混凝土在建筑工程中的應用論文

職業(yè)技術學院畢業(yè)論文PAGEPAGE10 前言混凝土的發(fā)展是建筑業(yè)發(fā)展的關鍵因素。為適應建筑業(yè)發(fā)展的需要，混凝土將朝著品種齊全性能優(yōu)越方向發(fā)展。我國建筑用混凝土在數(shù)量、品種和質(zhì)量上發(fā)展都很快，普通混凝土高強混凝土預應力混凝土特種混凝土性能大大提高，為混凝土發(fā)展創(chuàng)造了重要的條件。摘要文章對混凝土的新技術的發(fā)展，應用和推廣進行了詳細的介紹，并從實例中認識混凝土技術在建筑中的技術特性，了解新技術的施工過程和施工規(guī)范，分析新型混凝土在工程中存在的技術缺陷，加快新型混凝土在建筑工程中的推廣和應用。關鍵詞：施工工藝施工過程性能分析新技術前景1.混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀混凝土的歷史可以追溯到古老的年代，自19世紀20年代出現(xiàn)了波特蘭水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的強度和耐久性。在改革開放30年的時間里我國混凝土發(fā)展極為迅猛,從新材料、新技術的研究、開發(fā)和推廣應用,到工程結構的建造,取得了驚人的巨大成就,創(chuàng)造了一個個新的紀錄。有的已達到國際先進水平,或已進入國際先進行列,有的甚至暫居領先地位?；炷两Y構的應用范圍日益擴大,因為它的原料豐富，價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單，整體性好耐火耐久性能優(yōu)越，因而用途極為廣泛，有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?.普通混凝土以及特性2.1混凝土混凝土-混凝土也稱砼，是當代最主要的土木工程材料之一。它是由膠結材料，骨料和水按一定比例配制，經(jīng)攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護而成的人造石材。混凝土具有原料豐富，價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大；同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬，使其使用范圍十分廣泛，但也存在抗拉性差，易開裂等缺陷和不足。2.2鋼筋混凝土由于混凝土的抗拉強度較低，通常只有抗壓強度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會使其結構開裂和分離從而導致結構的破壞。相較混凝土而言，鋼筋抗拉強度非常高，一般在200MPa以上，故通常人們在混凝土中加入鋼筋等加勁材料與之共同工作，由鋼筋承擔其中的拉力，混凝土承擔壓應力部分，以求形成優(yōu)勢互補。從而產(chǎn)生了一種全新的建筑材料-鋼筋混凝土。（1）可模性好：新拌和的混凝土是可塑的，可根據(jù)需要設計制成各種形狀和尺寸的結構或構件。（2）整體性好：現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構的整體性較好，設計合理時具有良好的抗震、抗爆和抗振動的性能。（3）耐久性好：鋼筋混凝土結構具有很好的耐久性。正常使用條件下不需要經(jīng)常性的保養(yǎng)和維修。（4）耐火性好：鋼筋混凝土結構與一般結構相比具有良好的耐火性。（5）易于就地取材：鋼筋混凝土結構所用比重較大的砂、石材料易于就地取材，且可有效利用礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢渣有利于保護環(huán)境。3.新型混凝土的發(fā)展及特性3.1預應力混凝土為了避免鋼筋混凝土結構的裂縫過早出現(xiàn)，充分利用高強度鋼筋及高強度混凝土，設法在混凝土結構或構件承受使用荷載前，預先對受拉區(qū)的混凝土施加壓力后的混凝土就是預應力混凝土。（1）抗裂性好，剛度大。由于對構件施加預應力，大大推遲了裂縫的出現(xiàn)，在使用荷載作用下，構件可不出現(xiàn)裂縫，或使裂縫推遲出現(xiàn)，所以提高了構件的剛度，增加了結構的耐久性。（2）節(jié)省材料，減小自重。其結構由于必須采用高強度材料，因此可減少鋼筋用量和構件截面尺寸，節(jié)省鋼材和混凝土，降低結構自重，對大跨度和重荷載結構有著明顯的優(yōu)越性。（3）其它性能提高構件的抗剪能力，提高受壓構件的穩(wěn)定性，提高構件的耐疲勞性能。但其工藝較復雜，對質(zhì)量要求高，需要有一定的專門設備，預應力混凝土結構的開工費用較大，對構件數(shù)量少的工程成本較高。3.2高性能混凝土高性能混凝土是一種新型高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上采用現(xiàn)代混凝土技術制作的混凝土。（1）高性能混凝土具有一定的強度和高抗?jié)B能力，但不一定具有高強度，中、低強度亦可。（2）高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物應具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模型；泵送混凝土、自密實混凝土還具有良好的可泵性、自密實性能。（3）高性能混凝土的使用壽命長，對于一些特護工程的特殊部位，控制結構設計的不是混凝土的強度，而是耐久性。能夠使混凝土結構安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土應用的主要目的。（4）高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。3.3泡沫混凝土泡沫混凝土通常是用機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入到含硅質(zhì)材料、鈣質(zhì)材料、水及各種外加劑等組成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注成型、養(yǎng)護而成的一種多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封閉的孔隙，使其具有下列良好的物理力學性能。（1）輕質(zhì)泡沫混凝土的密度小，密度等級一般為300-1800kg/m3，由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的內(nèi)外墻體、層面、樓面、立柱等建筑結構中采用該種材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可達結構物總重的30%-40%.而且，如采用泡沫混土可提高構件的承截能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有顯著的經(jīng)濟效益。（2）保溫隔熱性能好由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細小孔隙，因此具有良好的熱工性能，即良好的保溫隔熱性能，通常密度等級在300-1200kg/m3范圍的泡沫混凝土，導熱系數(shù)在0.08-0.3w/（m·K）之間。采用泡沫混凝土作為建筑物墻體及屋面材料，具有良好的節(jié)能效果。（3）隔音耐火性能好泡沫混凝土屬多孔材料，也是一種良好的隔音材料，在建筑物的樓層和高速公路的隔音板、地下建筑物的頂層等可采用該材料作為隔音層。泡沫混凝土是無機材料，不會燃燒，從而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。（4）其它性能泡沫混凝土還具有施工過程中可泵性好，防水能力強，沖擊能量吸收性能好，可大量利用工業(yè)廢渣，價格低廉等優(yōu)點。3.4碳纖維混凝土混凝土中摻加碳纖維即為碳纖維混凝土。碳纖維能顯著提高混凝土的（抗拉、壓、彎）強度，韌性、延性、抗沖擊疲勞性能和變形模量，且施工方便，因此在各種面板工程中獲得了日益廣泛的應用。4.混凝土在建筑工程中的實例三峽大壩混凝土快速施工方案及工藝研究4.1三峽大壩施工概述(1)混凝土施工強度三峽工程混凝土澆筑高峰集中在第二階段工程，其混凝土澆筑總量達1860萬m3。根據(jù)施工進展及總進度的安排，1998年為118萬m3，1999年為458萬m3，2000年為548萬m3，2001年為403萬m3，2002年計劃完成142萬m3。施工高峰時段主要集中在1999～2001年三年間，其中，以2000年的混凝土澆筑強度為最高，要求年最高澆筑量達到500萬m3，月最高達到40萬m3，日最高達到2.0萬m3以上。(2)混凝土施工手段根據(jù)對澆筑強度和施工場地分析，必須尋找新型高強度的澆筑手段。另外，大型門塔機澆筑方案從拌和樓出機口到澆筑倉，均采取間歇式給料方式，供料的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)多，供料效率低下，多座拌和樓與多座門塔機再與多個澆筑倉之間生產(chǎn)組合錯綜復雜，易于錯料，更增加了施工管理的難度。(3)混凝土施工工藝三峽大壩沿縱向分若干壩段，沿壩段分若干壩塊，沿壩塊分幾十個升層，每個升層又分若干澆筑層。一個升層即構成混凝土的一個澆筑倉位。一個混凝土倉的施工全過程是從兩個同步進行的流程開始的，一個流程是混凝土澆筑的倉面準備；另一個流程是混凝土生產(chǎn)及運輸，當兩個流程匯集到一起時，便形成倉面混凝土澆筑流程，緊后的流程則是混凝土護理。如此循環(huán)推進，三峽第二階段工程高峰期大壩施工部位將出現(xiàn)20多個倉面同步澆筑的景象。4.2大壩混凝土快速施工倉面配套及工藝(1)平澆法：該方法適合于塔帶機高強度、快速運送混凝土的特點,在低溫季節(jié)，除倉面鋼筋特別多、結構特別復雜部位外，均采用平澆法澆筑。在高溫季節(jié)對于倉面面積小于500m2采用塔帶機入倉時，亦采用平澆法施工，澆筑時鋪層厚度可按照35～55cm下料。(2)臺階法：對于倉面面積大、鋼筋密集、結構復雜的倉位，經(jīng)監(jiān)理批準后可使用臺階法澆筑，以滿足溫控及覆蓋前混凝土不初凝等條件要求。臺階的一次鋪料寬度控制在8～10m以上，接頭部位臺階寬度不小于3～4m。4.3混凝土的下料和振搗工藝在進行水平鋼筋網(wǎng)澆筑層混凝土下料時，盡量降低下料高度，一次卸料的堆料高度控制在50cm以下，澆筑坯層厚度不大于30cm。豎向鋼筋部位卸料時，卸料部位應離開鋼筋0.5～0.8m，并加強人工平倉。臺階法澆筑時，平倉振搗機站在中間（第二層）的臺階上，覆蓋范圍比較理想；平層法澆筑時，平倉機一般站在層面上，緊跟下料接頭，隨時下料，隨時振搗?；炷翝仓绕絺}后振搗，嚴禁以振搗代替平倉。振搗時間以混凝土粗骨料不再顯著下沉，并開始泛漿為準，以避免欠振或過振。4.4高流態(tài)混凝土在三峽工程中的應用高流態(tài)混凝土具有高流動性，良好的抗材料分離性、間隙通過性和抗堵塞性等，針對這些特性，高流態(tài)混凝土主要被應用于管道底部、孔口周圍、鋼筋比較密集不易振搗的部位。本工程主要應用于左廠1#一10#壩段鋼管壩內(nèi)斜直段至下平段鋼管底部，共需澆筑高流態(tài)混凝土約3.2萬m3，目前共澆筑完成高流態(tài)混凝土約1.2萬m3，對施工完的部位采取敲擊法進行檢查，結果表明，鋼管底部充填密實性好，脫空面積小、部位少，脫空程度較常規(guī)采用高陷度混凝土有明顯改觀，施工質(zhì)量得到保證。根據(jù)現(xiàn)已施工完的高流態(tài)混凝土情況看，主要采用鄭州產(chǎn)4X3m3自落式拌合樓拌合，6m3自卸車運輸，門機或纜機吊6m3罐入倉。在澆筑鋼管壩內(nèi)斜直段底部時也采用了頂帶機通過皮帶流簡直接入倉，效果良好。在澆筑過程中考慮到高流態(tài)混凝土易流動，澆筑時首先用常規(guī)混凝土澆筑鋼管兩側(cè)，在鋼管底部8m范圍內(nèi)形成“U”形槽，其次，盡可能采用常規(guī)級配混凝土充填，縮小預留槽體積，減小高流態(tài)混凝土的用量。最后，采用高流態(tài)混凝土從一側(cè)下料回填，待鋼管底部充填密實后，從兩側(cè)下料填平收倉，澆筑過程中盡量降低下料口的高度，避免骨料分離。4.5研究結論根據(jù)三峽工程混凝土工程量巨大，施工強度特高的特點。經(jīng)過大量的研究、論證、試驗和實踐，全面推行倉面工藝設計，制定一整套嚴密的澆筑施工工藝，配備與入倉強度相匹配的倉面資源，形成了三峽工程所獨有的混凝土快速施工工法。該施工工法既有工藝硬件的突破，也有管理理念的創(chuàng)新，體現(xiàn)了澆筑工藝與澆筑手段的高度協(xié)調(diào)與融合。三峽工程在澆筑完成高流態(tài)混凝土約1.2萬m3時，對施工完的部位采取敲擊法進行檢查，結果表明，鋼管底部充填密實性好，脫空面積小，脫空程度較常規(guī)采用高陷度混凝土有明顯改觀，施工質(zhì)量得到保證,高流態(tài)混凝土在三峽工程的試驗及現(xiàn)場應用的成功，可使水利工程復雜結構施工水平和質(zhì)量上一個臺階。特別是應用于鋼管道底部，孔洞周邊、預制結構、地下工程結構復雜、鋼筋密集的隧洞，斜井、豎井等。同時，也為高流態(tài)混凝土技術的推廣和應用展示了廣闊的前景。5.混凝土的前景20世紀初，有人發(fā)表了水灰比等學說，初步奠定了混凝土強度的理論基礎。以后，相繼出現(xiàn)了輕集料混凝土、加氣混凝土及其他混凝土，各種混凝土外加劑也開始使用。60年代以來，廣泛應用減水劑，并出現(xiàn)了高效減水劑和相應的流態(tài)混凝土；高分子材料進入混凝土材料領域，出現(xiàn)了聚合物混凝土；多種纖維被用于分散配筋的纖維混凝土?，F(xiàn)代測試技術也越來越多地應用于混凝土材料科學的研究。隨著時代的變遷，“混凝土家族”里也有了新成員，其中纖維混凝土，無論從抗壓強度和價格來看，都具有一定的優(yōu)勢。鋼筋混凝土雖然受到競爭影響，但是，在如今的很多領域中，仍能看到它那熟悉的身影，自然少不了鋼筋混凝土。在高速公路、建筑橋梁、隧道中新型混凝土的應用，以取的更快的更關鍵性的進展。6.結束語

改革開放以來，基礎建設和房地產(chǎn)業(yè)在我國得到了迅猛的發(fā)展。作為主要的建筑結構材料，我國的混凝土材料、工程施工技術及裝備也得到了長足的發(fā)展。目前，混凝土基本上仍屬一種商品，其基本特性的改善和提高仍相當緩慢。但是，已出現(xiàn)了若干種符合特種市場小批量需求的特種混凝土。當然，要推廣這些新型混凝土在市場上的發(fā)展速度和市場前景，還尚有困難。參考文獻[1]《混凝土結構有限元分析》清華大學出版社作者：江見鯨，陸新征，葉列平2005年3月1日[2]《新型建筑材料》中國建材工業(yè)杭州設計院中國建材(集團)公司[3]GB500102-2002.混凝土結構設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003[4]《建筑裝飾裝修材料與應用》機械工業(yè)出版社作者：聞榮2007年3月[5]GB502042-2002，混凝土結構施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].北京,中國建筑工業(yè)出版社,2003.[6]《教育部高職高專規(guī)劃教材：建筑裝飾材料》化學出版社作者：蔡麗朋2006年5月[7]混凝土結構工程施工工藝標