民用建筑預(yù)應(yīng)力混凝土工程新技術(shù)的相關(guān)研究

Word第第頁民用建筑預(yù)應(yīng)力混凝土工程新技術(shù)的相關(guān)研究1預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)介

1.1預(yù)應(yīng)力混凝土折板墻結(jié)構(gòu)體系

折疊式預(yù)應(yīng)力折板結(jié)構(gòu)是一種板架合一的輕型空間屋蓋結(jié)構(gòu)，它的樣子主要有V形和槽形兩種。采納把V形或者槽形的折板單元的兩個(gè)板面或三個(gè)板面的結(jié)合部位造成可轉(zhuǎn)折的，然后張開在長(zhǎng)線臺(tái)座上進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)，折疊堆放和運(yùn)輸，在現(xiàn)場(chǎng)安裝張開成V形或槽形，澆灌折縫后形成整體空間結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土折板屋蓋的施工上，雖然應(yīng)力混凝土折板的施工技術(shù)較冗雜，但因其具有抗裂性高以及耐久性好等優(yōu)點(diǎn)并可以用于大跨度結(jié)構(gòu)(跨度可達(dá)30m，抗震烈度可達(dá)9度)等優(yōu)點(diǎn)，在一些特別的民用建筑，如學(xué)校建筑中等，得到了泛運(yùn)用。

1.2預(yù)應(yīng)力混凝土的碳化

碳化將使混凝土的內(nèi)部組成和組織發(fā)生改變圖。一方面，混凝土碳化產(chǎn)物碳酸鈣和其他固態(tài)產(chǎn)物堵塞在孔隙中，使已固化混凝土的密實(shí)度與強(qiáng)度提高;另一方面，碳化使混凝土脆性變大。但從總體上講，碳化對(duì)混凝土力學(xué)性能及構(gòu)件受力性能的負(fù)面影響不大，混凝土碳化的最大危害是會(huì)引起力筋銹蝕。即當(dāng)碳化作用發(fā)生在鋼筋四周時(shí)，能引起鋼筋鈍化膜不斷遭到破壞，當(dāng)pH下降到8.5左右時(shí)，力筋完全脫鈍，在足夠的氧氣和水分條件下引起力筋銹蝕的發(fā)生，最終可引起結(jié)構(gòu)的耐久性失效，混凝土碳化是環(huán)境中的二氧化碳?xì)怏w不斷向混凝土內(nèi)部擴(kuò)大，通過溶解后與水化產(chǎn)物中的可碳化物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的一個(gè)物理化學(xué)過程。其討論方法主要有基于擴(kuò)大理論的理論分析方法等，經(jīng)過相關(guān)分析得到，混凝土的碳化速度主要取決于二氧化碳的擴(kuò)大速度以及二氧化碳與混凝土中水化產(chǎn)物的反應(yīng)性。其中，二氧化碳?xì)怏w的擴(kuò)大速度一般與混凝土材料本身的組織密實(shí)性以及二氧化碳的濃度等因素有關(guān);而碳化反應(yīng)性則與混凝土內(nèi)孔隙溶液的組成以及水化產(chǎn)物的形態(tài)等因素有關(guān)。

1.3受力混凝土的凍融與疲憊

在我國北方寒冷地區(qū)因凍融產(chǎn)生的混凝土破壞是工程結(jié)構(gòu)損壞的主要緣由之一，凍融循環(huán)還將對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土的力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響。此外，在寒冷地區(qū)，很多預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(如大路及鐵路橋梁等)在服役期內(nèi)，除了承受凍融循環(huán)作用外，還要承受重復(fù)荷載的作用，疲憊荷載的'反復(fù)作用將對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土的抗凍性能產(chǎn)生影響。所以要深度的對(duì)凍害機(jī)理進(jìn)行了解并分析相關(guān)的影響因素，結(jié)合預(yù)應(yīng)力，考慮到預(yù)應(yīng)力作用導(dǎo)致的凍融損傷;而且需要留意疲憊損傷積累，它主要是由于水泥基礎(chǔ)材料硬化過程中的化學(xué)改變以及溫度作用等緣由，在水泥砂漿內(nèi)部以及水泥砂漿和骨料結(jié)合面上形成很多原生的微裂紋以及微孔隙，也就是說混凝土在成型期間就形成了一些初始裂紋，即初始損傷。在疲憊荷載作用下這些原生微裂紋不斷擴(kuò)展以及貫穿并漸漸形成可見的宏觀裂紋，直至產(chǎn)生疲憊破壞。

2預(yù)應(yīng)力混凝土在民用建筑上的相關(guān)技術(shù)展望

2.1預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性討論現(xiàn)狀

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性一般從以下幾個(gè)方面討論，在環(huán)境層次上，預(yù)應(yīng)力混凝土(PC)結(jié)構(gòu)的耐久性討論與鋼筋混凝土(RC)結(jié)構(gòu)的耐久性討論相像，主要是將結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境進(jìn)行分類，并給出相應(yīng)的作用等級(jí);而在材料構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)層次上，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性討論有別于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性討論，其中的關(guān)鍵問題是要考慮預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng)的影響，同時(shí)還要涉及錨具系統(tǒng)的耐久性在混凝土方面，在上述的方面的討論已經(jīng)足夠多，并且國內(nèi)外學(xué)者都有所突破，而預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性討論還相對(duì)較少，基本上是參照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)與評(píng)估進(jìn)行的，只是在此基礎(chǔ)上提出了一些更高要求的構(gòu)造措施和預(yù)防措施。事實(shí)上，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性評(píng)估與設(shè)計(jì)方法與相同的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之間還是存在較大差異的，尤其是預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力腐蝕效應(yīng)更加顯著和離散，因此其耐久性評(píng)估與設(shè)計(jì)更加冗雜，還需要作大量而深化的討論。

2.2預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)進(jìn)展規(guī)律與趨勢(shì)

近些年以來，我國每年投入上萬億元，用于工業(yè)與民用建筑以及交通工程等大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在過去30多年間，基本建設(shè)遵循著投入大以及速度快進(jìn)展態(tài)勢(shì)，但因此也造成了影響結(jié)構(gòu)耐久性使用壽命的工程問題和危及材料資源與能源的環(huán)境問題漸漸凸顯的后果。一個(gè)建筑假如其耐久性缺乏，特殊是預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕引起的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)過早破壞，會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，大量后期養(yǎng)護(hù)和加固費(fèi)用的支出訪得結(jié)構(gòu)工程師們深切地熟悉到其結(jié)構(gòu)使用壽命的重要性。因此將工程結(jié)構(gòu)耐久性與結(jié)構(gòu)使用壽命相聯(lián)系，并把這一問題提升到影響人類生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)進(jìn)展與社會(huì)文化可持續(xù)性的戰(zhàn)略上來。

2.3預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)討論前沿和科學(xué)問題

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的試驗(yàn)討論與理論分析工作量大而其綜合本錢高，其設(shè)計(jì)理論與方法討論是一個(gè)冗雜的過程，目前的討論總體上尚處于起步階段，相關(guān)的設(shè)計(jì)理論與方法正處在孕育與進(jìn)展之中，如何對(duì)現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性評(píng)估、對(duì)新建結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)是目前工程界急需解決的一些問題，而這方面國內(nèi)外可查的資料都很少，圍繞該類結(jié)構(gòu)耐久性問題有不少應(yīng)用基礎(chǔ)課題需討論，這些問題制約和影響著預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步進(jìn)展和推廣應(yīng)用，界定在給定環(huán)境與使用要求下，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效狀態(tài);確定預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中表征材料與結(jié)構(gòu)耐久性劣化特征的指標(biāo)與參數(shù);建立預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性時(shí)變規(guī)律及其他問題等都是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。

3結(jié)束語

隨著技術(shù)的進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的使用范圍將越來越廣，在冗雜環(huán)境的作用下，不斷會(huì)有新