。

（3）钢结构涂装技术要求见表2所示。

表2钢结构涂装技术要求

钢结构设计体会

通过广州亚运城电动汽车充电站钢结构设计，笔者结合实践经验以及该工程设计实例，积累了一些钢结构设计方面的心得，现总结如下：

（1）本钢结构屋盖设计采用单层暗扣型压型铝板，由于这种板型能够考虑彩板坡向的热胀冷缩，工程上应用很广。由于暗扣板在支座处能够产生纵向滑移，冷断桥支座在檩条上方可以转动，可忽略连跨高肋版型对支座位移的有限限制，设计时可以认为檩条上翼缘稳定性不能由屋面板保证，拉条设置位置则可以设置在控制组合下檩条受压侧45mm处。

（2）弧形屋面拉条应弧向分区张拉。拉条在弧面张紧将使檩条产生向心挠曲，挠曲同时，拉条将会松弛，使张拉刚度削弱，不能作为檩条侧向支撑点，设计时应该沿弧向分区张拉，弧面分割成若干平面张紧拉条，考虑到变坡度，宜采用双层拉条。

（3）雪压或者风压很大时，通过山墙边区和角区的板带受力最大，其边跨挠度、边跨强度和第二板支强度控制，不得不加大板厚、采用高强板材或者选用高肋板型。工程中最流行的横向锁缝连接和暗扣做法导致板材强度不能过高。所以，减小板带端跨跨度（檩条间距）可以降低造价提高储备。

结论

结合广州亚运城汽车充电站的钢结构设计实例以及笔者钢结构设计经验，介绍了广州亚运城汽车充电站钢结构设计经验，对该建筑物钢结构屋盖设计、节点设计等方面进行了探讨，同时提出了笔者在钢结构设计方面应注意的问题，可为同类钢结构设计提供参考借鉴。

参考文献：

[1] 廖旭钊．广州新白云国际机场指廊钢结构设计[C]．第十七届全国高层建筑结构学术会议论文，2002．

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关键词：加层技术，施工，应用

 

0.前言

近年来由于城市工业化和商业化的迅速发展，城市建设用地日趋紧张，有些已建成的建筑物已经不能适应日益繁荣的物质、文化需求，使用功能受到限制，需要进一步扩大使用面积。在这种情况下建筑加层技术就成了扩大房屋面积的一个很好手段，由于它是在旧建筑物上加层，不占用土地或占用很少一部分土地，因此，可以缓解现今土地资源紧张的形势。此外，加层比新建房屋的投资要少得多，这对于资金紧缺的情况，加层不失为一种很好的举措。

1.加层技术适应对象及加层方案

1.1 适应对象

加层改造的目的主要是节约投资，短期收效。在选择改造对象时，更应着重于其安全设计，凡满足下列条件的房屋可进行改造：经综合技术经济分析，加层改造房屋的造价低于新建房屋造价；2～4层砖混结构或混合结构房屋；房屋结构状态良好，未因基础不均匀下沉、地震和其他人为因素引起裂缝；加层改造后房增高、进深加大，应基本满足房屋对日照的要求。

1.2 加层方案

由于原有建筑结构形式的不同，需要对其采取不同的加层方案。考虑到加层方案的合理性、经济性和安全性，现在经常采取的方案有以下几种。第一，采用轻钢结构或钢结构。此种结构的优点是施工周期短、重量轻、加层结构形式多样，结构上的一些节点问题比较容易处理，适合大跨度、大空间的结构。不足之处是造价较高、屋顶有一定的坡度、沿街面比较难处理，以后结构的维护较麻烦，而且屋顶不能利用，隔音效果也较差。第二，采用钢筋混凝土框架结构。此结构的优点是造价相对比较低，能和原有建筑的结构相同并有很好的连接，立面比较容易处理，维护简单方便，屋顶可以被更好的利用(作为绿化、休闲场所，也可以作为消防避难的场所)。缺点是重量大、跨度大的空间所用的梁、柱截面都比较大，影响利用空间，对下层结构的影响也大，上下节点连接的处理也麻烦。第三，采用钢筋混凝土柱圈梁、钢结构屋面。此结构的优点是柱的自重大，柱圈梁加结后的刚度较好，与围护墙和窗户都能较好的连接。不足之处同采用钢结构。

2.加层后结构处理及加固

2.1屋面处理

钢结构：屋面板可以选用彩钢夹芯板(其重量约为一般混凝土板的20 %) 等轻质材料。免费论文。

钢筋混凝土结构：原屋面隔热层清除干净；排水坡可以采用C10 炉渣轻质混凝土找平；为减轻屋面的荷载，减少框架柱和基础所承受的荷载，改造后的屋面可以采用水泥珍珠岩找坡或结构找坡，且防水保温材料可以采用聚氨酯发泡材料、苯板等轻质材料。

2.2 柱钢筋接长处理

加层柱与下部柱的连接是结构上处理比较关键的部位。免费论文。在加层工程中，一般是凿开顶层柱纵筋保护层，将可以焊接长柱的柱筋尽量焊接连接；对于不能采用焊接的柱筋可以采用结构胶种植钢筋的方法，柱角筋处宜种植两根柱筋，以保证受力。钢筋种植长度为15 d ( d为纵筋的直径)，种植钢筋应进行曲强度抽检。凿开处应对新旧混凝土结合处及时采取高强度的细石混凝土灌浆进行修补处理；对于原柱上没有足够长度的柱钢筋来焊接的，也可以在原屋面上加做一道圈梁，把圈梁的钢筋与原屋面梁的上部负筋敲开并进行焊接，把加层柱的纵筋与圈梁钢筋和下层柱伸入梁内的钢筋焊接，这样大圈梁就形成了一道箍和支座，把上部的柱很好地固定并与下部的梁柱连成一体,进行有效的传力。

2.3框架柱与钢柱连接

柱脚形式的确定，是刚接还是铰接，能否实现预先设计形式，决定于施工中锚栓的安装，见图1所示。

（a）刚接柱脚（b）铰接柱脚

图1 柱脚形式

2.4 梁、柱节点处理

直接钻孔连接。在既有框架柱头上直接钻孔，锚固钢筋焊接于过渡钢板上。锚固钢筋伸入柱内，用结构胶锚固，待结构胶硬化到一定程度，即可安装钢柱。这种方法能精确保证钢柱地脚螺栓的安装位置，且施工速度快，对柱顶的破坏小。

当有些钢筋混凝土框架柱的配筋较多，无法成孔，可采用钢柱底板与混凝土柱主筋连接的方法。即在柱内挑选位置合适的主筋加热调直后，反投到底板上开孔塞焊，柱顶铺细石混凝土找平，钢柱与底板螺栓连接。

建筑加层中，不是所有新增结构柱子位置都与原结构位置相吻合的。免费论文。当新增柱子和原结构梁相联系的情况，可以采用两种方法来处理：

（1）膨胀螺栓连接法

这种方法主要用于原建筑为上人屋面或吊顶内管线分布复杂，很难在梁下端进行施工的情况。具体作法是：首先定出梁轴线位置；对梁上表面处理；按图纸要求用冲击钻(或风镐)钻眼；将膨胀螺栓固定在梁上；按膨胀螺栓位置在柱底板上打眼，用高强砂浆找平后放上柱底板，用螺母将膨胀螺栓拧紧。

（2）夹箍方法

这种方法主要用于柱荷载较大，可以在梁上施工的情况。做法是：定出梁轴线的位置；依照原结构梁的尺寸和加层设计要求，做好上下夹板及夹箍螺杆；在梁上下及两侧分别用夹板和螺栓做好加箍，然后拧紧。

2.5钢筋混凝土外套加固

在原有的钢筋混凝土构件外设钢筋混凝土外套，混凝土可用浇注或喷射方式扩大原有关键截面，以提高构件的承载能力，称为钢筋混凝土外套加固。用这种方法加固框架梁、框架柱和排架柱，其构造要求见表1。

表1 钢筋混凝土外套的构造要求

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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

泡沫混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中,经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的孔隙,使其具有下列良好的物理力学性能。

1、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300-1200 kg/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。

2、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。

3、隔音耐火性能好

泡沫混凝土属多孔材料,因此它也是一种良好的隔音材料,在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土是无机材料,不会燃烧,从而具有良好的耐火性,在建筑物上使用,可提高建筑物的防火性能。

4、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。

1、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。

2、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。

3、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。

1、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。

泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性,用它取代边坡的部分土壤,由于减轻了质量,从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。

2、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。

3、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。

4、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。

5、管线回填

地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、污水管及其他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600-1100 kg/m3。

6、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1200 kg/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500 kg/m3的贫混凝土填层,平均厚度为0.1-0.2m。

7、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800-1200 kg/m3的泡沫混凝土。

8、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800-1000 kg/m3。