摘要:当前我国在预应力混凝土施工上还有很大的发展空间,本文将对预应力混凝土技术进行简单的概述,并对其构成以及在建筑工程中的运用进行详细的论述,希望能为建筑行业的施工技术发展提供一些帮助。
关键词:预应力混凝土;建筑工程;施工技术
引言:
上世纪三十年代,法国人弗莱西奈提出了预应力混凝土的相关理论,经过二十多年的时间,预应力混凝土施工技术逐渐趋于成熟,并于上世纪五十年代逐渐被建筑行业所接受并广泛应用。我国的预应力混凝土技术发展较晚,在新中国成立初期,由于钢材与木材的储量少,不能适应当时急剧发展的建设需求,于是只能转而研究预应力混凝土技术。直到现在,预应力混凝土技术已经成为一种建筑行业中很普遍的建筑材料,被广泛的应用于各式社会建筑。
1预应力混凝土技术内涵概述
预应力混凝土是一种通过对混凝土施加压力,使其保持在受压状态。在现代建筑工业中,钢筋和混凝土是一种最为常见的建筑材料,两者经常处于配合使用的状态,但事实上,二者的性质相差很多。众所周知,钢筋是一种抗压力高,抗拉力强的一种建筑材料,但是混凝土不同,它的抗压能力很高但是抗拉性能很差,所以为了配合使用,在进行桥梁之类的建筑修建时,一般都会对混凝土进行预应力处理,就是使混凝土在常规状态下就保持受压。对混凝土施加预应力的意义在于:
1.1使混凝土在常规状态下转变为弹性材料
弗莱西奈提出,当混凝土被施加了足够的预应力之后,它就转变成了一种高耐压、高抗拉的新型材料,这种材料的性质与钢筋混凝土的不同之处在于,原来的混凝土在其中只起到填充和抗压作用,而预应力混凝土则是与钢筋一同构成了一种材料[1]。钢筋起到的作用,更多的是被用来固定这一材料的结构,保证预应力不发散,改变这一材料性能。
1.2全面发挥钢筋与混凝土的能力
对于传统的钢筋混凝土来说,它是一种较为松散的结构,当发挥抗压作用时与预应力混凝土性能上区别不大,但是受到拉力时,就会出现钢筋完好无损,混凝土开裂破损的情况。而对混凝土提前施加预应力的意义在于,混凝土在被用作建筑之前就处于高压缩状态,之后就算受到了很大的拉力,也只会与钢筋一同延伸,恢复到施加预应力之前的样子,而不会出现断裂,给了钢筋充分的发挥自己能力的平台。
1.3保持受力的平衡
对混凝土施加预应力也可以被看作是一种预先对钢筋混凝土在使用过程中受到的力的反相抵消。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过预先施加相反的力,在实际使用中遇到拉力时,就会与预应力抵消,只要收到的拉力不超过预应力,就不会影响混凝土的弹性。
2预应力混凝土的构成
2.1预应力钢筋
目前预应力混凝土的结构还是处于钢筋与混凝土配合使用的阶段,因此预应力钢材也就是钢筋,具体可分为非预应力钢筋(Ⅰ—Ⅲ级钢筋还有乙级冷拔低碳钢丝)还有预应力钢筋两种,预应力钢筋有很多种,这里简单的介绍三类:
2.1.1冷拔钢丝,是一种大量应用于铁路、水管等延伸性能要求不高的项目的预应力钢材。它是通过直接将高碳钢盘条后冷拔制成的,一种呈螺旋状的材料,不能很好的伸直,伸长比例也小,泛用性不高[2]。
2.1.2消除应力钢丝,也叫矫直回火钢丝,一种在房屋、桥梁还有交通领域大量与运用的材料。冷拔钢丝在制成后,经过矫直与回火处理,消除了冷拔的回礼,改善了钢丝的伸直性还有延展性。
2.1.3稳定化处理钢丝,又叫低松弛钢丝,是钢丝在处于冷拔状态下及时回火处理,形成的一种弹性与屈服强度大量提高的新型钢丝,自上世纪九十年代以来,在房屋、水利、桥梁等诸多领域得到了广泛应用。
2.2预应力混凝土
预应力混凝土具有三个特征,首先是高强度,从之前的介绍中得知,预应力混凝土就是对混凝土施加预应力,保证其结构紧密[3]。只有在高强度的混凝土基础上,才能对其施加更多的预应力,其抗拉能力也会更好。规范值为不低于C30,实际使用时根据所选用刚才的差别进行调整。其次是收缩性能,提高成品的抗变形力,减少预应力的损失。最后是快硬,可以在工程前期就完成预应力的施加,省去混凝土变干变硬的阶段。
3预应力混凝土技术在建筑工程中的应用
3.1先张法
预应力混凝土施工技术主要是包括两方面,一是先张法,简单地说就是先将预应力钢筋固定,根据工程需要的预应力混凝土拉力强度来对其施加压力,保证处于张开状态,之后将预先调好的混凝土进行浇筑,等到混凝土开始凝结,强度达到预计的百分之七十五即可,放开对钢筋的固定,依靠钢筋与混凝土之间的摩擦力以及粘结作用,来将回缩的力施加给混凝土,从而实现让混凝土获得预应力的目的。
3.1.1先张法混凝土的浇筑
等到把预应力筋张拉完毕之后,就能够实行混凝土的浇筑了,具体在实行浇筑的时候,可以从由台座的一端,朝着另一端的方向逐步进行。对于一次同时浇灌的生产线来讲,在具体的浇灌的过程中,完全是由教主的速度以及模板的构造形式来决定的,但是,不变的是,在每一条生产线上的构建,实行的都是一次性的连续浇灌。
3.1.2先张法混凝土的保护
对于采用台座法的方式来制作的预应力混凝土的构件来讲,对其养护采用的是自然养护[4]。在这一过程中,为了使得混凝土的养护时间得到减少,为了使得台座的周转率得到提升,为了使得生产的质量得到提高,我们还可以采取蒸汽养护的方式来进行。
3.2后张法
3.2.1后张法概述
后张法的顺序与先张法相反,它首先是进行混凝土浇筑,在浇筑过程中注意预先留下钢筋穿过的孔道,等到混凝土的强度达到百分之七十五以上时,将预应力钢筋插入到孔道中[5]。之后以混凝土模型为支点对钢筋施加拉力,同时钢筋的拉紧也保证了混凝土能收到足够强的预应力,当预应力达到预期目标时,就将其进行固定。
3.2.2后张法施工的锚具。
(1)当把单根粗钢筋用作预应力筋的时候,对于张拉端来讲,主要采用的是螺丝端杆锚具;对于固定端来讲,主要采用的是帮条锚具或者是墩头锚具。
(2)当把钢金属或者是钢绞线束,来作为预应力筋的时候,对于张拉端来讲,所采用的是IMI2型的锚具;对于固定端来讲,所采用的是墩头锚具[6]。
(3)当把钢丝束来作为预应力筋的时候,对于张拉端来讲,所采用的是锥形螺杆锚具以及DM5A型墩头锚具;对于固定端来讲,所采用的是DM5B型墩头锚具。
4结束语
现如今预应力混凝土技术已经得到了社会层面上的广泛运用,对于这项技术的良好使用,不仅有助于我国建筑行业的良性发展,同时也能提高建材行业的资源利用率。目前我国对于预应力混凝土的施工还存在很多问题,这不单单是技术上的原因,还有建筑单位对改进建筑工艺的积极性不足,对新技术的出产率低。下一步的工作重心,应该集中在对现有工艺的可持续化改造以及对新技术新材料的发现运用上。
参考文献:
[1]楼勇男. 建筑工程施工中预应力混凝土施工技术应用[J]. 中华民居(下旬刊),2014(07):313-314.
[2]谢弛. 浅析预应力技术在建筑施工中的应用[J]. 中国新技术新产品,2014(10):128.
[3]何珍,王丹. 预应力混凝土材料技术在建筑工程中的优势与应用[J]. 江西建材,2014(22):76.
[4]周继谋,曹淑静. 建筑工程后张预应力混凝土施工工艺及质量控制要点分析[J]. 居业,2016(09):125-126.
[5]曹红兵. 建筑工程预应力施工技术的应用分析[J]. 建材与装饰,2015(49):60-61.
[6]房兴华. 路桥工程中预应力混凝土技术的应用[J]. 中国建筑金属结构,2013(18):90.
论文作者:张艳岭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/28
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