摘要：文章主要概述了预应力混凝土技术，提出了工民建预应力混凝土结构对混凝土的要求，从中针对工民建预应力混凝土技术的重点进行了探讨与研究。
关键词：工民建 预应力混凝土 施工技术 后张法 先张法
1 预应力混凝土技术概述
预应力，也就是提前施加压力。预应力混凝土技术就是为了防止混凝土裂缝的过早开展和出现，充分利用高强度的混凝土和高强度的钢筋，在承受使用的荷载之前，通过施加外在的压力减小混凝土的结构或者是混凝土构件产生的拉应力，或者是处于压力状态下的混凝土的结构或构件，进而提高混凝土构件的刚度、抗裂性以及强度。这样的混凝土被称作预应力混凝土。预应力混凝土技术利用混凝土的比较强的抗压能力弥补了混凝土抗拉能力的不足。
预应力混凝土的构件截面小、自重轻、质量好、材料省（可节约钢材40%～50%、混凝土20%～40%），在跨度较大的结构中，其综合经济效益较好，并能扩大预制装配化程度；预应力混凝土的施工，需要专门的机械设备，工艺比较复杂，操作要求较高。
2 工民建预应力混凝土结构对混凝土的要求
预应力混凝土是指在结构或构件的受拉区，通过张拉预应力钢筋的方法，使受拉区混凝土产生预压应力，当构件在载荷作用下，在受拉区产生拉应力时，首先要用来抵消受拉区混凝土的预压应力，从而使受拉区混凝土出现裂缝的最小载荷增大，并在使用载荷不变的条件下，缩小裂缝展开的宽度，提高结构或构件的抗裂度和刚度的混凝土。
在工民建工程中，预应力混凝土结构构件所用的混凝土：（1）需要满足强度高的要求，预应力混凝土与钢筋混凝土不同，预应力混凝土必须采用强度高的混凝土，因为强度高的混凝土对采用先张法的构件可提高钢筋与混凝土之间的粘结力，对采用后张法的构件，可提高锚固端的局部承压承载力；（2）要满足收缩、徐变小等条件，这样可以减少因收缩、徐变引起的预应力损失；（3）要满足快硬、早强等要求，可尽早施加预应力，加快台座、锚具、夹具的周转率，以利于加快施工速度。因此，在工民建工程中，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30，预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。
3工民建工程预应力混凝土施工技术
3.1先张法施工
先张法是在浇筑混凝土构件之前，张拉预应力筋，并将其临时锚固在台座上或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度（一般不低于混凝土强度标准值的75%）。保证预应力筋与混凝土之间有足够的粘结力时，放松预应力筋。当预应力筋弹性回缩时，借助于混凝土与预应力筋之间的粘结力，使混凝土产生预压应力。
（1）先张法中混凝土的浇筑
预应力筋张拉完毕后即可浇筑混凝土。在台座上浇灌混凝土时，可以从台座的一端向另一端顺序进行。一次同时浇灌的生产线，取决于浇筑速度和模板的构造形式，但每条生产线上的构件必须一次连续浇灌完毕。
浇灌混凝土时，必须严格控制水灰比，振捣必须密实，因此，振捣的时间可以适当放长。在预应力构件的端部和节点部位，因钢筋布置一般较密，放松预应力筋时，端部又有应力集中现象，故对该部分混凝土的振捣应特别注意。刚浇捣的混凝土构件，应注意防止踩踏外露的预应力筋，以免破坏混凝土与预应力筋之间的粘结力。
构件采用叠层生产时，应待下层构件混凝土强度达到5.0N/mm2以上时，方可浇捣上层构件混凝土，每次叠浇时，必须先在下层构件的表面涂刷隔离剂，以防止各层互相粘结。
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（2）混凝土养护
用台座法制作的预应力混凝土构件，一般采用自然养护，为了缩短混凝土的养护时间，加速台座的周转率，提高生产量，也可以采用蒸汽养护或加早强剂。
当构件用槽式台座生产，采用蒸汽养护时，由于受拉钢筋与台座之间的温差将引起预应力损失，其原因是：混凝土与钢筋虽有着相近的线膨胀系数，但如果混凝土在浇捣后温度立即升高，因混凝土与钢筋还未结成整体，钢筋受热后虽然能引起膨胀，但却无法伸长，因而钢筋变松，张拉应力减少。为了减少这种损失，常采用二次升温的办法。即初次升温的温差控制在20℃内，待构件混凝土强度达到10N/mm2（钢丝配筋）以上时，再按一般规定继续升温养护。此时增加温度已经不再会引起钢筋内的应力降低，因钢筋与混凝土已经结成整体，二者之间已有足够的粘结力，在温度的影响下不能伸缩，因而应力不变。
当采用钢模制作预应力混凝土构件，将钢筋直接锚固在钢模上，温度升高时，由于模板与钢筋有同样变形，因而不会引起应力损失，可以采用一般的加热养护制度。
（3）预应力筋的放松
预应力筋的放松是预应力建立的过程，放松方法和顺序是否正确，直接影响构件的质量，因此，在放松之前应确定可靠的放松顺序和放松方法，采取相应的技术措施确保工程质量。
预应力筋的放松必须待混凝土达到设计规定的强度以后才可以进行。当设计无要求时，应不低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75%。
对于配筋不多的中小型钢筋混凝土构件，钢丝放松可采用剪切（用断丝钳）锯割（用无齿锯）和熔断（用氧气乙炔焰）等方法进行。在长线台座上，剪切宜从生产线中间的构件剪起，这样可以减小回弹，同时，由于第一构件剪筋后。预应力筋的收缩力往往大于构件与底模之间的摩擦阻力，因而构件与底模会自动分离，便于构件脱模。对于每一块预应力构件，应从外向内对称放，以避免过度扭转引起构件的端部开裂。 对于配筋较多的钢筋混凝土构件，所有钢丝应该同时放松，不允许采用逐根放松的方法；否则，最后几根钢丝将因承受过大的应力而突然断裂。同时，放松的方法可用放松横梁来实现，横梁千斤顶或预先设置在横梁点处的放松装置砂箱放松或楔块放松。
钢筋的放松，不允许用剪断或割断等方式突然放松，而应采用于斤顶、砂箱、预热熔割等方式缓慢地进行放松。钢筋数量较少时，可以采用逐根加热熔断或借助预先设置在钢筋端部的砂箱等装置单根放松。当钢筋数量较多时，所有钢筋应该同时放松 此时宜采用砂箱或千斤顶进行放松。
3.2 后张法施工
后张法是先制作构件或先浇筑结构混凝土。并在预应力筋的部位预先留出孔道。待混凝土达到设计规定的强度等级以后，在预留孔道内穿入预应力筋，并按设计要求的张拉控制应力进行张拉，利用锚具把预应力筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆。张拉后的钢筋通过锚具传递预应力，使构件或结构混凝土得到预压。
后张法的特点是直接在构件上张拉预应力筋，构件在张拉过程中受到预压力而完成混凝土的弹性压缩。因此，混凝土的弹性压缩，不直接影响预应力筋的有效预应力值的建立。后张法适宜于在施工现场制作大型构件（如屋架等）。以避免大型构件长途运输中的麻烦。
后张法除作为一种预加应力的工艺方法外，还可以作为一种预制构件的拼装手段。大型构件（如拼装式大跨度屋架）可以预制成小型块体，运至施工现场后，通过预加应力的手段拼装成整体；或者各种构件安装就位后，通过预加应力的手段，拼装成整体预应力结构。但后张法预应力的传递主要依靠预应力筋两端的锚具，锚具作为预应力筋的组成部分，永远留置在构件上，不能重复使用。这样，不仅需要耗用的钢材多，而且锚具加工要求高，费用昂贵，加上后张法工艺本身要预留孔道、穿筋、张拉、灌浆等因素，故施工工艺比较复杂，成本也比较高。
预应力后张法构件的生产分为两个阶段：第一阶段为构件的生产；第二阶段为施加预应力阶段，其中包括预应力筋的制作、预应力筋的张拉和孔道灌浆等工艺。
参考文献：
[1]孟令辉.工民建施工中预应力混凝土技术的应用[J].中国新技术新产品，2012.
[2]李姝.预应力混凝土技术在工民建施工的应用[J].中华民居（下旬刊），2013（4）.
论文作者:朱秀海
论文发表刊物:《基层建设》2016年21期
论文发表时间:2016/12/5
标签：预应力论文; 混凝土论文; 构件论文; 钢筋论文; 应力论文; 台座论文; 预压论文; 《基层建设》2016年21期论文;