混凝土工程的发展前景

混凝土工程的发展前景（精选十篇）

混凝土工程的发展前景 篇1

再生混凝土是指将废弃的混凝土通过一定的技术和设备破碎分解后得到再生骨料, 然后再将再生骨料部分或全部替代天然骨料配制得到的混凝土。

1 再生骨料的特性

再生骨料表面粗糙, 棱角多, 表面附着大量的水泥砂浆, 而且在破碎的过程中骨料的内部可能会产生大量的微裂纹。因此, 再生骨料的吸水速率和吸水率比天然骨料大。其次就是再生骨料中水泥砂浆密度低, 以及表面粗糙空隙率大使得再生骨料的表观密度和堆积密度比天然骨料小。由于不同的原生混凝土有不同的强度等级, 配合比以及龄期, 所以再生骨料的表观密度和堆积密度有较大的离散性。

2 再生混凝土存在的问题及解决方法

2.1 再生混凝土存在的问题

2.1.1 强度问题

再生骨料表面附着大量的水泥砂浆, 这就导致再生骨料表面粗糙, 而且废弃混凝土块在破碎过程中容易使骨料产生大量微裂纹, 这些因素就会导致再生骨料强度降低, 砂浆与骨料界面处的应力差减小。然而混凝土的强度基本取决于砂浆与骨料界面强度和骨料强度。这就导致再生混凝土的强度普遍低于普通混凝土。

2.1.2 再生骨料掺入量的问题

再生混凝土的抗压强度会随着再生骨料取代率的提高而降低。由于再生骨料的空隙率较大, 吸水率也随之增大, 当再生混凝土要获得与同配比的普通混凝土相同的塌落度时, 再生混凝土需要的水量更大。所以再生骨料的用料必须慎重考虑。

2.1.3 收缩率问题

再生骨料空隙率较大, 加之含有一定量的旧水泥砂浆, 就会导致吸水速率和吸水率提高。水泥水化反应后会剩余较多的自由水分。而后期自由水分的蒸发会导致再生混凝土的收缩增大, 徐变相应增大。

2.2 解决办法

关于再生混凝土的强度问题, 有学者提出在再生混凝土中加废弃纤维, 实验结果表明加入纤维后, 再生混凝土的强度有了明显的提高。还有学者用不同性质的浆液对再生骨料进行侵渍处理。结果发现28天后, 未处理过的混凝土强度高于处理过的混凝土, 但是60天后浸渍过的混凝土抗压强度高于未处理过的混凝土。而且适当减小水灰比可以提高混凝土的抗压强度。

对于再生骨料的掺入量问题, 有研究表明, 再生骨料的比例为0~60%时, 再生混凝土的塌落度与天然混凝土的塌落度基本一样。不会影响混凝土的施工, 因为再生骨料的量较少, 吸水率较小。但是随着再生骨料的比例增加, 塌落度会降低, 所以再生骨料的比例在60%左右最佳。

为了解决收缩率问题, 可以通过减小再生骨料的最大粒径, 以此提高再生混凝土的耐久性, 同时减小混凝土的收缩率。

3 再生混凝土的应用现状

3.1 国外再生混凝土应用现状

二战之后, 如日本和前苏联等国家开始重建家园, 建设者和工程师就注意到战后的废弃建筑留下的废弃混凝土问题, 为了能将这些废弃混凝土利用起来, 于是技术人员对再生混凝土的性能进行了大量的研究, 为现代再生混凝土的研究提供了重要的参考依据。国外关于废弃混凝土的处理与研究早于国内, 目前已建立了相对完善的有关再生混凝土的标准与应用指南, 德国等国家在20世纪就将再生混凝土应用到了实际工程中。

3.2 国内再生混凝土应用现状

我国资源丰富, 暂时还不会出现原料短缺的现象, 所以对资源循环利用的观念还未深入人心。但是建筑拆迁后留下的废弃混凝土给环境带来越来越大的负担, 使政府和人民认识到环境保护的重要性, 并在再生混凝土应用的研究上加大了力度。因为起步较晚, 目前我国关于再生混凝土还处于实验室阶段, 只是在一些地方有试验性应用。由于试验设备和理论的缺乏, 要想大规模应用还需要一段时间。

4 再生混凝土的发展前景

虽然再生混凝土在性能上与普通混凝土相比还有一些缺陷, 但是随着研究和施工技术的发展, 再生混凝土的缺陷必将被合理的解决。在资源有限的情况下, 要保持经济的高速发展, 就必须走可持续发展的道路。在建筑和交通行业高速发展的环境下, 混凝土的需求量也逐渐增大, 为了兼顾经济发展与环境保护, 再生混凝土必将得到广泛利用。

据统计, 我国每年所需的混凝土量高达15~20亿m3, 而其中砂石骨料又占总量的70%以上, 而且近几年用砂量还在一直增长。这就导致大量的挖山采石, 不仅会破坏植被造成水土流失, 还会危及路基和河道的安全。当这些因素成为社会不得不关注的问题时, 就非常有必要加大对再生混凝土的研究力度, 以便再生混凝土早日被应用到实际工程中。

5 结语

在经济发展的今天, 再生混凝土具有各种优势;减少建筑垃圾, 减少天然骨料的开采, 减小开采和运输成本, 故其必将在提倡环境保护和资源节约的社会中占有重要一席。国内外一些研究结果已经表明, 再生混凝土在实际工程中表现出了较好的效果, 随着研究的进一步发展, 我国会制定相关的标准和规范, 再生混凝土一定会被广泛应用于建筑工程。

摘要：对废弃的混凝土进行利用, 不但可以节约资源, 还有利于环境保护。为了实现对再生混凝土的充分利用, 就必须对再生混凝土的性能有所了解。本文从再生骨料的特性, 再生混凝土在应用过程中存在的问题及解决方法, 以及再生混凝土的应用现状和发展前景进行了综合分析。

关键词：再生混凝土,建筑工程,特性

参考文献

[1]蒋长升.再生混凝土的实用性分析[J].居业, 2015, 14:12-14.

[2]汤文秀.再生混凝土的力学性能及微观形貌分析[D].浙江工业大学硕士论文, 2015, 6.

混凝土工程的发展前景 篇2

摘要：陶粒混凝土具有轻质、保温、隔热等诸多优点。目前已广泛应各种工业民用建筑上。陶粒表面具有较粗的纹理，增大集料的表面摩擦系数，可以阻止混合料颗粒之间的移动，提高混合料的强度。

关键词：陶粒混凝土；性能；措施；应用；前景

陶粒混凝土俗称“轻质砼”，是一种比较理想的建筑材料，具有保温、隔热、耐火、抗震等诸多优点，目前已广泛应用于桥梁以及各种工业民用建筑上。陶粒表面具有较粗的纹理，增大集料的表面摩擦系数，可以阻止混合料颗粒之间的移动，提高混合料的强度。利用陶粒作为骨料，和其他普通常规材料，可配制出高性能陶粒混凝土。

1、陶粒混凝土的主要性能

陶粒混凝土无论是在性能、经济还是环保方面都有较大的优势，陶粒具有优异的性能，它的优异性能主要有以下几个方面：

1.1密度小、质轻

陶粒自身的堆积密度小于1100kg/m3，一般为300～900kg/m3。以陶粒为骨料制作的混凝土密度为1100～1800kg/m3，相应的混凝土抗压强度为30.5～40.0mpa。陶粒的最大特点是外表坚硬，而内部有许许多多的微孔。

1.2保温、隔热

陶粒由于内部多孔，故具有良好的保温隔热性，用它配制的混凝土热导率一般为0.3～0.8w/m.k，比普通混凝土低1～2倍。所以陶粒混凝土建筑都有良好的热环境。

1.3耐火性优异

普通粉煤灰陶粒混凝土或粉煤灰陶粒砌块集保温、抗震、抗冻、耐火等性能于一体，特别是耐火性是普通混凝土的4倍多。对相同的耐火周期，陶粒混凝土的板材厚度比普通混凝土薄20%。此外，粉煤灰陶粒还可以配制耐火度1200℃以下的耐火混凝土。在650℃的高温下，陶粒混凝土能维持常温下强度的85%。而普通混凝土只能维持常温下强度的35%～75%。

1.4抗震性能好

陶粒混凝土由于质量轻，弹性模量低，抗变形性能好，故具有较好的抗震性能。1976年意大利费留利地区发生9级强烈的地震，统计资料表明，砖混建筑物损坏率达40%～60%，框架结构黏土空心砖建筑损坏率为33%，而陶粒混凝土建筑损坏率只有5%。陶粒的抗震性能由此可见。

1.5吸水率低，抗冻性能和耐久性能好

陶粒混凝土耐酸、碱腐蚀和抗冻性能优于普通混凝土。lc25粉煤灰陶粒混凝土，15次冻融循环的强度损失不大于2%。1976年有关部门对全国自1985年以来所建的陶粒混凝土工程进行了实测，结果表明，无论是预制的还是现浇的，室内的与室外的，所含钢筋均未锈蚀，测的碳化深度一般不大于30L，后期强度还可以继续增长。由此可见，陶粒混凝土是一种优良的建筑材料，应大力推广使用。

1.6抗渗性优异

据多次测试，陶粒混凝土的抗渗性能优于普通混凝土。以20mpa陶粒混凝土与普通混凝土为例，经多次测试进行比较，普通混凝土的抗渗等级为p6，而陶粒混凝土则可达到p18至p25。1970年天津用20mpa的陶粒混凝土建造的防空通道（深3m，地下水位0.9m），至1980查时没有发现渗漏现象。宁波建造的两条20mpa陶粒混凝土囤船（载重量80t），水上作业13年，从未出现渗漏现象。因此陶粒混凝土是制作水坝，地下工程的优良建筑材料之一。

1.7抗碱集料反应能力优异

陶粒混凝土不但耐腐蚀（酸、碱）性能优于普通混凝土。而且具有优异的抗碱集料反应能力。每年国内国外都有大量的建筑物因混凝土的碱集料反应而损毁。由于陶粒不含有火性岩石成分，碱含量非常低，所以它在使用过程中不会与水泥发生碱集料反应。至今为止，国内外的陶粒混凝土建筑，还没有发现一起碱集料反应的事例。

1.8适应性强

根据各地资源条件不同，可分别采用页岩、粉煤灰或其他固体废弃物生产陶粒。根据用途不同和市场需要，可以生产不同堆积密度和粒度的陶粒产品如超轻陶粒、结构保温用陶粒、结构用陶粒，也可生产有特殊用途的陶粒，如耐高温陶粒、耐酸陶粒和花卉陶粒等。

2、提高陶粒混凝土施工的.性能稳定性的措施

在实际生产施工中，我们采取以下措施提高陶粒混凝土的性能稳定性，保证施工质量：

（1）选用粒型规则，级配好，筒压强度高及最大粒径小于20mm的连续级配的页岩陶粒，内含部分陶砂，并在生产前进行预湿处理。

（2）根据工程使用条件，优化陶粒混凝土配比设计参数。泵送陶粒混凝土如采用分层浇筑时，每次分层应尽可能趋于水平，尽量避免形成较陡的斜坡，防止陶粒从混凝土拌合物中脱离。为保证陶粒混凝土在整个构件断面上具有较好的匀质性，同时利于振动密实，每次分层浇筑的高度以300～500mm为宜。

（3）采用p.o42.5水泥、中砂和粉煤灰，并加入适当掺量的增稠剂，也可再加入引气剂或聚丙烯纤维，防止新拌陶粒混凝土中陶粒上浮，减少离析，提高陶粒混凝土的稳定性。

（4）改进搅拌工艺，避免陶粒对外加剂的吸附，使减水剂、增稠剂等外加剂能充分发挥其作用。

（5）控制坍落度及坍落度经时损失，出厂坍落度控制在180～200mm，经时损失为≤20mm/h，使陶粒混凝土在入泵时保持适宜的坍落度。

（6）建立良好的生产施工组织计划，保障生产供应过程顺利进行，加强质量控制，使陶粒混凝土质量波动稳定。

实际通过拖泵或汽泵泵送预拌陶粒混凝土，拖泵泵送高度最高可达32m，管长可达70米；汽泵可用52米泵泵送，并适用于生产施工干表观密度为1450kg/m3～1950kg/m3的陶粒混凝土。

3、陶粒混凝土的推广应用与前景

陶粒混凝土技术一直是陶粒应用的第一大领域。陶粒由于表面具有较粗的纹理，增大集料的表面摩擦系数，可以阻止混合料颗粒之间的移动，提高混合料的强度。利用陶粒作为骨料，和其他普通常规材料，可配制出高性能陶粒混凝土。目前对陶粒尚未普遍接受的情况下，对于陶粒及陶粒砼技术的推广，特别是对陶粒混凝土泵送技术的推广，除了以市场为自然导向外，借鉴国内陶粒及陶粒砼技术发达的地区经验，开展相关技术研究，使陶粒混凝土符合开展建筑节能的需要，又符合国家墙材革新政策的要求。但我国陶粒混凝土的应用比国外的应用时间短，材料性能上存在一定的差距，因此还需要建筑相关人员不断努力。随着陶粒新用途的不断开发，其性能和应用水平也将不断提高，是一种应用前景极其广阔的新型绿色建筑材料。

总之，陶粒混凝土由于其独特的优点，使人们对它的研究逐渐增多，应用日渐广泛，必将有更加广阔的发展前景。

参考文献

[1]王玉，杨健辉，吕凌艳等.基于陶粒骨料的混凝土试验研究[J].工业建筑，2011（S1）.

[2]徐振华，刘建国，宋敏英等.污泥与底泥烧结陶粒骨料的中试研究[J].环境工程学报，2013（06）.

[3]徐振华，刘建国，宋敏英等.温度对污泥与底泥烧结陶粒性能的影响[J].环境工程学报，2013（05）.

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混凝土工程的发展前景 篇3

关键词:聚丙烯纤维 混凝土 机理 工程应用

聚丙烯(polypropylene单体分子式为C3H6)是一种结构规整的结晶型聚合物。聚丙烯纤维是一种新型的混凝土增强纤维，被称为混凝土的“次要增强筋”，乳白色、无味、无毒，耐酸碱，表面疏水，化学稳定性好;主要缺点是分散性能差、与基体间的粘结力差，经改性处理掺入混凝土中，可明显改善其韧性，有时还能改善强度指标， 增强抗渗能力。

一、聚丙烯纤维性能

聚丙烯纤维混凝土是近年来迅速发展起来的一种优良且应用广泛的新型复合材料，广泛应用于水利、交通、城市建设等工程中。

1.抑制腐蚀 湿气通过混凝土渗透到钢筋有两种绝然不同的解释：第一种解释是湿气直接通过混凝土出现的塑性龟裂移动，大量的裂纹使钢筋面临过早腐蚀的危害。在混凝土早期，纤维有效地防护这种类型的龟裂，并减少了腐蚀的可能；第二种解释是氯化物携带氯离子通过混凝土的毛细孔移动到钢筋，当纤维混入后，明显地降低了混凝土的渗透性或者说减缓了允许湿气通过混凝土的渗透趋势。

2.抗撞击和磨损 聚丙烯纤维加入混凝土后，能改善混凝土在波浪、海潮、冰冻、海砂等自然环境对它的侵害能力。

3.混凝土的修复 在码头的维护及船坞、桥墩、防波堤的修复中，若采用重新浇筑混凝土的方法，则通常以0.9kg/m3的比率加入纤化的聚丙烯纤维，另外，纤维加强混凝土比一般混凝土具有更大的内聚力。修复时，它能喷射到位，便于施工，具有快速、省时、低成本、且有圈套的厚度。通常加入纤维网可减少混凝土溅落或浪费，相对普通混凝土的喷注，其回弹率可以从30%减少至4-5%。

二、聚丙烯纤维混凝土技术应用

1.机理研究 国外对聚丙烯纤维混凝土的研究可以追溯到上个世纪60年代，那时就有人发现在水泥净浆与砂浆中掺入少量聚丙烯纤维可以明显提高其抗冲击性能，此后，英国将短切聚丙烯纤维少量(≤0.05%)掺加于混凝土中用以制造桩壳、墙板、浮体等预制品。1970年美国开始大力开发丝束相连的聚丙烯纤维，代替控制混凝土的收缩。

2.阻裂机理 在混凝土中加入一定量的聚丙烯纤维，可降低微裂缝尖端的应力集中，防止裂缝扩展并防止连通裂缝产生。由图1可知，一旦裂缝产生，前端与纤维交叉使引起裂缝的拉应力得以削弱或消除，由于聚丙烯纤维在混凝土中呈现三维乱向分布，可有效抑制裂缝产生，使大于0.05mm的裂缝大大减少，从而达到阻裂目的。

3.抗渗抗冻机理 掺加大量纤维，可有效抑制早期干缩裂纹及连通裂缝的产生，减少了收缩裂缝;均匀分布且彼此相粘连的大量纤维起了“承托”骨料的作用，阻断了混凝土中的毛细管，使水分迁移困难，减少了混凝土表面析水与集料离析，从而使混凝土中50nm~100nm及大于100nm的孔隙含量降低，大大提高了抗渗能力。由于表面混凝土质量提高，使耐久性等其他指标如抗侵蚀性得以提高。聚丙烯纤维直径小，单位重量的纤维数量庞大(每克约876000根)，纤维间距小，增加了混凝土冻融损伤过程中的能量损耗，有效抑制冻胀开裂，使混凝土抗冻性得以改善。

4.抗冲磨性能的影响 聚丙烯纤维的弹性模量较低，其断裂伸长率大于混凝土的断裂伸长率，故纤维的掺入提高了混凝土的延性，改善了混凝土的变形性能，混凝土裂缝扩展时，需要消耗能量来克服纤维对裂缝的阻止作用，它对提高混凝土裂后的承载能力起到很大作用。纤维混凝土极限引伸率和弯曲韧性指数的提高，使其弹性模量降低，混凝土变形提高。

三、工程应用

聚丙烯纤维混凝土良好的抗渗、增韧、阻裂、抗冲磨等性能越来越得到认可，并大量地被应用于工程实践中。

1.混凝土路面工程 采用PPFC铺设的路面简称为UTW，这项技术的主要特点是将50mm~70mm厚的高强混凝土覆盖于压路机平整的沥青旧路基上，关键在于加入聚丙烯增强路面的耐久性，解决了无休止翻修的问题。郑州一新建路面出现严重断裂，用聚丙烯纤维修复7天后通车。另外河南等省也用PPFC修高等级公路或隧道混凝土面层，以保证混凝土最大限度的耐久性。

2.水工建筑物 三峡工程为解决夏季施工出现的混凝土早期表面龟裂问题，按0.9kg/m3(占混凝土体积的0.1%)掺量在混凝土中加入聚丙烯纤维，经比较对照混凝土，混凝土强度(特别是早期强度)和抗冲磨性提高，改善混凝土的抗冻性，在水胶比0.35不掺粉煤灰情况下，纤维混凝土各龄期抗压强度都比对照混凝土有较大增长，特别是3d抗压强度可以提高约20%，劈裂抗拉强度可以提高10%;轴拉强度的增加率甚至高于劈裂抗拉;显著减少抗冲磨混凝土塑性裂缝和早期干缩裂缝，对尚处在塑性状态和硬化后的混凝土有很好的阻裂作用。小浪底西霞院工程IV标14孔开敞式泄洪闸段K3联溢流面，根据设计要求，采用滑模浇筑工艺，并掺加聚丙烯纤维的抗冲磨混凝土，取得良好效果。宁波白溪水库二期工程采用聚丙烯纤维混凝土浇筑面板坝获得成功，总浇筑面板33块，浇筑方量近10000m3。

3.工业与民用建筑 广州新中国大厦结构总层数为56层，其中地下室为5层。为了克服地下室底板因混凝土浇筑长度较长、体积较大所引起的收缩变形和温度变形而形成的裂缝问题，设计中比较了目前应用得最多的地下室底板防裂防渗的处理方法:微膨胀防水混凝土、聚丙烯纤维混凝土及在混凝土中加设钢网的方案。最后选用了在C60混凝土掺加0.08%的聚丙烯微细纤维的方案，并针对聚丙烯纤维混凝土的特点，施工中全底板均采用了这种混凝土。实际情况表明，整个大面积的底板未发现明显的裂缝、效果良好。在西安市南大街地下商业街、重庆市重点项目重庆世界贸易中心地下停车场地坪和朝天门广场17000m2观景台工程等众多工程中，聚丙烯纤维混凝土的使用都取得了成功。另外，广州花园酒店保龄球馆、深圳怡宝蒸馏水厂约7000m2厂房、重庆嘉陵江黄花园大桥综合楼应用聚丙烯纤维都取得了良好的屋面防水效果。

四、展望

1.關于聚丙烯纤维对混凝土抗压强度的影响，有两种不同的观点，一种认为可以提高混凝土的抗压强度，另一种认为会降低抗压强度。作者认为必须进行大量的试验和观测，研究不同龄期、不同聚丙烯掺量对混凝土抗压强度的贡献能力。

2.由于混凝土中的纤维吸附了一定水分，从而导致混凝土坍落度降低，在相同掺量的条件下，纤维细度越大，表面积越大，坍落度损失越大，故应根据纤维细度调整用水量或减水剂用量。

3.改性聚丙烯纤维的工作温度要求在-25℃以上，其冻脆温度在-35℃~-45℃，经常处于冻脆区间时，改性聚丙烯纤维的分子链将发生断裂，使纤维丧失原有功能。

水运工程中钢纤维混凝土的应用前景 篇4

1 钢纤维混凝土的基本性能

钢纤维混凝土中乱向分布的短纤维主要作用是阻碍混凝土内部微裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展。因此钢纤维混凝土与普通混凝土相比具有一系列优越的物理和力学性能。

1.1 强度和重量比值增大

这是钢纤维混凝土具有优越经济性的重要标志。

1.2 具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度。

1.3 具有卓越的抗冲击性能。

1.4 收缩性能明显改善

在通常的纤维掺量下, 钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%-9%。

1.5 抗疲劳性能显著提高

钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能比普通混凝土都有较大改善。

1.6 耐久性能显著提高

钢纤维混凝土除抗渗性能与普通混凝土相比没有明显变化外, 由于钢纤维混凝土抗裂性、整体性好, 因而耐冻融性、耐热性、耐磨性、抗气蚀性和抗腐蚀性均由显著提高。

2 钢纤维混凝土在水利水电工程中的应用

2.1 支护工程

钢纤维混凝土由于抗拉、抗拉、抗剪强度高, 能承受较大的围岩和土体的变形作用而保持良好的整体性, 因此可用于隧洞支护、山体护坡等工程。如浙江省开化县齐溪水电站有压隧洞在两个工程段内采用喷射钢纤维混凝土衬砌, 使围岩能在较大程度上发挥作用, 减少了衬砌厚度, 由原来的钢筋混凝土衬砌厚度500mm减至钢纤混凝土喷衬厚60mm, 省去了钢筋加工和绑扎工程量, 同时不需立模和回填灌浆, 造价由每延米1175元减至398元, 施工工作量减少3/4。工程至今正常运行。

2.2 储水、防渗、输水管道工程

钢纤维混凝土由于抗裂性能好、收缩率低, 因而防水、防渗性能较好, 可用于低压输水、蓄水池、地下室防渗等工程。而在储水和防渗结构中钢纤维混凝土可作防水层, 有时也可兼做结构层代替钢筋混凝土。

2.3 高速水流冲刷磨损部位

钢纤维混凝土具有较高的抗冲磨、抗气蚀能力, 因此可用于溢洪道、消力池、闸底板等承受高速水流作用的部位。

2.4 处于腐蚀环境中的构件

钢纤维混凝土具有良好的耐腐蚀性能, 可用于海水等腐蚀环境中的闸门、输水管道等构件的防蚀层或结构层。

2.5 动力荷载作用部位和抗震结构节点

由于钢纤维混凝土具有较高的抗拉强度、断裂韧性和抗疲劳等性能, 因此, 可用于承受动力荷载的机墩、抗震结构的框架节点等部位。

2.6 复杂应力部位

钢纤维混凝土中的钢纤维一般呈三维乱向分布, 沿每个方向都有增强和增韧作用。钢纤维对混凝土结构复杂应力区增强是非常有利的, 而且容易浇筑成型, 比钢筋更能适应各种复杂的结构形式。此外, 钢纤维限制混凝土裂缝的作用也是钢筋不能相比的。因此, 可用于大坝廊道、泄水孔等孔口复杂应力区和牛腿等受弯构件的抗剪以及板的抗冲切部位等。

混凝土工程挑战管理的论文 篇5

1对无粘结预应力筋腐蚀问题的调查和研究

1.1对无粘结预应力筋腐蚀问题的调查和研究。

由荷兰和美国工程师组成小组对一座建于80年代的二十八层使用无粘结筋楼盖进行了调查。在预应力筋曲线底部位置凿小洞并刮去塑料油脂，对预应力筋的腐蚀程度进行了调查，发现预应力筋从完全没有腐蚀到产生严重腐蚀的状态均存在。其结论为：

(1)无粘结筋存在油脂干枯受腐蚀严重问题，主要原因是浇注砼时，端部密封不严使水渗入造成预应力筋腐蚀。

(2)对这栋楼普遍调查表明，腐蚀最严重的状态以最不利估计，不会超过预应力筋总数的10%。

(3)由于楼盖计算安全度普遍很高，用三维空间结构分析的楼盖体系比按规范设计的预应力筋强度超过45%，还没有对结构安全性造成直接的急迫的危害。

(4)无粘结筋的腐蚀问题依然是一个必需引起注意的普遍问题。

1.2预应力的探伤问题

(1)利用声纳技术检查预应力筋(无粘结和有粘结筋)的损伤情况。加拿大、英国、美国均已着手进行这项工作并取得重要成果。

(2)灌浆饱和性的检查。

德国SUSPA公司使用专门的“内窥镜”简易仪器进行探测，只要在检查部位打一个小洞用“内窥镜”可看到灌浆保满性。

1.3有粘结预应力砼灌浆技术的改进。水灰比降到0.27-0.3，有很高的流动性和很低的泌水率，并且不需要压力就能达到远比普通灌浆好的效果。该工作由荷兰水泥工业协会(VNC)研究完成。灌浆材料除水泥外另加入某些超塑性添加剂等材料

1.4预应力技术新工艺——介于先张拉法和后张拉法之间的工艺

新的预应力工艺是在浇捣砼尚未凝固的时候施加预应力，砼在压力的情况下固结。这种施加预应力需要用特殊的可滑动的模板及能把压力传给砼的装置，该方法由乌克兰的工程师发明。该种方法可使同样配筋率情况下提高梁的承载力25-34%、柱的承载力75%。抗裂度不变。该方法已在重达30吨的桥梁构件中使用。

1.5预应力砼路面技术应用

越来越多的高等级路面使用砼，以其取代沥青路面，其重要特点是维修费用低。现在每年建造约有2500KM的普通钢筋砼路面的主要问题是由于接缝多使得车辆行驶不舒服。预应力砼可解决这个问题。使用预应力砼路面几百米才设置接缝(甚至不需要接缝)。同时预应力砼路面不开裂。使用对角线和曲线形预应力筋、锚固在预制的边梁上，使得连续浇砼得以进行。预制边梁可作为滑模，预应力筋可代替(甚至全部代替)普通钢筋。预应力砼路面有广阔发展前景。印度以每年10%的增长速度使用预应力砼路面。

1.6预应力砼结构在建筑工程中进一步使用

与会专家普遍认为预应力砼结构在桥梁建筑中取得更大成就和进展。相比之下，建筑领域应用的不够广泛。预应力砼结构能够体现建筑技术最主要的二个特征即使用灵活和经济合理性。但在很多国家由于技术、建筑、规范和教育诸多原因，使得很多用预应力技术为更优方案的工程设计，没有采用预应力技术。这是很可惜的。专家呼吁，在建筑领域应在更多国家、地区、在更多工程使用预应力技术。

1.7预应力砼技术在深基坑开挖、边坡稳定、大面积重荷载基础底板、高层建筑转换梁和转换板、加固工程、大型结构吊装就位等领域应用也很普遍，会议在这些方面展示了不少工程实例。

2预应力砼结构抗震问题

当前国际砼结构工程界对预应力砼结构抗震问题给予很大的重视。日本方面，在1995年神户——大坂地震之后，结合砼结构(包括预应力砼结构)在地震中的实际表现进行了调查并作了大量研究工作。其它国家也作了不少研究工作，现就本次会议这方面的有关内容简介如下：

(一)日本经验：预应力砼结构在日本大坂——神户地震中的表现良好，题为《预应力砼结构的动力性能》对该地震区域100栋预应力砼结构进行调查和研究。文中指出，这100栋房子其中10栋是预制预应力砼结构，90栋是现浇预应力砼结构。100栋中，仅有一栋受到严重损坏，其余99栋状态非常好。作者将这100栋房子分为五类以现场的记录的地震波对这五种类型房子进行线性动力分析和非线性动力计算分析。计算分析结果和现场结构的地震反映表现类似，其结论是按照1981年日本建筑规范按强柱弱梁强度型的设计的预应力砼建筑抗震机理和性能良好。

日本大坂——神户地震表明，预应力结构在地震区是能够应用的，和普通钢筋砼结构一样，需要的是合适的设计和施工。

(二)采用竖向预应力加固普通钢筋砼柱提高砼结构抗震性能。

在1995年日本神户——大坂地震中，地震水平加速度达到重力加速度的量值，相当多的普通钢筋砼柱被破坏。采用竖向预应力砼柱，可以提高柱的抵抗水平荷载的能力，同时在地震之后又能很快的复原。——实际地震破坏多发生大震之后的结构变形带来非结构部分的破坏，采用预应力结构，在地震卸荷之后能迅速复原，避免结构及非结构的破坏。

(三)新西兰经验——预制预应力砼有良好的抗震性能，在新西兰得到广泛应用。

新西兰是地震高发区，对于结构抗震要求相当严格。采用预制预应力砼结构，最大优点是能在构件选择的部位在地震作用时发生屈服，产生塑性铰，提高整个结构的延性和耗能能力，而避免损坏。因而具有良好抗震性能。采用能量设计方法和预制构件合适的安装方法建造的预制预应力砼结构在新西兰得到普遍使用，具有工程质量高、节约现场劳动力及模板以及缩短工程工期各方面效益。

总之，预应力砼结构(预制的和现浇的)不仅是楼盖结构，还是抗侧力的框架结构都可以在地震区使用，其设计主要要求是“强柱弱梁”，在地震时，使塑性铰主要发生在楼盖部位。

3预应力砼技术在一些典型建筑工程使用的实例。

(一)日本阿沙加市政中心体育馆。直径110m的拱型层顶，复盖土重50-60KN/m2。采用预制预应力拱梁——板结构，组装时用30根环形预应力大束，每束张拉力为8070KN。根据荷载进行三次张拉。工程进行了动力分析，并有数百个应力和应变试点，检测结果和计算吻合。该工程是日本最大的地下拱型运动场建筑。该工程获得国际预应力协会大奖。

(二)法国斯特拉斯堡欧洲议会中心。

法国斯特拉斯堡欧洲议会中心建筑是一座应用现代砼和预应力结构技术实现新型的建筑艺术的优秀建筑例子。

该议会中心21层高为72m，直径为94m，从地震要求，该工程必须是一座无伸缩缝的环形建筑。而只有建造对楼板施加环向预应力才能满足结构在地震作用时应力和变形要求，从而实现建筑美学对该建筑物造型的.要求。同时该建筑物的高度不能超过附近的教堂，采用预应力楼板减少结构高度。

由于该建筑在环向和径向都有剪力墙，为使楼板建立有效的预应力，环形楼板分为四组，分别浇注和张拉，砼采用C30，仅4-5天达到C21-C23MPa即可张拉。

该工程环形预应力工艺采用了游动型锚具等新型工艺，保证预应力施工的质量和速度。

(三)泰国曼谷AmanAtrium大厦。

该大厦为28层(包括3层地下室)商业综合建筑，建筑面积为6万m2。建筑长度为80m，开间为8.2m，横断面中间跨为9.7m，向二边各挑出4.9m的平台。建筑的内部布置和外部造型要求使用预应力平板。采用直径为12.7mm无粘结预应力束，在横向集中在柱上扁梁布束，纵向均匀布置。板厚20cm，以长度方向平均计算纵、横向各为2.9束/m.80m方向没有伸缩缝，仅设置后浇带。

(四)马来西亚一座高310m计76层，建筑面积为230000m2的建筑，用预应力扁梁(跨度17m)和预应力板结构，板跨度为6m、板厚14cm，为有粘结预应力4羓15@1500。

(五)日本Ohgishima储汽罐拱型屋面的设计和施工。

该油灌直径为45m，高度为37.8m。从技术经济指标上，采用预应力园拱屋面为优，截面高度为600mm(支座处为1250mm)。从施工角度屋顶如采用原位浇捣，高达37.5m，模板支撑工程量大、耗费很多。该工程采用地面浇注、整体提升的方法。设计要计算拱型屋顶自重作用、提升过程和安装就位的应力以及预应力筋产生的应力(特别是环形应力)。工程采用在半径为20.0m-21.5m处设置5*26羓15.2预应力筋。设计还进行了动力计算(水平动力系数0.15，地震加速度150gal)。整体提升使用16台VSL公司的千斤顶，拱顶总重为40500KN。

(六)西班牙巴塞诺拿贸易中心

跨度为70m的预应力T型屋架。

贸易中心主体为二个大型大跨度建筑，其跨度均为70m，其长度一跨为70m，另一跨为23m，加上辅助建筑，总面积为47672m2。70m跨度的T型屋架，沿屋架方向是变高度和变宽度，最大高度为4m。中间主助宽度为0.35m，到二端支座宽度为0.4-0.8。中间主助配有10*15羓15的预应力筋。屋架的支座和二侧宽度各为10m和20m的砼框架相连。屋架地面预制，然后提升。

4会议给我们的启示

(一)积极参加国际砼技术交流。我国是发展中国家，近年来发展速度和发达国家建筑市场几乎饱和相比，我国土木工程投资方面、建设规模方面在世界上可排入前列。在砼工程技术、预应力技术应用方面近年有巨大进步，完成大量杰出的土木工程设计和施工。但在该次会议中我们仅有十多位代表参加会议，文章也寥寥无几，没有一个工程入选19预应力砼协会大奖(大奖工程共有27项)，这和我们这个土木建设大国不相称。日本有200多名代表参加，会议上发表大量论文。建议我国砼工程界要积极总结经验，参加国际交流，要赶上世界经济技术一体化的潮流。国际砼工程大会在日本召开，到时我国应有强大阵容的代表和丰富的著述参加会议。争取国际砼大会在我国召开也是有可能的。

(二)统一砼学术团体组织，加强砼技术和预应力技术研究、发展全国性的技术交流和组织工作。国际预应力协会和欧洲砼协会已合并为国际砼协会，以更有利于技术交流和发展。我国这方面组织单位多、力量分散。建议应成立统一的组织，其工作不能局限于每年(或每二年)开一、二次交流会议。应组织在关键技术问题攻关，提出设计施工建议，组织推广技术工作等等。

(三)加强科研工作，和发达国家相比，我们砼工程(包括预应力砼工程)的研究相对落后，凭借我们已有的强大队伍，和一些单位在预应力技术推广应用中的创收实力完全可以承担和完成重要的科研任务。

混凝土工程的发展前景 篇6

【关键词】混凝土;质量检查;处理

1.混凝土的施工质量检查概述

在建筑工程施工当中，混凝土的应用非常广泛，不管是钢筋混凝土结构还是砖混结构的建筑，都离不开混凝土。而混凝土质量的好坏，既对建筑结构的安全，也对建筑工程的造价有很大影响，因此在施工中必须对混凝土的施工质量有足够的重视。要判定混凝土质量是否符合设计规定的要求，就必须对混凝土的施工质量进行检查。

2.混凝土的施工质量检查内容

2.1普通混凝土质量检查取样

混凝土强度应分批进行验收。同一验收批的混凝土应由强度等级相同、龄期相同以及生产工艺和配合比相同的混凝土组成。每一验收批的混凝土强度应以同批内全部标准试件的强度代表值来评定。在工程验收中有时会出现普通混凝土取样方法、试件标准不符合验收规范的要求，这个问题也必须引起足够的重视，这里只强调常用的二种试件标准。

一般普通混凝土试件:普通混凝土立方体抗压强度及抗冻试块为正方体，试块尺寸用表，数值，每组3块。在混凝土工程质量检查验评中必须注意，当采用非标准试块:100mm×100mm×100mm和200mm×200mm×200mm立方体试块确定强度时，必须将其抗压强度分别乘以系数0.95和1.05，将共折算成标准试件的抗压强度。普通混凝土抗渗性能试验试件系采用顶面直径为175mm，底面直径为185mm，高度为150mm的圆台体或直径和高度均为150mm的圆柱体试件，每组6块。试件在移入标准等护以前，应用钢丝刷将顶面的水泥藻膜刷去。

2.2混凝土质量缺陷检查

现浇结构的外观质量不宜有严重缺陷。对已经出现的一般缺陷，应施工单位提出技术处理方案进行处理，并重新检查验收。对于具有重要装饰效果的清水混凝土墙，考虑到其装饰效果属于主要使用功能，故将其表面外形缺陷、外表缺陷确定为严重缺陷。至于各种缺陷的数量限制，规范条文说明中要求由各地根据实际情况做出具体规定。

2.3混凝土质量缺陷的处理

对于数量不多的小蜂窝、麻面、露筋、露石的混凝土表面，主要是保护钢筋和混凝土不受侵蚀，可用1：2-1：2.5水泥砂浆抹面修整。对于结构构件承载能力无影响的细小裂缝，将裂缝加以冲洗，用水泥浆抹补。如果裂缝开裂较大较深时，应将裂缝附近的混凝上表面拉毛，扫净洒水湿润，先刷水泥浆一道，然后用1：2-1：2.5水泥砂浆分2-3层涂抹总厚度柱制在100mm-200mm左右，并进行压实抹光处理。

2.4水泥灌浆与化学灌浆措施

采用水泥灌浆或化学灌浆的方法补修响结构承载力或防水、防渗性能的裂缝，以此恢复结构的整体性和抗渗性。细石混凝土填补措施 对孔洞事故的补强，可在旧补混凝土表面采用处理施下缝的方法处理将孔洞处疏松的混凝土和突出的石子剔凿掉，孔洞顶部要凿成斜面，避免形成死角，然后用水刷洗下净，保持湿润后，用比原混凝土强度等级高一级的细石混凝土捣实混凝七的水灰比宜控制在0.5以内，并掺水泥用量万分之一的铝料，分层捣实，以免新旧混凝土接触而几出现裂缝。

3.无损技术检测混凝土强度方面

3.1回弹法的发展及应用

回弹法是瑞士工程师施密特发明的，所以也称施密特锤法。它是通过测定混凝土表面硬度来推算抗压强度的一种结构混凝土现场检测技术。国外对这一技术的研究和应用已有六十多年的历史，虽然近20年不少国家竞先研制了各种新型的混凝土非破损检测现代化仪器和测试方法，但传统的回弹法仍然不失其在现场应用的优越性。

回弹法是用一个弹簧驱动的重锤，通过弹击杆，弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值作为与强度相关的指标，来推定混凝土强度的一种方法。

3.2超声法的发展及应用

混凝土的超声检测是混凝土非破损检测技术中的一个重要方面。用声学的方法检测结构混凝土可以追溯到30年代，那时以锤击作为震源，测量声波在混凝土中的传播速度，粗略地判断混凝土质量。

超声法检测混凝土的强度是基于混凝土强度和超声波在混凝土中的传播速度之间有良好的相关性。一般来说，混凝土强度越高，声速越快，其理论依据可以这样解释：混凝土强度与弹性模量有相关性，弹性模量和声速之间亦有相关性，若预先建立了混凝土强度和声速之间的经验相关式，可根据测量的声速反推混凝土的强度。

4.混凝土工程的质量处理措施

在施工中要保证钢筋混凝土的质量符合设计要求，首先要保证组成钢筋混凝土的两大材料钢筋与混凝土的质量。钢筋混凝土所用的钢筋，根据我国现行混凝土结构设计规范的规定分为四类，即1级钢筋、2级钢筋、3级钢筋和低碳冷拔钢丝。其中1级钢筋和低碳冷拔钢丝属于低碳钢材，外表为光面。2级钢筋与3级钢筋属于低合金钢材，外表为变形的，即为月牙形或螺纹形。钢筋混凝土结构在受拉区的钢筋应力达到30-40N/m㎡,混凝土即出现开裂。混凝土的极限拉应变值为0.0001-0.00015，当钢筋应力达到混凝土结构设计规范的允许值0.2-0.3㎜，所以普通混凝土结构中不能用高强度钢材。钢筋是钢筋混凝土结构中受力的重要材料，钢筋的检验内容，除在进场需对出厂证明书、标志和外观进行检查外，并应按国家有关标准的规定，抽取试样作力学性能校验，合格之后方可使用。如在加工过程中发现钢筋有裂缝、脆断、焊接性能不良等现象，尚应进行化学成分检验或其它专项检验。钢筋在砼结构中应用的主要性能有：屈服强度、极限强度、弹性模量、冲击韧性、塑性性能、化学成分、焊接性能、疲劳性能以及粘结性能等，其中最主要的是力学性能。钢筋在低温下的力学性能与在常温下不同。温度降低，强度提高，塑性或韧性降低，脆性增大。这种现象称为金属的冷脆倾向。混凝土是另一种组成钢筋砼的重要材料，對砼的基本要求是在砼硬化前应具有良好的和易性，使之能顺利的运输、浇筑，从而获得密实的、匀质的砼结构，而硬化后的砼应具有必要的强度和耐久性指标，以能承担设计所要求的荷载和环境条件对它的侵蚀作用。

5.结束语

钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料结合成一体的结构材料。在钢筋混凝土结构中，由于钢筋与混凝土之间存在着足够的粘结力，这种粘结力，能保持到结构破坏时仍然不被破坏，因此，它在建筑施工中广泛的应用着，作为一种建筑材料，都有它的优缺点 ，设计与施工人员针对这一点，应充分利用其优点，克服或消除其缺点，使钢筋混凝土结构，在我国现代经济建设事业中发挥更大的作用。

【参考文献】

［１］宁仁岐.建筑施工技术.北京：高等教育出版社,2002.

［２］张厚先.建筑施工技术.北京：机械工业出版社,2004.

混凝土工程的发展前景 篇7

关键词：泡沫混凝土,简介,生产工艺,应用现状,发展

近年来, 我国越来越重视建筑节能工作, 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。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。

1 泡沫混凝土的简要介绍

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。

泡沫混凝土的制作方式分为两种:一种是现场制备, 就是现浇, 也可以集中制备, 用混凝土罐车长距离送到现场浇注;另一种是在工厂预制成各种建筑构件及制品, 再用于建筑物的施工。

在建筑工程中, 建筑物墙体各部分由于自重的不同, 在施工过程中产生的自由沉降差, 设计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, 而且必须满足以下几个条件:本身的成塑性较好, 能准确控制厚度;材料的强度能严格控制在设计的范围中;有足够的压缩量。

2 泡沫混凝土的生产工艺

泡沫混凝土的基本原料为水泥、石灰、水、泡沫, 在此基础上掺加一些填料、骨料及外加剂。常用的填料及骨料为:砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料, 常用的外加剂与普通混凝土一样, 为减水剂、防水剂、缓凝剂、促凝剂等。

泡沫混凝土的生产方法有湿砂浆法和干砂浆法两种。湿砂浆法通常是在混凝土搅拌站将水泥、砂与水等搅拌成砂浆, 并用汽车式搅拌机车运至工地, 再将单独制成的泡沫加入砂浆, 搅拌机将泡沫及砂浆拌匀, 然后将制备好的泡沫混凝土注入泵车输送或现场直接施工。干砂浆法是将各干组份 (水泥、粉煤灰等) 通过散装运输或传动系统输送至施工现场, 干组份与水在施工现场拌合, 然后将单独制成的泡沫加入砂浆, 两者在匀化器内拌合, 然后用于现场施工。

3 我国泡沫混凝土的应用现状

目前, 泡沫混凝土在我国的应用情况如下:

3.1 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。尤以广东省应用最多, 目前该省泡沫混凝土砌块的年用量达60万平方米。在北方, 泡沫混凝土砌块主要用作墙体保温层。

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。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。

3.2 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。该产品生产采用的原料如下:30%-40%的粉煤灰, 45%-65%的硫铝酸盐水泥, 0-15%的膨胀珍珠岩以及一定体积的泡沫。与传统的GRC轻质墙板相比, 采用泡沫混凝土生产技术, 不但能明显降低产品的成本, 而且大大改善了浆体的流动性, 使成型更为方便。

3.3 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。例如, 在北京团结湖大厦的部分基础中, 现场浇注了厚度为150mm、抗压强度在0.10±0.02Mpa, 密度小于200kg/m3泡沫混凝土, 取得了良好的效果。据现场测试, 此种低密度泡沫混凝土的强度可很好地控制在设计的范围内, 且具有良好的压缩性。

4 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。

4.1 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。

用于减少侧向压力的泡沫混凝土的密度为400-600kg/m3。

4.2 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800-900kg/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。

4.3 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400-600kg/m3的泡沫混凝土。

4.4 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600kg/m3左右。

4.5 管线回填

地下废弃的油柜、管线 (内装粗油、化学品) 、污水管及其它空穴容易导致火灾或塌方, 采用泡沫混凝土回填可解决这些后患, 费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位, 一般为600-1100kg/m3。

4.6 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1200kg/m3左右的贫混凝土填层, 平均厚度为0.05m;如对隔热性要求很高, 则采用密度为500kg/m3的贫混凝土填层, 平均厚度为0.1-0.2m。

4.7 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800-1200kg/m3的泡沫混凝土。

4.8 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800-1000kg/m3。

4.9 其它

混凝土工程的发展前景 篇8

1 绿色高性能混凝土的优点

高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力, 但不一定具有高强度, 中、低强度亦可。高性能混凝土具有良好的工作性, 混凝土拌和物应具有较高的流动性, 混凝土在成型过程中不分层、不离析, 易充满模型, 具有良好的和易性和流动性;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。高性能混凝土的使用寿命长, 对于一些特护工程的特殊部位, 控制结构设计的不是混凝土的强度, 而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50~100年以上, 是高性能混凝土应用的主要目的。高性能混凝土具有较高的体积稳定性, 较小的水胶比, 和掺合料, 使混凝土在硬化早期应具有较低的水化热, 硬化后期具有较小的收缩变形。

2 绿色高性能混凝土的研究现状

2.1 绿化、景观混凝土

绿化混凝土是指能够适应绿色植物生长、进行绿色植被的混凝土及其制品。开发能够植被的绿化混凝土, 用于城市的道路两侧及中央隔离带、水边护坡、楼顶、停车场等部位, 可以增加城市的绿色空间, 调节人们的生活情趣, 同时能够吸收噪音和粉尘, 对城市气候的生态平衡也起到积极作用。人们生活在被钢筋混凝土填充的城市中, 感到远离自然, 缺少生活情趣[4]。

2.2 吸音混凝土

吸音混凝土具有连续多孔结构, 入射声波通过连通孔被吸收到混凝土内部, 小部分由于混凝土内部磨擦作用转换为热能, 大部分透过多孔混凝土层到达多孔混凝土背后的空气层和密实混凝土板表面再被反射, 此反射声波从反方向再次通过多孔混凝土向外发散, 与入射声波有一定的相位差, 因干涉部分互相抵消而降低噪音。吸音混凝土主要用于公路的建设施工中。吸音混凝土是针对所产生的噪音采取的隔音、吸音措施。

2.3 生态水泥混凝土

生态水泥是指用城市的垃圾灰、下水道或污水处理厂的污泥及其它的工业废弃物等作为水泥的原料制造的水泥。用这种水泥制作的混凝土可以有效解决废弃物处理占地、节省资源和能源的问题。

2.4 再生混凝土

再生混凝土技术是发展绿色混凝土, 实现建筑、资源、环境可持续发展的主要措施之一, 正日益引起混凝土研究者们的关注, 并越来越受到工程界的重视。利用工业固体废弃物如锅炉煤渣、火力发电厂的粉煤灰等工业废料作为骨料, 采取一定技术措施制备的轻质混凝土, 是另一种形式的再生混凝土[5]。

2.5 海洋及水域生物适应型混凝土

所谓海洋生物适应型混凝土, 即能够营造出适合生物生长生息的空间或空隙, 能够为海藻类生物提供合适的附着表面, 并能在混凝土表面增殖, 使混凝土周围的水质对生物生长没有不良影响。目前开发并已经实际应用的海洋生物适应型混凝土主要有人工礁石。

3 绿色高性能混凝土研究意义和发展

3.1 绿色高性能混凝土的研究意义

3.1.1 人类发展观的转变

人类文明自始至终演绎着人和自然的关系史, 人类的发展观历经了认识自然、改造自然、修复自然的过程。在公路、铁路、水利、电力、矿山等工程建设中, 经常要开挖大量的边坡。破坏了原有植被的覆盖层, 导致了大量裸露的土地, 造成了一系列生态环境问题。人类在改造自然的同时也遭到了自然的惩罚, 在觉醒之后开始修复自然。人类的发展观应该从被动发展观转变为能动发展观, 即认识自然、模仿自然、享受自然的发展观。实现人与自然的和谐发展。

3.1.2 解决地球环境问题

地球环境问题是21世纪人类面临的最严峻的挑战之一。人类面临着资源枯竭、能源危机、地球温暖化、臭氧层破坏、土地沙漠化、野生动物种类减少、热带雨林减少、酸雨范围扩大等日益严重的环境问题, 大气、水质与土壤污染, 噪音、振动等公害给人类生活带来了极大的危害和损失。固体废弃物的综合化利用消除了对环境的不利影响, “解放了“大量土地, 同时节省了大量的原生矿产资源。

3.1.3 改善人居环境

“人居环境“是人类社会发展到20世纪后期才提出的概念, 它标志着人类对待自然的态度从根本上发生了转变。理想的人居环境是人与自然的和谐统一, 即天人合一。人在人居环境中结成社会, 进行各种各样的社会活动, 努力创造宜人的居住地, 并进一步形成更大规模和更为复杂的支撑网络。

3.2 发展趋势

绿色高性能混凝土具有调节生态平衡、美化环境景观、实现人类与自然的协调具有积极的作用, 在解决地球环境问题、转变人类发展观念, 改善人居环境、净化水污染以及废物利用等方面, 比普通混凝土具有非常优越的条件, 因此, 研究和开发新型生态混凝土具有很大的现实意义。因此, 绿色高性能混凝土正向着智能化、规模化、理论化、体系化和集成化方向发展。

4 结论

绿色高性能混凝土材料和技术无疑是今后水泥混凝土行业发展的大趋势。绿色高性能混凝土不仅仅是一种材料、一项技术或一个法规, 它是一个完整的体系, 从原材料、生产、设计、施工、使用, 一直到建筑物的解体和循环利用, 遵循循环经济4R原则, 实现水泥混凝土行业真正的可持续发展。

摘要：绿色高性能混凝土是为了减轻地球环境负荷、与生态体系协调发展、创造舒适生活环境的混凝土材料。本文在绿色高性能混凝土现有的研究基础上, 论述了其研究现状, 意义和未来发展。

关键词：绿色高性能混凝土,发展,经济

参考文献

[1]冯乃谦, 张智峰, 马晓.生态环境与混凝土技术[J].混凝土, 2005, (3) :3-8.

[2]郭随华, 翁端, 陈益民.我国水泥工业“生态化“的研究现状和发展趋势[J].硅酸盐学报.2001, 29 (2) :172-177.

[3]杨静.冯乃谦.21世纪的混凝上材料-环保型混凝土[J].混凝土与水泥制品.1999. (2) :3-5.

[4]张仁瑜, 冷发光.绿色建材发展现状及前景[J].建筑科学.2006.22 (6A) .

混凝土工程的发展前景 篇9

海工混凝土是指应用于海洋工程建设的一种具有高性能、高工作性、高耐久性的特种水泥混凝土材料, 主要用于构建海洋工程中的各种建筑物。海洋工程中的混凝土建筑物按照所处位置分类, 可划分为离岸和近岸两大类。海工近岸混凝土建筑物主要包括港口、跨海桥梁、沿海靠泊或系泊设施、防波堤或挡潮闸、干船坞及码头、集装箱码头、海底隧道等;离岸建筑物主要包括海上人工岛屿、海上浮动功能平台、海上钻井平台、海上石油及天然气储运平台、海上风电基础、移动海上基地 (MOB) 等[1]。

水泥混凝土、木材、钢材是三大传统建筑材料, 其中水泥混凝土是中国乃至全球使用最广泛、产量最大的材料, 也是目前海工建筑物中使用最多的, 对全球海洋经济和海洋产业的发展影响重大。水泥混凝土在海洋环境应用中展示出优异的抗海水腐蚀能力, 并应用于众多的海工建筑物中, 如码头、桥梁、海底隧道、防浪堤、海上钻采平台等。国外专家预测, 21世纪将是水泥混凝土在海洋工程中大规模应用的世纪。另一方面, 从水泥混凝土开始被应用到海洋工程中, 混凝土在海洋环境中的耐久性就是一个不可避免的问题。处于海洋环境下的钢筋混凝土结构, 其耐久性问题的主要因素包括氯离子渗透、碳化、盐类侵蚀、冻融破坏等。因此, 混凝土在海洋环境中的抗腐蚀也是亟待解决的问题[2]。

1 混凝土材料在海洋工程领域的研发与应用现状

海洋工程用水泥混凝土是发展海洋产业的重要基础支撑, 世界发达国家已有多年的研究和工程应用经验。其中, 领先的国家有日本、韩国、美国和加拿大及部分欧洲国家 (挪威、荷兰、瑞典、英国、丹麦及德国等) , 其中以地处北欧的挪威最为典型;全球代表性研究应用机构包括:挪威科技大学 (NT-NU) 、挪威工业科学研究院 (SINTEF) 、荷兰代尔夫特理工大学 (TUDELFT) 、加拿大国家研究院 (NRC) 等。按照所处位置的分类, 海洋工程中的混凝土建筑物可划分为离岸和近岸两大类。

1.1 海上离岸混凝土平台

海上油气钻采储平台等离岸构建物被海洋油气业界称为“流动的国土”。1972年之前, 全球所有的海上采油平台都是以钢铁为主要材料, 而中国目前约200多座海上油气钻采及储运平台都是钢平台[3]。

离岸混凝土平台主要用于海上原油或天然气的钻探、抽取或储存单元 (FSO、LNG TANK、FPSO) 或移动海上基地 (MOB) 等功能平台。离岸混凝土平台分为浮动式和固定式 (附着在海底, 含人工岛) 。浮动式混凝土平台单元作为生产装置、储油和卸油装置 (FSO、FPSO) 或原油、液化天然气 (LNG Tank) 终端。而固定式大多为混凝土重力基础结构 (CGS, 也被称为沉箱类型) , 负载直接承受在最上面的土层。沉箱在施工期间和牵引中提供浮力, 也可作为在运营阶段的基础结构, 并作为油或其他液体的中转存储单元;因无需额外储油设施 (对钢材平台而言, 需要额外的储油船配合使用, 增加额外运营成本) 。此外, 沉箱自重大, 不用油水置换就可获得较大的储油空间, 提高了平台面积使用率。用标准化、系列化方法制造的混凝土沉箱通过拼并建设大型边钻边采平台和构筑人工岛具有可重复使用功能。即使在混凝土平台服役期结束后, 也可作为存放、停靠的支撑物, 不至由于锈蚀而污染环境、牺牲海滩。这种离岸混凝土结构适用于软土地区, 尤其在水深大于150 m的海域更显示其经济性。另外, 由于其大底座尺寸、自重大、重心低、抗海浪冲击及冰冻挤压能力强, 大多数重力式混凝土平台不需要额外的固定设施。

1.2 超级大跨度混凝土悬臂桥

对于跨度在120~200 m的桥梁, 预应力混凝土梁桥梁比钢结构桥梁更经济。挪威在1973~1983年建设了16座跨度为150 m左右的预应力混凝土梁跨海桥梁;1987年, 跨度为230 m的Norddalsfjorden大桥采用预应力混凝土梁建成。其后, 随着高强轻质混凝土技术的发展和应用, 更大跨度的预应力混凝土梁桥梁得以建设。1990年, 跨度为390 m的Helgeland大桥 (连接挪威和Alsta岛) 建成, 采用高强轻质混凝土技术制备预应力混凝土梁[4]。

1.3 海底隧道

海底隧道虽坐落于海底土壤中, 但是同样被海水所包围, 加上其内部的热量、氧气、潮湿及交通工具所造成的震动和冲击, 其所受的腐蚀及因此造成泄漏的几率较大。日本的Kanmon隧道 (连接本州和九州) 、Hong Kong隧道、迪拜Al-Shidagha隧道及Suez隧道等都曾被报道有严重泄漏发生。

1988年建成的世界最长海底隧道-日本Seikan铁路隧道, 全长54 km, 海底深度100 m (图1) 。英法国之间的英吉利海峡隧道建成于1992年, 全长50 km, 是20世纪私人融资建设的最大的基础设施。1987年, 挪威在西海岸Aalesund建设了两条4 km长的公路隧道, 最深处位于海平面下约140 m[5]。

1.4 风暴潮屏障和防波堤

风暴潮屏障和防波堤常用于防止高海浪对重要海岸设施或离岸设施冲击。如挪威的东斯海尔德风暴潮屏障 (Oosterscheldekering) , 位于SchouwenDuiveland和Noord-Beveland之间, 长度3 km, 是世界最大的13个Delta系列水坝和风暴潮屏障之一, 保护当地免受北海洪水施虐。建设于1973年的Ekofisk油田, 是世界第一个混凝土平台, 位于挪威北海水深70 m、距离挪威海岸170 km位置。同期在其平台四周建设了混凝土防浪堤以保护其免受百年一遇的海浪冲击, 可承压为60 t/m2, 混凝土抗压强度为60~70 MPa。随着该地区石油和天然气的持续开采, 海床沉降超出预期, Ekofisk混凝土平台被整体抬高, 1989年在其周围安装了高度108 m、直径140 m的混凝土环状防浪堤 (混凝土在Rotterdam的干船坞中预制) [6]。

2 国外对海工用水泥混凝土材料的相关技术要求

2.1 海工用水泥混凝土的特点

对于用于海洋工程领域尤其是海工混凝土平台建造的混凝土, 有三个基本要求: (1) 强度要求; (2) 耐久性要求; (3) 施工中的可构造性要求。其具体要求见表1[7]。

2.2 海工混凝土专用水泥

1978年之前, 挪威建造的近海混凝土采油平台都是采用SP30型普通波特兰水泥来拌合混凝土, 后来, 随着平台设计工艺的发展和对混凝土强度的要求, 开始采用一种特定的SP30-4A型水泥, 这种水泥的优点是后期强度高和水化热低, 但是存在凝固时间长和早期强度低的缺点, 而这在滑模法施工中是致命的[8]。为了缩短凝固时间、提高早期强度, 1981年又生产了SP30-4A MOD型水泥, 它是在SP30-4A型水泥的基础上把水泥颗粒进一步磨细得到的。这三种类型水泥的技术特性数据见表2。

2.3 海工混凝土用硅灰

挪威在海工混凝土采油平台中使用的硅灰, 是硅铁金属冶炼过程中的副产物, 挪威盛产硅、铁等硅金属, 其硅灰产量很大, 品质优良, 其中至少含90%的Si O2, 细度约为20~25 m2/g。硅灰的作用是提高混凝土的抗压强度, 改善混凝土的致密性, 从而有效提高混凝土的最终强度。对于轻质骨料混凝土而言, 只需要掺入所用水泥重量5%~10%的硅灰就可以得到70~100 MPa的28 d抗压强度。而对于普通等级的近海混凝土采油平台, 要得到55~65 MPa的混凝土强度并不需要太借助于硅灰。此外, 掺入少量的硅灰 (水泥重量的1%~3%) 就能使混凝土拌合物具有较好的泵送性[9]。需要注意的是, 掺入过多的硅灰会降低混凝土的粘性及和易性。

2.4 海工混凝土用骨料

骨料一般采用由冰川或河流作用形成的砂石骨料。岩石勘探表明, 骨料中主要的矿物成分是钾长石和石英, 如果要得到强度为70 MPa的混凝土, 一定要控制好骨料的用量。骨料的分级是通过一种水力装置得到的, 砂子被悬浮起来后通过沉淀装置, 被分成8种粒径, 组合这8种粒径就可以得到预期的颗粒级配。砂子的细度模数是2.064, 粗骨料的细度模数是6.52[10]。此外, 高强轻质集料一般为人造集料, 其制备和生产技术对于高强轻质混凝土的制备及性能尤为重要。

2.5 海工混凝土用化学外加剂

建造海工混凝土平台用的混凝土中普遍使用化学外加剂, 挪威95%的预拌混凝土中添加了增塑剂, 平均用量约为2 L/m3。通常建造平台使用的混凝土拌和物中, 骨料用量71.2%, 水含量16.0%, 水泥含量12.2%, 外加剂0.6% (皆指体积百分比) 。虽然外加剂只占拌和物总体积的0.6%, 对混凝土性能却起非常重要的作用, 使用不当 (过量或不足) 就可能导致严重的后果;这些外加剂的价值约占混凝土材料总价值的8%~10%[11]。在国外, 海洋混凝土平台制造中常用的是木质素磺酸盐增塑剂、萘系磺酸盐增塑剂和密胺增塑剂等几种, 其中以萘系磺酸盐增塑剂应用最多。

2.6 超高性能混凝土技术在海洋工程中的应用

超高性能混凝土具有强度高、负荷能力大、资源和能源消耗少、耐久性好等优点, 能满足海洋工程应用中对混凝土轻量化、大型化、大跨化、重载化以及耐久化等诸多方面的要求, 是海工混凝土科学与技术发展的主要方向。代表性技术如密实配筋复合材料 (CRC) 、活性粉末混凝土 (RPC) 、特殊工业混凝土 (BSI) 及高强轻质混凝土技术等, 其中以高强度轻质混凝土技术最为典型 (图1) , 也是目前发达国家在海洋工程应用中的主流技术[11]。

3 国外相关标准技术规范及认证机构

世界先进海洋国家在海工混凝土领域尤其是离岸混凝土建筑方面具有大量的开发及应用经验, 也建立了完善的标准和规范。挪威船级社 (DNV) 、挪威石油指导委员会 (NPD) 、欧洲国际预应力混凝土协会 (FIP) 、英国能源部 (EDENG) 、英国标准委员会 (DSIDD55) 以及美国石油学会 (API) 、美国混凝土学会等团体相继制定海工混凝土平台 (结构) 的设计与施工规范、规程、指导书, 涵盖了设计、材料选择、生产制造、安全使用等各个领域, 其中以挪威在该领域的标准和规范最为完整[12]。

目前, 国外在海洋工程用平台及构建物领域从事认证的机构主要是挪威船级社 (DNV) , 其认证内容包含海上混凝土构建物 (如油气平台、海上风电场混凝土基础等) 的设计、材料选择、生产和制造过程、品质检测等。

4 水泥混凝土材料在海洋工程领域的重点发展方向

4.1 高强轻质海工混凝土制备及生产技术

虽然目前发达国家的海工建筑物中如海上离岸油气平台、大跨度跨海桥梁等大规模使用高强度轻质骨料混凝土技术, 但混凝土材料本身自重大的缺点仍无法避免, 限制了类似海工建筑物, 如离岸混凝土钻采平台及储运平台如混凝土LNG船、FPSO等的进一步发展和应用。高强轻质骨料混凝土制备技术是现有海工混凝土材料应用中的核心技术之一。目前以挪威、美国及日本为代表的海洋发达国家将现有的高强度轻质骨料混凝土生产技术进一步提高作为重点研究, 力图达到1 500 kg/m3 (设计强度70 MPa) 。而现有的高强度轻质骨料混凝土大约在1 900 kg/m3 (设计强度70 MPa) [13]。

4.2 海工混凝土平台的小型化

随着优质海洋油气资源的逐渐减少, 未来海洋油气资源的开发趋势将是小型化、边际化, 海上边际油田的开发将逐渐成为主流。而用于边际油田开发的油气钻采平台要求能适应浅水深、可移动、可多次利用等特殊要求。现有大型海工混凝土钻探平台, 从性能上而言更适合水深150 m及以上的大中型海上油气田的钻采。因此, 开发适合浅海区域边际油田开发的小型化平台将纳入需求[14]。Exxon公司的CIDS平台是一个典型的成功案例, 其结合了钢平台与混凝土平台的优点, 兼具移动灵活、质轻、可多次利用等优点。

4.3 海上功能平台建设的大型化和多样化

海上功能平台将呈现多样化、大型化, 如浮动式海上机场、浮动式海上工厂 (原油加工和提炼) 、海上污水处理厂、海上核电工厂、浮动式海上军事基地等, 乃至于浮动式海上城市[15]。

目前海洋工程上最尖端的技术就是浮动式天然气 (LNG) 处理厂。处理厂通过采气管道收集海底天然气, 液化之后再直接加压装船输送到客户手中[16]。韩国三星重工目前正在为荷兰皇家壳牌有限公司打造巨型海上浮动设施, 分析师估计其造价将高达100亿至120亿美元, 全长500 m, 重量60万t, 相当于六艘航母的体积[17]。而如果采用海工高强轻质混凝土或砼钢结合材料建造该类平台, 前期造价及后期维护费用等将至少下降30%以上。

5 发展与展望

(1) 推进材料与技术的国产化与本地化。推进海工混凝土相关原材料的开发与生产及标准化和规范化。国外对于海洋混凝土工程所采用的各种材料如水泥、掺和料及集料等进行了特种化管理, 并要求通过专业机构如挪威船级社 (DNV) 等的认证, 而国内目前对应用于海工领域的水泥、集料、掺合料等原材料尚无严格的限制和要求。

(2) 海工混凝土相关标准规范的制定和完善。国内在混凝土的海工领域的应用研究较晚, 目前尚未建立相关的标准和规范体系。目前的近海建筑和港工建筑的设计和开发制造的依照规范以行业规范为主, 而关系海工工程质量的原材料生产和检验标准则基本是依照企业标准执行。

(3) 海工混凝土建筑物的设计和建造的专业化。国外对于海工混凝土的研究和应用时间较长, 积累了丰富的设计、施工及管理经验, 并逐渐形成了专业的海工平台设计公司、技术咨询公司及EPC工程建造公司, 可实施项目的全球化设计和建造;而国内目前在该领域尚属空白。

(4) 海工混凝土相关装备的开发与研制。目前国内绝大部分的混凝土拌合、泵送、吊运、移动的大型建筑机械设备及配套装备均为陆地使用, 而对于海上施工专用的相关装备的开发研究较少。而国内目前在近岸设施如桥梁、隧道等建设中使用的部分大型机械装备中, 进口产品占据主流。海上施工环境及变化性与陆地区别很大, 国内应加强该领域专用机械装备的开发及生产。

摘要：“十二五”以来随着我国经济转型升级的迫切需求, 加快海洋资源的开发利用已成为我国重要发展战略取向之一。材料是人类赖以生存和发展的物质基础, 发展先进海洋工程材料, 做到“材料先行”已是刻不容缓。文章结合国内外文献资料及水泥混凝土在国内外海洋工程建筑物建设和使用中的具体情况, 综述了水泥混凝土在海工领域的研发、生产和应用情况, 并就水泥混凝土材料在海洋工程领域的重点研究方向及关键技术提出建议, 为我国水泥混凝土材料在海洋工程领域的应用技术研究及发展提供参考。

混凝土工程的发展前景 篇10

因为碾压混凝土施工技术的施工方法较为简单,具有较高强度与稳定性,加之在工程施工中,人们常用大型的机械设备来压实超干硬性混凝土材料,在这种条件下,碾压混凝土施工技术不仅能够大大缩短工程的施工期,而且能够有效提高坝体的性能,能够大大延长水利工程的使用寿命。所以,在水资源较为丰富的美洲国家大多应用这一施工技术。此外,利用碾压混凝土施工技术所建筑的坝体无需开展麻烦的管理控制与后期养护工作,并且在检修时可将坝体混凝土所存在的裂缝问题当作常规现象对待。从此可知,当前国外对碾压混凝土施工技术的研究属于应用研究,而对这一技术在质量管理控制上的研究还较少。

1974年,美国的陆军工程师团对碾压混凝土重力坝的方案进行了研究,并且将其作为土坝设计的代替方案,这一方案为后期项目的开展奠定了良好的基础,而且其是国际上第一个应用碾压混凝土施工技术来设计的坝体。这一大坝的高度与长度分别为52m与518m。应用破碎的骨料来开展拌合活动,骨料的粒径最大为76mm,细粒料的用量为4%~10%。就施工中所需的胶凝物质而言,其需要与所在区域的具体情况相结合进行设定。粉煤灰的用量为19km/m3,水泥的用量为47kg/m3,大坝之内混凝土浇筑层的厚度约为24~34cm。此外,其还和激光束相结合对浇筑施工的质量进行管控。

2国内水利工程碾压混凝土施工技术现状及发展

水利工程碾压混凝土施工技术在国际上最早出现于20世纪中后期,而我国是在其出现之后大约10a开展研究的,并在1986年建成了首个碾压混凝土重力坝,也就是福建省的坑口大坝。这一大坝在最初运行时,相关专家对防渗与层间连接等仍存在许多争议与迷惑之处,这在一定程度上影响了大坝的有序运行。因测试探索活动的不断展开,加之建设设备、原料与配比等的不断进步,优秀的活动与设计思想得到落实,这都使得这一技术取得了较为显著的成就。应用外掺料比如高掺粉煤灰等,采用优质外加剂、砂石骨料和水泥等进行国产化的研制工作;探索石料对碾压混凝土的性能产生影响的具体规律;对输送与拌合等装置进行具体的改进处理,对混凝土稠度值控制的范围进行适当的调整;推动防渗构造的改造与发展[1]。当前我国水利工程碾压混凝土施工技术在设计等方面都有了很大发展,这不仅体现在重力坝上,还体现在拱坝的大面积应用上。

1993年我国建成了75m高的普定碾压混凝土重力坝,其是当时世界上的最高坝;1996年建成了福建溪柄坝,其厚比仅为0.19,是世界上首座碾压混凝土薄拱坝;2001年竣工了当前世界上最高的沙牌碾压混凝土重理工,其坝高为132m。此外,普定碾压混凝土拱坝和坑口碾压混凝土重力坝2个大坝项目都得到了国家科技进步一等奖,并且其在有关设计与温度、缝隙的把控方面都积累了十分丰富的经验。随着建设实践能力的不断增强,碾压混凝土施工技术工艺在我国的发展也更为显著,三峡三期上游121m高的碾压混凝土重力式围堰,仅仅用了4个月的时间就完成了110万m3左右的工作量,而且其日、月的最高强度都是很高的。截至目前,我国已建成以及现在正在施工的采用碾压混凝土施工技术的坝体数量高达60多座,而且目前我国水利工程碾压混凝土施工技术在世界上都是非常优秀的。

3水利工程碾压混凝土施工技术的发展特征

3.1坝体不断增高

在水利工程建设初期,碾压混凝土坝一般建设为50~80m。在我国,采用碾压混凝土施工技术建设岩滩和水口2座100m级的高坝后,又相继建设了大朝山、棉花滩、江垭等高坝,还有正在建设中的龙滩、白色和索风营等高坝,坝体在不断增高。

3.2拱坝数量不断增多

随着我国经济水平的不断提高,对水利工程建设经济投入也在不断增加。基于此,我国对碾压混凝土施工技术的研究也在不断加大。近几年,拱坝总数一直在增加,同时也增加了很多新的技术和工艺特征,拱坝数量不断增加。

3.3总的工程量所占比例不断提升

利用碾压混凝土施工技术进行筑坝工作在总的坝体项目中的比重不断提升,越来越多的坝体建设工程采用碾压混凝土施工技术。以前使用包金银的方法,利用稳态混凝土进行坝体施工占总项目的比例较大,而碾压混凝土施工所占比重约为50%~60%;现代用于重力性质和拱形项目的增多,对碾压混凝土施工技术应用更加广泛,活动总数也迅速提升。

3.4碾压混凝土筑坝

用碾压混凝土施工技术进行水利工程的筑坝施工,主要是高掺粉煤灰、低水泥用量,用中胶凝材料的干硬性混凝土来进行浇筑工作,对混凝土薄层还要进行连续碾压工作;然后进行二级配碾压混凝土防渗工作,同时使用诱导形式的缝隙,在不设置竖向缝隙的情况下对其进行碾压,最后对整个仓面进行碾压,这样才能达到相关技术要求。

3.5筑坝技术的规定不断细化

我国对于筑坝关注的大多是坝体层次之间的持续铺设,而且比较看重坝体层次之间的接洽,还依据实践经验制定了相关技术规定和规范,要求上方的材料必须符合相关抗裂、抗渗等技术要求,材料自身也要符合防裂、温控等技术规定。

3.6规程规范的编制

我国不仅在有关建筑与筑坝工艺上取得了一些显著成就,而且还编制了技术规程。虽然我国水坝建设活动在质量上取得了较高成就,但仍存在一些问题,特别是建设工作上,重点表现为,品质管控素养与思想等与目前社会步调间存在较大的差距,且质量管理控制体系仍然存在不合理之处,质量监督活动的意义无法充分体现出来;部分机构与工作人员,特别是一些高层人员对工程项目的质量不予以足够的重视,要切实提升工程项目的质量与建设的工艺水平,就目前的建设水平来说仍然存在较大的差距;目前采取的管理控制措施仍然较少,决策管控体系的发展不够通常,运作过程中仍然存在一些不合理的地方。尤其是近几年刚刚取得较好成绩的水坝建设项目,其有关建设工艺并不是特别优良。因此,一定要不断提高质量管控力度,从而有效提高水利工程碾压混凝土技术的发展水平。

4结语

本文探讨了国内外碾压混凝土施工技术在水利工程中的应用,碾压混凝土施工技术是水利工程施工非常重要的施工技术,也是水利工程建设质量的重要影响因素。通过中外对比可以发现,我国对碾压混凝土施工技术的应用还存在很多不足之处,所以水利工程施工企业一定要加大对碾压混凝土施工技术的研究,从而促进水利工程建设。

参考文献