高强混凝土论文范文

2022-05-13

今天小编为大家精心挑选了关于《高强混凝土论文范文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助![摘要]在公路工程中,随着化学外加剂的应用和水泥品种的改良,混凝土的强度在世界范围内都得到了稳步的提升。高强混凝土虽然在成本上比普通混凝土高,但由于工程结构重量减轻,横截面积减少,这对工程中的建筑物具有非常重要的意义。高强混凝土具有不易变形的特性,使得构件的刚度变大,极大提高了建筑物的稳固性能。

第一篇:高强混凝土论文范文

高强混凝土强度检测方法研究

(厦门市工程检测中心有限公司,福建 厦门 361000)

【摘 要】随着我国土木工程的发展,高层建筑大跨径桥梁的日益增多,高强混凝土在诸多工程中得到了广泛的应用。文章主要从高强混凝土强度检测方法的现状、各种检测方法的相关问题等角度出发,并结合实例,探讨混凝土强度检测对建筑物的使用功能和安全性的具体影响。

【关键词】高强混凝土;检测技术;钻芯法

1 高强混凝土强度检测现状

目前,高强混凝土以强度高、质量轻、占用空间小等优势,已广泛应用于各类工业和民用建筑工程之中。高强混凝土的强度检测技术相对比较落后,多年来一直以混凝土试块强度来代表结构实体强度。实体强度检测仅有钻芯法这一种检测手段,而钻芯法会对混凝土结构有一定的破坏,不适用于大范围、大面积的强度普查工作。针对这种情况,有的省份优先制定了适用于本省范围内的高强混凝土检测技术规程,如陕西省、福建省等,均出台了相关的地方标准。其他大部分省份一直没有出台相关标准,给结构实体检测造成了很大的困难。2013年5月,中华人民共和国住房和城乡建设部发布了行业标准《高强混凝土强度检测技术规程》(JGJ/T 294—2013),并于2013年12月1日开始实施,这个问题才得以解决。

2 检测常用的方法与设备

常用的结构实体检测方法有钻芯法和回弹法2种。钻芯法使用的主要设备是钻芯机,设备性能指标需要符合《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS 03—2007)中的相关规定。钻芯机用于在结构物上钻取一定数量的混凝土芯样,芯样经切割、修补、磨平和养护后,在压力机上进行混凝土抗压强度试验,确定混凝土抗压强度。回弹法使用的设备主要是中型回弹仪和重型回弹仪2种。中型回弹仪标称动能为2.207J,适用于检测抗压强度为10~60 MPa的普通混凝土强度。常用的重型回弹仪的标称动能有4.5J和5.5J 2种类型,适用于检测抗压强度为50~100 MPa的高强混凝土。回弹仪使用前需要进行检定,产品应符合《回弹仪》(GB/T 9 138—2015)中的相关规定,只有检定合格后才能正常使用。

3 高强混凝土强度检测的几个问题

3.1 检测标准的选用原则

对高强混凝土强度进行检测时,选用什么样的检测标准(普通回弹检测标准还是高强回弹检测标准)首先看一下普通回弹仪使用的标准。以《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23—2011)为例,泵送混凝土回弹强度换算表中,平均回弹值大于47.0以上时,表中出现了很多的短横线,这些短横线表示强度超出了标准的曲线适用范围,不能继续使用该曲线进行回弹值的换算。遇到这种情况,只能给出结论,测区强度大于60 MPa,不能给出具体的数值,而且不能计算构件的推定强度值。不同的规范,不同的碳化深度,该数值可能略有差异,回弹值一般在50左右,随着混凝土龄期的延长,碳化深度的增加,这个数值也在逐渐增大。确定选用标准前,先用普通的中型回弹仪简单测试一下,如果回弹值大部分在47以上,说明混凝土实际强度较高,中型回弹仪不适用,应采用高强回弹仪和相应标准进行检测。如果回弹值大部分低于47时,说明混凝土实际强度较低,应优先采用中型回弹仪和相应标准进行检测。在实际工作过程中,经常遇到的情况是,不论现场实际情况,只要设计强度等级在C50以上,就直接选用高强回弹仪进行检测。对强度较高的混凝土,这样做可能不会有大的问题,但是对强度达不到50 MPa的混凝土,测试结果就会出现问题,相当于用高强回弹仪的一套标准去评定低强混凝土的质量,其结果可靠性低,误差比较大,有可能给实际工程造成隐患。

3.2 检测结果的准确度问题

钻芯法检测相对其他方法,结果比较准确,并可以作为混凝土强度检测的最终评判依据。而回弹法相对来说准确度较低,当有疑问或争议时,还需要用钻芯法进行修正或验证检测。标称动能为4.5 J的回弹仪,测强曲线适用強度范围为10~110 MPa;标称动能为5.5 J的回弹仪,测强曲线适用强度范围为60~80 MPa。测强曲线的强度适用范围大,不可避免地造成检测相对误差大的问题。因此,在实际使用中,对60~80 MPa这个范围之内的实体结构,优先使用重型回弹仪进行检测,检测结果的准确度高。对于这个强度范围之外的,特别是低强度的混凝土,建议不要使用标称动能为4.5 J的回弹仪。同理,标称动能为2.207J的中型回弹仪,检测强度范围为20~60 MPa的混凝土时,检测结果的准确度要高。

4 工程实例对比研究与分析

对于高强混凝土强度检测,笔者进行了3个方面的研究。一是结构实体中型回弹仪与重型回弹仪检测结果对比试验;二是混凝土试块回弹结果与抗压强度试验结果对比试验;三是结构实体重型回弹仪检测结果与钻芯法检测结果对比试验。

4.1 结构实体中型与重型回弹仪对比

试验中使用ZBL-S220型数显式中型回弹仪和标称动能为5.5 J的ZC-1型重型回弹仪进行对比。选取了2个工程的3个预制混凝土构件。构件混凝土设计强度等级均为C50,采用泵送商品混凝土浇筑,粗骨料为5~25 mm碎石,洒水自然养护,龄期为90 d左右,测区回弹强度换算结果对比如图1所示。从图1中数据对比分析,在高强混凝土结构实体强度检测中,2种回弹仪的数据变化规律非常一致。中型回弹仪的检测结果较低,在这次试验中强度换算值平均为12 MPa左右。使用中型回弹仪时,有时会出现一个或多个测区的混凝土强度大于60 MPa的情况(图1中的中型回弹仪曲线中后10个点),无法给出结构实体的推定强度。这意味着中型回弹仪的检测方法已超出了标准的检测范围,回弹法不再适用于这些测区了。因此,当混凝土强度在55 MPa以上,对应的中型回弹仪回弹值在47以上时,为避免个别测区强度高于60 MPa造成检测方法不适用的情况,建议使用高强回弹仪进行检测。

4.2 混凝土试块回弹法检测与抗压强度试验对比

试验中使用标称动能为5.5 J的ZC-1型重型回弹仪和压力试验机进行对比。选择了27组共81块150 mm×150 mm標准养护28 d的高强混凝土试块。试块先放在压力机加压至100 kN左右,用重型回弹仪进行回弹测试,然后进行抗压强度试验。试验结果数据汇总如图2所示,2种方法检测数据差值分布统计图如图3所示。从图2和图3可以看出,重型回弹仪检测结果与抗压强度结果比较一致。2种方法差值大部分在±7 MPa以内,共有59个试块,占对比试块数量的73%。有7个试块差值大于10 MPa,占对比试块数量的9%。81个试块中,有一个试块抗压强度低于回弹强度24.7 MPa,分析原因可能是试块局部有缺陷造成的。这个对比试验说明高强回弹方法在试块强度检测的应用中的准确度非常高。原因在于,在制定回弹法测强曲线时,使用的是试块回弹与抗压强度对比,与这次实验的条件非常近似,所以结果也非常接近,准确度非常高。对于结构实体中结果如何,后面笔者会通过回弹与钻芯对比来进行分析。

4.3 测强曲线的验证研究

利用“4.2节”中试验数据,对数据进行回归分析计算。根据文献中地区和专用测强曲线的制定方法,采用最小二乘法原理计算,回归方程式采用指数函数形式。经计算,测强曲线回归方程式如下。

(1)

测线曲线的强度相对标准差er和平均相对误差δ按式(2)、式(3)计算。

(2)

(3)

上式中,fcu,i为由第i个试块抗压试验得出的混凝土抗压强度值,MPa;fcu,ic为由同一试块的平均回弹值按回归方程式算出的混凝土强度换算值,MPa;n为制定回归方程式的试件数;R为测区回弹代表值,即测区16个回弹值去掉3个最大值和3个最小值后,余下的10个回弹值的平均值。强度相对标准差er小于规程规定值14%,平均相对误差δ小于规程规定值±12%。利用公式(1)计算某工程结构实体混凝土强度值,并与《高强混凝土强度检测技术规程》(JGJ/T 294—2013)计算结果进行比较。某桥梁工程混凝土设计强度等级均为C50的预制混凝土“T”梁和空心板梁,使用标称动能为5.5J的ZC-1型重型回弹仪,共检测了49片“T”梁和16片空心板梁,每片“T”梁上布置了24个测区。每片空心板梁上布置了10个测区,2种方法的混凝土强度推定值结果如图4、图5所示。

从图4和图5的对比图上可以看出,2种方法的强度推定结果的一致性非常高,差值大部分在±2 MPa以内。

按测区强度换算值进行统计,共有1 336个回弹测区,测区强度换算值差值大于2 MPa的测区有37个,仅占总测区数的3%;差值在2 MPa以内的共有1 299个测区,占测区总数的97%。2种曲线计算结果差值统计图如图6所示。这个结果说明,高强混凝土强度检测技术规程在福建地区是适用的,其强度相对标准差和平均相对误差均低于标准中的规定值。

4.4 结构实体回弹法与钻芯法对比试验

在某工程高强混凝土强度检测中,使用了标称动能为5.5J的ZC-1型高强回弹仪进行检测,同时采用钻芯法对检测结果进行修正。检测时,随机选取了12个测区,先进行回弹测试,然后在测区上钻取混凝土芯样,进行抗压试验。混凝土设计强度等级为C50,采用商品泵送混凝土,预制构件采用蒸汽养护3 d后出池,继续洒水自然养护至28 d,混凝土龄期约180 d。从对比图可知,回弹测区强度换算结果高,钻芯法检测结果强度低,差值平均在10 MPa左右。其中,有3个混凝土芯样的抗压强度比回弹结果低18 MPa左右,分析原因可能是在钻取混凝土芯样时的扰动过大,芯样有一定损伤的原因。剔除这3个芯样后,2种方法平均差值在7 MPa以内。这组数据与标养试块的对比结果图3中的统计结果比较接近。说明在结构实体检测中,回弹法的结果也是可信的。回弹法可以应用于高强混凝土强度的检测工作。

5 研究结论

通过对高强混凝土强度各种检测方法的对比研究,可以得出如下结论。

(1)《高强混凝土强度检测技术规程》(JGJ/T 294—2013)在该地区使用回弹法进行结构实体混凝土强度检测,检测结果具有较高的可信度,高强混凝土可以用图7测区回弹强度与对应芯样强度结果对比图回弹法进行强度检测。

(2)高强回弹仪对结构实体混凝土强度检测结果与混凝土的抗压强度之间存在一定的差异,强度偏差大部分在7 MPa以内,为了提高检测精确度,建议在结构实体混凝土强度检测时先采用回弹法进行大范围普查,再用钻芯法对回弹结果进行修正。

(3)当采用中型回弹仪检测高强混凝土时,其检测结果会偏低,经常出现测强曲线不适用的情况(强度大于60 MPa),在检测强度在55 MPa以上(回弹值约大于47)的混凝土时,应优先采用重型回弹仪。

参 考 文 献

[1]龚文波,赵强.混凝土无损检测技术的发展与应用[J].四川水利.2009(4).

[2]焦登文.混凝土无损检测技术应用及其发展趋势[J].商品混凝土.2009(2).

[3]JGJ/T 23—2011,回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].

[责任编辑:陈泽琦]

【作者简介】赖骏标,男,福建武平人,本科,任职于厦门市工程检测中心有限公司,研究方向:工程检测。

作者:赖骏标

第二篇:高强混凝土在公路工程中的应用

[摘 要] 在公路工程中,随着化学外加剂的应用和水泥品种的改良,混凝土的强度在世界范围内都得到了稳步的提升。高强混凝土虽然在成本上比普通混凝土高,但由于工程结构重量减轻,横截面积减少,这对工程中的建筑物具有非常重要的意义。高强混凝土具有不易变形的特性,使得构件的刚度变大,极大提高了建筑物的稳固性能。本文主要阐述了高强混凝土的定义及优缺点,同时对高强高性能混凝土在公路工程中的应用进行了简要的论述。

[关键词] 高强混凝土; 公路工程; 公路施工; 应用

一、高强混凝土的定义

对于高强混凝土的定义及区分,国际上并没有明确的标准。通常情况下,我国现浇筑混凝土强度等级一般不高于C30,而预制混凝土构件一般不高于C40;同时,在混凝土结构设计规范中根据较低强度混凝土构件的数据得出的公式,对强度较高的C50或者更高等级的混凝土并不适用;此外,依据混凝土的制作技术,对C50以及更高等级的混凝土在公路施工中的质量管理制度和施工水平要求更高。根据我国现状,一般以C50作为划分高低混凝土强度的标准,强度等级达到或超过C50的混凝土定义为高强混凝土。高强度混凝土是一种耐久性优质混凝土,不仅能够满足工业化预拌生产和机械化泵送施工,而且具有足够的强度。高强度混凝土以化学外加剂和粉煤灰作为砂石、水泥以外的组成成分,比传统的混凝土在用水量和水泥用量上更加节省,具有优良的抗渗性能和致密的微观结构,耐久性很好。在硬化过程中,由于高强混凝土水化热低、体积稳定、温升较小,冷却和干燥时收缩也小,因此,在硬化后不容易产生裂缝。目前,高强度混凝土毫无疑问是解决公路工程结构耐久性最经济有效的途径。

二、高强混凝土的优缺点

虽然,高强度混凝土摒弃了传统的混凝土结构中的许多缺点,在强度和抗变性能方面具有不可比拟的优越性,但是,它仍有自身的缺陷,现就高强度混凝土的优劣势进行简要分析。

(一)高强混凝土的优点

首先,在通常情况下,混凝土强度等级越高对受压和受弯构件节省的混凝土越多;其次,高强度凝土由于减少了截面面积,工程结构自重减轻,外加梁柱截面缩小,使得建筑结构更加美观,而且增加了使用面积,经济效益得到了显著提高;再次,高强度混凝土密实性能好,抗渗、抗冻性好,可大量用于公路工程、海洋和港口工程,提高了工程的使用寿命;最后,由于高强混凝土不易变形,使构件的刚度得以提高,所以明显提高了建筑物的抗变性能。

(二)高强混凝土的缺点

固然高强混凝土存在诸多优点,但不可否认,高强混凝土仍存在着不足之处。首先,高强混凝土在公路工程原材料上的微小差异会造成其强度上很大变化,所以高强混凝土对于原材料的选择上要求比较严格。 其次,高强混凝土对公路工程施工质量要求比较严格,并非所有施工单位都具有相应地施工管理水平,在施工过程中,施工组织在很多环节都要细致检查和缜密筹划,才能保证工程顺利进行。再次,高强混凝土从搅拌到浇筑的时间比较短,由于高强混凝土结硬快,使得施工过程存在一定的困难,有时还未进行浇筑,高强混凝土已经结硬,使施工组织在控制工程质量问题上存在隐患,因此施工组织要特别注意。最后,高强混凝土流动性差,不易泵送,给运输带来很大的困难,限制了高强混凝土的使用范围。此外,高强混凝土脆性性能明显,使得构件的延性差,抗震性能差,使得其不宜在高抗震等级的地区使用。

三、高强混凝土在公路工程中的应用

(一)高强混凝土在公路工程中的配合比设计原则

首先,高强度混凝土的用水量和水泥用量比较低,水灰比一般会小于0135,水泥用量一般为 400~450kgm3;对80MPa的混凝土,水灰比一般小于0130,水泥用量一般为500kg/m3;对100MPa及以上的混凝土,水灰比一般比小于0126,水泥用量一般不能超过550kg/m3;其次,集料应挑吸水率低、选强度高的碎石,碎石的直径一般不超过15~20,尽量避免使用针状及叶状石子;再次,高强混凝土的砂率一般为013或者更低,一般可取013~0135,在泵送时需要特别注意的是,不适宜采用较低的砂率。

(二)高强混凝土对原材料的选择

对高强混凝土原材料的选择,要严格把关,必须对所得到的原材料进行优选,要求它们不仅要有非常好的性能指标,质量还必须稳定可靠,即保证在公路工程施工期间内,其主要的性能不能出现很大的变化。

(三)超细活性掺合料的应用

混凝土强度不可能无限增大,它是有极限的,因为混凝土强度在水化的过程中,会有一些细微的毛细孔在其内部形成,使其强度不可能无限的增大,要进一步提高其强度,最常用的方法是用极细的活性颗粒掺入混凝土,使其在细微毛细孔隙中水化,填补其毛细孔,从而达到高强混凝土增强、增密的效果。

(四)公路工程施工时的质量控制和管理

一般情况下,在配置符合要求的高强混凝土时,在试验室中相对比较容易,但是在整个公路施工过程中,混凝土都要稳定在规定的指标上就相对困难。在低水灰比的情况下,一些不太敏感的因素也会变得非常敏感,而且,高强混凝土在公路施工过程中预留的强度富余度不大,也就是说可供调节的余量比较小,这就要求公路工程施工单位在整个施工过程中,要根据各种条件、因素的变化及时有效的调整混凝土的各种工艺指标和配合比。

四、小结

高强高性能混凝土在公路工程实践中的具体运用,解决了土建结构中工作性和耐久性的问题,是最有效和最经济的途径。在当前的公路工程建设中,高强度混凝土的应用越来越广泛,并且取得了相当可观的经济效益和社会效益,随着社会经济的不断发展,高强度混凝土必将在公路工程中将继续扮演主要建筑材料的角色,在建筑领域中发挥着极其重要的作用。

参考文献:

[1]曹铮,德万荣.高强混凝土在公路工程中的应用控制[J].今日科苑,2009,(14)

[2]叶露,汪功伟.高强高性能混凝土在高速公路工程中的应用[J]. 城市道桥与防洪,2003,(03)

[3]邓永红,徐静. 议高强混凝土在公路工程中的应用研究[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊), 2008,(06)

[4]戚佳飞.公路工程混凝土质量通病防治研讨[J].山西建筑,2010, (02) ■

作者:白晶晶

第三篇:高强钢筋在混凝土结构中的应用分析

【摘要】国内的建筑工程多以钢筋混凝土结构为主,钢筋的消耗量很大。推广应用高强钢筋,是落实国家的技术经济政策,发展绿色、低碳建筑的重要举措,从而实现节能、降耗、环保的目的。本文综述了推广应用高强钢筋的重要意义,分析了高强钢筋的性能、特点、应用原则以及推广应用中存在的问题和有关建议等,为设计、施工技术人员提供参考。

【关键词】高强钢筋;混凝土结构;应用技术;分析

1、推广应用高强钢筋的重要意义

建筑业是国民经济的支柱产业之一。近年来,随着我国经济的发展,城市化进程逐步加快,对建筑钢材的需求与日俱增。但在建筑业迅猛发展的同时,我们也要应对能源、资源、环境的约束,2011年我国铁矿石对外依存度达到60%,2012年,铁矿石进口量达到7.436亿吨。据专家预计,我国铁矿石对外依存度将长期保持在60%以上。长期形成的高投入、高消耗、高污染、低产出造成我国的资源浪费及环境污染十分严重。我国单位GDP能耗仍是日本的4.5倍、美国的2.9倍,钢铁行业单位产品能耗比国际先进水平高10%~20%;水体化学需氧量指标、大气中二氧化硫等主要污染物排放量居高不下,二氧化碳排放总量持续上升。不解决这些问题,我国资源难以支撑、环境难以承受、民生难以改善。

我国建筑工程以钢筋混凝土结构为主,钢筋消耗量很大。2010年全国城镇房屋建筑钢筋和线材用量1.3亿吨,占其总产量一半以上,占钢铁总产量的16%。推广应用高强钢筋是实现减量化用钢的重要途径,据测算,以HRB400替代HRB335钢筋可节约钢材12%~14%;HRB500取代HRB400钢筋可再节约5%~7%。在高层或大跨度建筑中应用高强钢筋,效果更明显,大约节省钢筋用量30%。2010年全国高强钢筋用量比例约35%,按照当前我国工程建设规模,如果高强钢筋用量比例达到65%,每年大约可节省钢筋1000万吨,相应缓解铁矿石进口、煤炭和电力供应的压力。加快应用高强钢筋,可以为我国带来巨大的经济和社会效益。

2、高强钢筋的性能及特点

高强钢筋是指抗拉屈服强度达到400MPa级(俗称Ⅲ级钢)、500MPa级(俗称Ⅳ级钢)及以上的带肋钢筋,具有强度高、综合性能优的特点。上世纪末,国外大幅度提高了混凝土结构中钢筋的强度,普遍以400MPa、500MPa(甚至600MPa)强度等级的钢筋作为主要受力钢筋;我国目前的用钢水平远低于国际水平,根据住建部、工信部《关于加快应用高强钢筋的指导意见》,2013年底,在建筑工程中淘汰335MPa级带肋钢筋,2015年底,高强钢筋的使用量达到建筑用钢筋总量的65%以上。

高强钢筋是指钢铁企业在冶炼过程中,在钢中加入V、Nb、Ti等合金元素,因而金属组织晶粒细、强度高、韧性好、易焊接。以20MnSiV为例,其化学成分与20MnSi相比,C、Si、Mn元素含量基本相同,只是在20MnSi中加入了V。在20MnSi中加入了钒后,钒在钢中生成氮化钒,沉淀析出后提高了钢的强度,同时由于氮化钒的沉淀析出,阻止了奥氏晶体的长大,从而也就细化了铁素体晶粒。由于钒的加入,还能加速珠光体的形成,它能促进焊接热影响区奥氏体晶界上铁素体的形成,从而增加焊接热影响区的韧性,达到提高焊接质量目的。HRB400与HRB335相比,具有以下优点:(1)强度高、延性好,可节省建筑用钢;(2)性能稳定,应变时效敏感性低,安全储备大;(3)焊接性能优良;(4)强屈比大于1.25,抗震性能好;(5)韧脆性转变温度低,在—40℃以下断裂仍为塑性断口;(6)具有较高的高应变低周疲劳性能,有利于提高工程结构的抗破坏能力。

3、高强钢筋在建筑工程中的应用原则

高强钢筋的推广应用是混凝土结构的发展方向,有广阔的市场需求,HRB400钢筋于1996年开始在建筑工程领域中推广应用,HRB500钢筋于2005年正式开始工程试设计和施工,并建造了第一幢高层住宅,据有关统计,2006年我国钢筋产量中HRB500钢筋已达到25万吨,占当年钢筋总产量的0.2%~0.3%。在建筑工程中应用高强钢筋,不仅可以减少钢筋用量,减低工程造价,提高工程质量,而且目前国内钢铁企业的生产与应用条件已经成熟。在实际应用中,建设管理及专业技术人员应抓好几个关键环节。

(1)选材方面:主要是执行国家标准《钢筋混凝土用钢第二部分:热轧带肋钢筋》GB1499.2-2007,钢筋的各项性能应符合标准GB1499.2-2007的规定。目前常用的高强钢筋牌号有HRB400、HRB500、HRB400E、HRB500E,常用的公称直径为6、8、10、12、16、20、25、32、40㎜。对于热轧细晶粒HRBF500级带肋钢筋,在工艺技术方面还需改进研究。

(2)设计方面:热轧带肋高强钢筋的适用范围与一般钢筋相同,并且可以和其他钢筋搭配使用,相应结构梁、板、墙的混凝土强度等级不宜低于C25,柱不宜低于C30。工程设计时主要是依据现行《混凝土结构设计规范》GB50010—2010。

采用400MPa、500MPa级钢筋的混凝土和预应力混凝土结构构件,其内力分析、截面设计的基本原则,仍然是按承载力极限状态进行强度计算。对于受弯构件,其设计原理与计算公式基本不变,只是钢筋的强度有所调整。

配置于混凝土结构中的热轧带肋高强钢筋,对钢筋的锚固(包括在节点中的锚固)、连接以及纵向受力钢筋的最小配筋率等应符合现行规范的构造规定。

按一、二级抗震等级设计各类框架结构梁、柱的纵向受力钢筋,宜采用牌号带后缀字母“E”的专用抗震钢筋,钢筋的强屈比、超强比和极限拉应变应符合现行规范的规定。

(3)施工方面:钢筋进场时应进行质量验收。工程技术人员应检查出厂质量证明书和试验报告单,按照规定分批进行见证取样并送检复试,钢筋表面或每捆(盘)均应有明显标志,钢筋的牌号、强度等级、规格型号应符合设计文件的规定。

钢筋代换应遵守构件承载力相等的代换原则,同时应进行最小配筋率、保护层厚度、裂缝宽度、刚度、锚固长度、搭接长度、焊接接头及机械连接接头的型式检验、抗震钢筋的延性等复核。

钢筋的弯钩或弯折应符合设计要求和规范规定。采用机械连接的受力钢筋应按现行规程进行钢筋连接施工,并应加强对机械连接施工的管理和质量控制。采用焊接方式连接的受力钢筋应按现行规定进行焊接施工,钢筋焊接施工前应按规定对焊接试件进行检验,确认合格后方可正式进行焊接施工;500MPa级热轧带肋钢筋为新品种钢筋,不易保证焊接质量,根据经验,500MPa级钢筋连接方式不宜采用电渣压力焊;对于采用焊接方式连接的细晶粒热轧带肋钢筋和直径大于25㎜普通热轧带肋钢筋的焊接工艺,应进行专门检验,并具有可靠的工程经验。

钢筋在加工过程中,出现脆断、力学性能异常以及焊接性能不良等现象时,施工技术人员应对该批钢筋进行钢筋牌号鉴别检验,如仍不能确定,需进一步做化学成分检验或其他专项检验。

4、应用高强钢筋存在的问题

我国目前常用的高强钢筋主要是400MPa级钢筋,500MPa级钢筋已在京津城际快速铁路、京沪高铁等国家重点工程中应用。欧美发达国家常用的是500MPa、600MPa级高强钢筋,甚至还用到700MPa级。高强钢筋在国内推广应用比较缓慢,关键问题主要表现在以下几个方面:

(1)对新技术认识不够。长期以来我国生产和应用的建筑钢材主要是HPB235和HRB335钢筋,由于设计、施工人员对新技术认识不到位,从习惯考虑偏爱选择Ⅰ级Ⅱ级钢筋。国家相关部门对高强钢筋的应用缺少宣传和强制手段,造成国内地区之间、行业之间对高强钢筋的应用存在严重不平衡,东部地区应用好于西部地区,大城市应用好于中小城市,房屋建筑工程推广应用比较积极,交通、水利、电力等行业有待进一步加大推广应用力度。

(2)生产供给和市场需求矛盾。丰富市场供给,满足工程需要,是推广应用高强钢筋的基础条件。建筑工程对钢筋需求量大、规格要求多,建筑企业希望能够便捷采购到所需货物,但是目前市场上高强钢筋产能分布区域不均,规格单一,产品批量供货短缺,钢铁企业生产积极性不高,造成有些区域,还难以便捷地买到高强钢筋,制约了高强钢筋的推广应用。

(3)技术与经济方面存在矛盾。推广应用高强钢筋坚持以节材为核心,以结构安全为前提,经济合理地选用。建筑企业整体利润微薄,过高的材料价格影响建筑企业推广应用的积极性;若材料价格过低,钢铁企业又缺少积极性,市场供给就成问题。高强钢筋的价格适当合理,要确保钢铁企业和建筑企业合理利润空间,形成“共赢”,是高强钢筋成功应用的前提条件和重要保障。在高层和大跨度建筑结构设计时,应当选用高强钢筋;对一般结构构件,当不需要很高强度时可采用普通强度钢筋。综合考虑钢筋的强度和延性,结合构件受力特点选用钢筋,降低工程造价。

(4)应用技术相对滞后。结构设计软件和标准图集还不能满足高强钢筋应用的需要。采用高强钢筋以后,对混凝土构件的变形、裂缝控制问题,原来由钢筋承载力强度控制,转变成由构件的挠度、裂缝宽度所控制,混凝土结构中所配置的钢筋相当一部分用量是作为安全储备,不能充分发挥作用,成为设计推广应用高强钢筋的障碍。推广应用高强钢筋,对混凝土构件的变形裂缝计算进行改进,如果挠度、裂缝的计算方法调整融合不到设计软件中去,需要设计人员手工复核,会增加设计人员的工作量,将影响设计人员推广的积极性。

(5)施工技术要求相对提高。在施工阶段,对钢筋的加工、连接(包括绑扎、机械连接、焊接接头等),需要继续加强研究,同时应做好施工人员上岗培训和钢筋加工机械换代产品的配套生产。

(6)各行业间应用不平衡带来不良影响。推广应用高强钢筋,房屋建筑行业是最积极的,而且已经取得了显著成效。铁路桥梁由于相应的《铁路桥涵钢筋混凝土和预应混凝土结构设计规范》修编滞后,所以我国的铁路桥梁结构中很少采用高强钢筋。水利工程往往由于施工工地偏远,钢筋采购难度大,而且主要使用32㎜以上的大直径钢筋,制约了高强钢筋的推广应用。

5、应用高强钢筋的几点建议

(1)政府主导,政策上支持鼓励。政府相关部门应制定推广应用高强钢筋的“指导意见”和在建筑工程中应用的技术措施文件,并采取优惠政策,对科研、生产、设计、施工等单位给予资金、工程推优等政策上的支持,提高大家的积极性。对设计单位在评选优秀设计项目时给予倾斜,对施工单位在评选建筑施工奖项时给予倾斜,对科研及钢铁企业给予政策或资金上的支持。

(2)依靠技术进步,生产质优价廉产品。一是加大钢铁企业在高强钢筋生产技术方面的创新力度。高强钢筋的生产技术主要是在生产过程中,加入锰、钒、铌、钛等合金元素,而我国对锰矿、铌铁原料的对外依存度较高,进口原料提高了钢铁企业成本。

(3)加强应用技术研究及其宣传力度。对高强钢筋在混凝土结构中的应用关键技术进行系统研究,包括设计与施工相关规范、规程的修编、结构设计软件的开发等并加大宣传力度,深入开展高强钢筋的推广应用工作。

(4)加强施工企业的监管。推广应用高强钢筋,施工企业需要做好思想和技术两方面的准备,对不同品种钢筋的区分、钢筋的锚固技术、机械连接技术、焊接技术、钢筋加工设备的使用操作等,施工企业需要对相关人员开展培训,使技术人员和操作人员掌握高强钢筋的应用技术。

参考文献:

[1]李空军,杨勇新,王希伟.高强钢筋在混凝土结构工程中的应用[J].广东土木与建筑,2008(05)

[2]王超,刘伊生.高强钢筋应用的经济与社会效益比较[J].北京交通大学学报,2008(06)

[3] GB50010—2010.混凝土结构设计规范[S]北京:中国建筑工业出版社,2010

作者:白保旭

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