时间：2023-03-24 15:09:24
导语：在高强混凝土论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：高强混凝土；高性能混凝土；配合比；水泥；外加剂；水灰比
1.高强高性能混凝土的有关概念以及发展状况
1.1概念
将具有良好的施工和易性和优异耐久性，且均匀密实的混凝土称为高性能混凝土；同时具有上述各性能的混凝土称为高强高性能混凝土；而《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ55-2000）中则将强度等级大于等于C60的混凝土称为高强混凝土；《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）则未明确区分普通混凝土或高强混凝土，只规定了钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15，混凝土强度范围从C15～C80。综合国内外对高强混凝土的研究和应用实践，以及现代混凝土技术的发展，将大于等于C60的混凝土称为高强度混凝土是比较合理的。
获得高强高性能混凝土的最有效途径主要有掺高性能混凝土外加剂和活性掺合料，并同时采用高强度等级的水泥根据《高强混凝土结构技术规程》（CECS104：99），将强度等级大于等于C50的混凝土称为高强混凝土；和优质骨料。对于具有特殊要求的混凝土，还可掺用纤维材料提高抗拉、抗弯性能和冲击韧性；也可掺用聚合物等提高密实度和耐磨性。常用的外加剂有高效减水剂、高效泵送剂、高性能引气剂、防水剂和其它特种外加剂。常用的活性混合材料有Ⅰ级粉煤灰或超细磨粉煤灰、磨细矿粉、沸石粉、偏高岭土、硅粉等，有时也可掺适量超细磨石灰石粉或石英粉。常用的纤维材料有钢纤维、聚酯纤维和玻璃纤维等。
1.2高强高性能混凝土的发展状况
1.2.1高强混凝土的发展状况
我国在六十年代初开始研制高强混凝土，并已试点应用在一些预制构件中。那时的高强混凝土为干硬混凝土，密实成型时需强力振捣，故推广比较困难。80年代后期，高强混凝土在现浇工程中采用，主要在北京、上海、辽宁、广东等一些高层和大跨（桥梁）工程中应用，强度等级相当于C60或600号。其中，辽宁省已有十余幢高层或多层建筑采用高强混凝土，深圳市92、93两年已有贤成大厦等25个工程采用C60级高强泵送混凝土，总量已达两万立方米。
高强混凝土的优越性：
（1）在一般情况下，混凝土强度等级从C30提高到C60，对受压构件可节省混凝土30-40%；受弯构件可节省混凝土10-20%。
（2）凝土比普通混凝土成本上要高一些，但由于减少了截面，结构自重减轻，这对自重占荷载主要部分的建筑物具有特别重要意义。再者，由于梁柱截面缩小，不但在建筑上改变了肥梁胖柱的不美观的问题，而且可增加使用面积。以深圳贤成大厦为例，该建筑原设计用C40级混凝土，改用C60级混凝土后，其底层面积可增大1060平方米，经济效益十分显著。
（3）由于高强混凝土的密实性能好，抗渗、抗冻性能均优于普通混凝土。因此，国外高强混凝土除高层和大跨度工程外，还大量用于海洋和港口工程，它们耐海水侵蚀和海浪冲刷的能力大大优于普通混凝土，可以提高工程使用寿命。
（4）高强混凝土变形小，从而使构件的刚度得以提高，大大改善了建筑物的变形性能。
1.2.2高性能混凝土的发展状况
高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。
与普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下独特的性能：
（1）高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一 定具有高强度，中、低强度亦可。
（2）高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物应具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。
（3）高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特护工程的特殊部位，控制结构设计的不是混凝土的强度，而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。
（4）高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。
概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。
2.高强高性能混凝土存在的问题分析
2.1收缩和徐变
在桥梁结构中一般都采用预应力，高强轻骨料混凝土的收缩徐变是工程师最关心的一个问题。收缩和徐变会造成预应力损失，如果对收缩和徐变值计算不准，将会对桥梁结构产生比较大的影响。高强轻骨料混凝土的收缩徐变值通常比普通混凝土高。首先由于其弹性模量比同等级普通混凝土的低。根据Smeplass的研究，水灰比在0.32～0.43的CL60～CL90的高强轻骨料混凝土的弹性模量比同强度普通混凝土的低20～30%。
高强轻骨料混凝土的收缩徐变值通常比普通混凝土高。在早期轻骨料混凝土的收缩比普通混凝土的小。徐变值通常但不总是比等强度普通混凝土的大。徐变随混凝土强度增加而降低。由于低弹性模量产生较大的弹性应变，轻骨料混凝土在荷载下的总变形比普通混凝土的大。
2.2耐久性
工程师担心的另一个问题就是高强轻骨料混凝土的耐久性。高强轻骨料混凝土的耐久性与下面几个因素有关：渗透性、钢筋锈蚀、冻融性、耐磨性以及碱骨料反应等。
2.2.1渗透性
高强轻骨料混凝土在高强轻骨料表面覆盖非常密实的水泥浆，这层水泥浆提高抗渗透的能力。由于高强轻骨料混凝土中骨料的弹性模量和周围水泥浆基本相同，不会造成应力集中，应力分布均匀，减少了内部裂缝，提高了抗渗透的能力。
2.2.2冻融性
和普通混凝土一样，轻骨料混凝土的抗冻融破坏性是由于引入的气体及低水灰比所决定的。由于轻骨料混凝土骨料内部孔隙较大且多数不相互连接，因此轻混凝土具有较好的冻融耐久性。
2.2.3耐磨性
如果表层被破坏掉，高强轻骨料混凝土的耐磨性比普通混凝土差。虽然实验室测得的纯轻骨料混凝土摩擦的损失很大，但在普通的公路桥梁上高强轻骨料混凝土与普通混凝土具有相同的耐磨性能。
关键词：早高强喷射混凝土；纤维；硅灰；减水剂
中图分类号：TU528.31文献标识码：A 文章编号：
引言：
喷射混凝土与钢架、锚杆等共同构成隧道工程复合式衬砌的初期支护结构。喷射混凝土由于其喷射厚度薄、密实性较差、直接与围岩接触、受地下环境影响严重等因素，成为初期支护耐久性难以保证的关键原因，进而导致隧道工程衬砌一直处于相对保守、经济性差的较低水平[1]。近年来，关于隧道单层衬砌的研究和应用也逐渐被人们所重视。这些都对喷射混凝土的力学和耐久性能提出更高的要求，早高强喷射混凝土的研究日益凸显其重要性。
1.早高强喷射混凝土的性能要求
1.1较高的早期强度：《铁路隧道锚喷构筑法技术规范》规定喷射混凝土24 h立方体抗压强度不得小于5 Mpa[2]。早高强喷射混凝土对早期强度要求较高，目前国外对隧道单层衬砌中喷射混凝土的24 h强度要求不小于8 Mpa。本次配合比设计研究要求喷射混凝土24 h单轴抗压强度不低于8 Mpa。
1.2较高的后期强度：目前国内外广泛使用的喷射混凝土强度要求在15~30 Mpa之间，远低于普通混凝土C40~C60的要求。较高的后期强度对保证支护结构的安全性至关重要。本次配合比设计研究要求喷射混凝土强度等级为C40。
1.3较高的围岩粘结强度：《锚杆喷射混凝土支护技术规范》对喷射混凝土与围岩间的粘结力有如下要求：Ⅰ、Ⅱ级围岩不应低于0.8 Mpa，Ⅲ级围岩不应低于0.5 Mpa。与围岩间的粘结强度是保证初期支护质量的关键因素。本次配合比设计研究要求喷射混凝土与围岩间的粘结强度Ⅰ、Ⅱ级围岩不低于1.8 Mpa，Ⅲ、Ⅳ级围岩不低于1.0 Mpa[3]。
2.早高强喷射混凝土原材料要求
2.1水泥：优先采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不应低于32.5 MPa。选用广东骏马水泥厂生产的P.O 42.5级水泥。
2.2速凝剂：喷射混凝土宜优先采液体速凝剂，在使用前，应做与水泥的适应性试验及水泥净浆凝结效果试验，初凝不大于5 min，终凝不大于10 min[2]。选用湖北大冶 JS- 2 型高效速凝剂,减少回弹防止砼脱落。
2.3粗集料：采用坚硬耐久的卵石或碎石粗集料，级配宜采用连续级配，最大粒径不应大于15 mm，当使用碱性速凝剂时，严禁使用或夹杂碱活性集料。
2.4细集料：采用坚硬耐久的粗砂或中砂，细度模数Mx在2.5~3.5之间。
2.5减水剂：为满足高强度的要求，在普通喷射混凝土的基础上加入减水剂，本设计选用蒙城生产的 UEA低碱型高效减水剂（聚羧酸系），减少收缩和回弹,降低水灰比。
2.6纤维：钢纤维可以提高喷射混凝土的早期强度和后期强度，聚丙烯纤维可以有效减少微裂缝的产生，本设计采用双掺钢纤维和聚丙烯纤维的方法。采用武汉新途工程纤维制造有限公司生产的CW03- 05/30- 600和CW- 05/30- 1000型钢纤维，两端弯曲长度在30mm，直径在0.50mm，长径比为60 抗拉强度为600和1000 MPa 所用钢纤维符合美国标准ASTMA820的要求。
2.7硅灰：选用挪威埃肯硅灰公司生产的比表面积为645m2/g 减少混凝土干缩和徐变，降低水化热,减少喷射混凝土的回弹，提高混凝土的后期强度。
2.8水：喷射混凝土用水应符合混凝土拌合用水标准（JGJ-63）规定水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，一般应采用饮用水。
3.早高强喷射混凝土配合比设计步骤[4]
(1) 粗集料最大粒径的选择
粗集料的最大粒径不得大于喷射系统输料管道最小截面直径的1/3~2/5，亦不宜超过一次喷射厚度的1/3 由于工地使用的喷射机输科管内径为 Dmm （50mm ），因此粗集料的最大粒径 D/3(16mm) 一般喷射混凝土粗骨料连续级配，直径最好小于10mm。
(2) 砂率的确定
(3) 水泥用量的选择
(4)速凝剂用量计算
(5)水灰比的计算
(6)用水量的计算
(7)钢纤维、聚丙烯纤维和硅灰的掺量采用正交实验的方法予以确定。
(8)最优配合比
本次早高强喷射混凝土配合比正交设计确定的最终配比为：砂率0.5，水泥用量412kg/m3，用水量170kg/m3，钢纤维掺量28kg/m3，聚丙烯纤维掺量1.85kg/m3，速凝剂掺量4%，减水剂掺量0.7%。
4.早高强喷射混凝土性能试验
本部分试验将早高强喷射混凝土与未添加纤维、减水剂和硅灰的普通喷射混凝土进行性能试验对比。
4.1 抗压强度试验
实验分别对比了两种喷射混凝土的1d、3d、7d、14d、28d立方体抗压强度，结果见图1。
图1 各龄期抗压强度对比
由图1可知，早高强喷射混凝土的1d、3d、7d、14d、28d抗压强度分别比普通喷射混凝土提高了66.7%、37.9%、33.2%、33.5%和27.7%。
4.2 粘结强度试验
试验分别对比了不同龄期两种喷射混凝土与围岩的粘结强度，见图2。
由图2可知，早高强喷射混凝土1d、3d、7d、14d、28d的粘结强度分别比普通喷射混凝土提高了51.7%、53.2%、66%、50.4%和39.8%。
4.3 抗渗等级试验
对两种喷射混凝土的抗渗性能进行了对比试验，结果见表1。
表1 抗渗性对比
由表1可知，普通喷射混凝土的最大深水深度为11.9cm，而早高强喷射混凝土的最大深水深度仅为4.8cm，降低了59.6%，普通喷射混凝土的最小渗透系数为1.84×10-9cm/s，而早高强喷射混凝土的最大渗透系数为0.52×10-9cm/s，这说明在喷射混凝土中加入钢纤维、聚丙烯纤维和硅灰能明显改善喷射混凝土的抗渗性能。
5.结论
(1)双掺钢纤维和聚丙烯纤维能够明显改善喷射混凝土的早期强度和后期强度，能提高喷射混凝土的抗渗性能。
(2)在喷射混凝土中添加减水剂和硅灰能够明显改善喷射混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能。
参考文献：
[1]肖明清，孙文昊. 考虑环境作用的复合式衬砌结构设计方法探讨[J].铁道工程学报;2010,1(1),55~59.
[2]中华人民共和国行业标准.铁路隧道锚喷构筑法技术规范（TB10108-2002）.北京：中国铁道出版社，2003.
关键词：质量，掺合料，高性能混凝土，外加剂，集料，配合比
[前言] 试验室高性能混凝土配合比配制是以耐久性和合适的工作性能为主要要求。与普通混凝土相比无论是耐久性或体积稳定性等各方面都具有一定的优势。因此对其组成材料例如水泥、活性矿物掺合料、集料、水以及外加剂等的要求标准也比普通混凝土高。混凝土材料的构成决定了混凝土的内部微观结构和主体宏观性能。为了配制高性能混凝土，配制时必须充分利用其原材料本身的性能。高性能混凝土配合比材料的质量控制，在现场实际操作是比较困难的。
水泥的质量要求；水泥是高性能混凝土中最主要的试配用胶凝材料，选择优质的水泥对试配高性能混凝土十分重要。在选用水泥时除配制普通普通混凝土要注意的因素外，也要注意水泥内在质量的稳定性和与高效减水剂的相容性，另外水泥的富余强度要选高的。相容性主要表现在用其拌制工作度满足要求的高性能混凝土时，水灰比的大小与塌落度损失率两方面。水泥的矿物成份影响它与高效减水外加剂的相容性，主要包括：水泥的C3A含量与总碱含量，水泥的细度，石膏掺量。由于过高的C3A含量水化速度快将导致新拌混凝土塌落度损失过快，因而应尽量避免使用C3A含量太高的水泥。水泥的细度对新拌混凝土的工作性及硬化后混凝土的强度都有影响，过大过小的细度都不利。配置高性能混凝土的水泥细度比表面积一般不小于300 ㎡／kg。不同的水泥品种，由于其化学成分组成不同，其使用范围也不同。一般选择标准稠度用水量较小，水泥水化热不能过高和放热速度不能过快、过早，因此快硬硫铝酸盐类早强水泥不可选用。科技论文。施工中高性能混凝土普遍采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。
高效减水剂的选择；试验室设计配制高性能混凝土，必要时要掺入高效减水剂和微膨胀剂等。目前混凝土搅拌站使用的高效减水剂主要有三种基本类型：三聚氰胺系、萘磺酸盐系和改性木质素系。其中萘磺酸盐系应用最广。高效减水剂的使用可以大幅度地增加预拌混凝土的坍落度及提高混凝土的强度。高效减水剂是一种能与水泥颗粒产生物理与化学相互作用的聚合物。当它用于分散无胶凝性的微细粉状材料时，仅发生物理性相互作用，水泥颗粒间还可产生化学作用。萘系高效减水剂可以和水泥中最活跃的组份，特别是C3A发生反应并显著减小其初期的表面水化率。在高性能混凝土中掺入高效减水剂后，使水泥浆体的絮凝结构破坏，释放出自由水，混凝土的流动性显著提高。高效减水剂不但要具有高的减水率，而且要能与水泥相容。因此必须事先进行高效减水剂的与混凝土配比试配，包括选择不同的常用水泥品种与减水剂的相容性试验、减水剂的掺量和掺加方法等。减水剂对坍落度损失的控制特性将决定它是否能够适合用于混凝土搅拌站或工地的现场运输、浇注。
矿物掺合料的要求；矿物掺合料作为辅助增强胶凝材料，可等量或部分取代部分水泥，大量的内在活性材料能降低新拌混凝土硬化过程中的温升，改善施工性能，增加抗腐蚀能力，提高强度，改善耐久性。普通掺合料的生产成本低于水泥，使用矿物掺合料配制高性能混凝土有一定的经济效益。目前矿物掺合料已成为配制高强、高性能混凝土不可或缺的重要组分。不同种类的矿物掺合料其共性是都具有较大的比表面积，基本没有结晶相或结晶相很少。配制高性能混凝土最常用的矿物掺合料，主要是硅灰、超细粉煤灰和磨细活性矿渣等。科技论文。其中硅灰的掺加效果为最好，活性也好。硅灰颗粒极其细微，由于其超细特性和高硅含量(约90％左右)，因此表现出显著的火山灰活性材料特征。硅灰与水泥水化生成的Ca(0H)2发生二次反应可生成稳定的凝胶。硅灰配置高强混凝土目前得到了迅速的发展，但是试验室和施工现场的使用都显示含有硅灰的混凝土有使塑性收缩裂缝进一步增多的趋势，因此往往需要对含硅灰的预拌混凝土进行及时的表面养护覆盖处理措施，以防止水分的快速蒸发。磨细矿渣也是具有相当活性的矿物掺合料。含磨细矿渣的高性能混凝土，在水中养护，早期7天强度稍低，但三个月后，即使超细矿渣掺量达55 ％，其强度仍高于其它混凝土，但工程上并不认同超细矿渣掺量超过30％，谨慎掺超细矿渣合理调整配合比，取代水泥是有一定限度的。磨细矿渣的细度对混凝土的抗压强度影响很大，细度大，含磨细矿渣混凝土，无论是早期或后期强度都高。磨细矿渣混合材掺入矿渣硅酸盐水泥时注意掺量不能重复。
虽然用硅灰、磨细矿渣性能好，但其产量低且价格高，而粉煤灰量大，加工费用低且性能优良，因而成为一种常用的高性能混凝土掺合料。一般情况下，将超细粉煤灰掺入混凝土中，其早期强度低，后期强度逐渐增大，且掺粉煤灰混凝土的强度受粉煤灰的质量、取代率与混凝土配合比的影响。粉煤灰主要成分是氧化硅、氧化铁和不定量的氧化铝和未燃碳。微量元素有钾、磷、钴、硼、锰等。粉煤灰颗粒常成中空球体,粒径大小和比重不同，大多数是实心含铁的混合物。利用粉煤灰的效益是改善混凝土工作度，减少泌水率，减少离析，减少水化热，减少干收缩，增加抗硫酸盐性质，增加极限抗拉强度，高性能混凝土中使用的粉煤灰一般是超细粉煤灰。掺入超细粉煤灰的高性能混凝土常用于大体积混凝土。
砂石等集料的选择；粗细集料总量一般占混凝土体积65％～75％，是混凝土的主要组成部分。正确合理选择骨料，是配制高性能混凝土的基础。集料含泥量高需水量增加、减弱混凝土性能及容易风化、阻碍水泥与骨料的胶结、妨碍水泥的正常水化，大多数骨料中都含有各种杂质，其中以粘土和石粉及有机质最为常见。它们对混凝土的强度、收缩、徐变、抗渗、抗冻、耐磨等性能等都会产生不利的影响。因此含泥量要低，同时必须考虑粗细集料的内在品质，单位体积混凝土中粗集料所占体积及石子最大粒径这几项材料指标。细集料；由于圆颗粒外形和光滑表面的细集料的需水性较小，因而适宜配制高性能混凝土。高性能混凝土的细集料的最优级配主要取决于它对需水性的影响，而不是它的物理压实性。试验研究表明，细度模量低于2．5的细集料配制的混凝土过于粘稠，不宜浇注密实；而细度模数为2．3～3．0的建筑用砂能够达到最佳工作性能和抗压强度。砂的级配对混凝土的早期强度没有显著的影响，但影响后期强度的发展，连续级配较不连续级配的细集料更为有利。粗集料；对于高性能混凝土而言，粗集料的最大粒径以19～26㎜为宜。一般而言，配制高性能混凝土宜采用较小粒径的粗集料，这是因为其颗粒周围的应力集中较小，而应力集中主要是由于水泥浆体与集料的弹性模量不同而造成的。配制高性能混凝土采用碎石比卵石好。这主要是因为碎石的棱角对机械咬合的增长起了促进作用。然而，过多的棱角使需水性增大从而降低了混凝土的工作性能。因此从强度与流动性能综合方面考虑，理想的粗集料应是：干净、粗糙等径、有棱角、避免平或长的颗粒。除了机械咬合，集料与水泥浆体的化学粘结也是一个重要因素，因此，集料的矿物特性也很重要，水泥中碱含量应不大于0.60﹪，避免发生碱骨料反应。配制高强高性能混凝土应采用水洗中砂，砂石质量必须满足《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006要求。
拌合用水的要求；高性能混凝土是以耐久性为主的混凝土，必须具备高的耐久性和体积稳定性，配制高性能混凝土配合比应采用市政供应的自来水拌制高性能混凝土，采用河水或湖水及地下水时应符合混凝土拌和用水JGJ 63-2006标准并经检验合格时再用。混凝土搅拌站的再生水不宜用于高性能混凝土,可以用于C20以下的普通混凝土。
[结术语] 配制高性能混凝土应合理地选择优质的原材料。其中关键是选用适合的水泥、化学外加剂与矿物掺合料。在选用水泥时需注意水泥质量的稳定性和与高效减水剂的相容性, 水泥的富余强度要稳定。科技论文。另外，集料和拌合用水的质量应符合《混凝土拌和用水 JGJ63-2006》标准及《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ52-2006》，应引起注意。配制高强高性能混凝土应采用水洗中砂。
参考文献
［1］普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ52-2006
［2］混凝土拌和物性能试验方法标准
[3] 混凝土拌和用水JGJ 63-2006
[4]混凝土质量控制标准
关键词：高强高性能混凝土技术；房屋工程施工；应用
中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：
随着我国建筑行业的迅速发展，各种新式的技术和材料逐渐走进了我们的施工项目中，作为建筑施工项目中使用最为广泛的混凝土材料也不断的发生着更新，目前最具代表性的，应用最多的莫过于高强高性能混凝土了。
1高强高性能混凝土的特点
1.1高强高性能混凝土的工作性
在常规混凝土的施工中，混凝土拌合物工作性的好坏是用和易性来表示的；在流态混凝土、泵送混凝土施工中，混凝土良好的工作性是指混凝土拌合物在输送过程中,不离析、粘塑性良好、输送摩擦阻力小、坍落度经时损失小的性能。进行高性能高强混凝土配合比设计时，必须考虑混凝土的应用条件和施工工艺，合理地选择混凝土工作性指标是设计出经济高效优质的混凝土配合比的重要条件。
1.2高强高性能混凝土的耐久性
混凝土的耐久性是指其暴露在使用环境下抵抗各种物理和化学作用破坏的能力。耐久性好的混凝土暴露在使用环境中应能保持其形态、质量和使用功能。但是设计、施工、选材以及维修等方面的原因,使之不能达到预期的使用寿命而过早破坏。影响混凝土耐久性的因素主要有:反复交替的冻融作用；硫酸盐、氯盐、酸、碱等侵蚀性化学物质的存在；机械磨耗、水流冲刷及气蚀等造成的磨损；钢筋的锈蚀；碱-集料反应；延迟性钙矾石的形成（指早期湿热养护的预制构件及大断面高水泥用量的现浇混凝土产生膨胀和开裂）。从工程实践看，混凝土的耐久性破坏常常是几种因素综合作用的结果。
1.3高强、高性能混凝土的抗渗性能
高强混凝土的渗透系数极低,因此有着很好的抗渗性。采用双掺硅灰和高效减水剂的方法,可以配制出强度较高、抗渗透性能极为优异的混凝土。高性能混凝土的抗渗性能也很好，实验中制作了三组试件。试验从水压为0.1MPa开始,以后每隔8h增加水压0.1MPa,直至4.3MPa,恒压8h,无一试件透水,停止试验后劈开试件测定平均透水高度。基准混凝土透水高度为40.0mm,而掺有硅灰或硅灰和磨细矿渣复合掺加的混凝土的透水高度仅为14.0mm和12.5mm,仅为基准混凝土的35%和31.0%,这表明掺入硅灰或硅灰和磨细矿渣复合掺加的高性能混凝土具有很好的抗渗性。
2混凝土拌制
高性能高强混凝土必须采用强制式搅拌机拌合。将各种组合材料搅拌成分布均匀、颜色一致的混合物。搅拌筒的转动速度，必须按搅拌设备上标出的速度操作。从所有材料进搅拌筒到混凝土从搅拌筒排出的最短连续搅拌时间，应符合表1所列要求。当采用阻锈剂溶液时，混凝土拌和物的搅拌时间应延长1min；采用阻锈剂粉剂时，应延长3min。
表1最短连续搅拌时间
图1高强混凝土搅拌投料参考程序
拌制高性能高强混凝土可参照图1所示的投料顺序。在下盘材料装入前，搅拌筒内的拌和料应全部卸清。搅拌设备停用超过30min时，应将搅拌筒彻底清洗才能重新拌和混凝土。
3混凝土的浇筑
混凝土的分层浇筑厚度不应超过表2的规定。混凝土的运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过150min。
表2混凝土分层浇筑厚度
如未经试验论证，混凝土的入模温度一般不宜超过28℃并不应大于30℃。新浇混凝土与邻接的已硬化混凝土或岩土介质之间的温差不大于20℃,混凝土表面的接触物（如喷涂的养护剂）与混凝土表面温度之差不大于15℃。大体积混凝土入模后30min的最大温升应小于30℃，内部最高温度不得高于75℃。
4混凝土的裂缝及预防
4.1混凝土裂缝产生原因
1)混凝土的自身收缩和干燥收缩。混凝土自身收缩从混凝土的凝结开始,主要是混凝土凝结后的前几天。自身收缩是由于水泥水化造成的,水泥越细、水泥用量越大、环境条件越干燥,混凝土的自身收缩越大。混凝土的干燥收缩是混凝土凝结后在干燥的空气中,因混凝土由表及里持续失水而引起的,由于混凝土表面收缩大,内部收缩小,致使混凝土表面受拉,内部受压,当混凝土表面拉应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土将产生裂缝。2)混凝土的塑性收缩。混凝土的塑性收缩是混凝土浇灌后至凝结前产生的收缩。其主要原因也是混凝土表面水分的蒸发。骨料粒径越大,混凝土的塑性收缩将越大。3)混凝土的温度收缩。由于高强、高性能混凝土水泥用量大,水化热高,混凝土内部温度将升高,由于构件非绝热状态,混凝土的温度将降低,混凝土温度收缩,当收缩产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土将开裂。
4.2预防高强高性能混凝土开裂的措施
1)严格选择原材料。2)通过反复试验,优化配合比。3)掺加一定量的粉煤灰、混凝土膨胀剂,以补偿收缩。4)夏季对骨料、水等进行降温措施,降低混凝土入模温度。5)对骨料在搅拌前浇水,使骨料饱水,有利于降低混凝土的自身收缩。6)混凝土浇筑后及时覆盖养护,尽量早拆模板,浇水养护,水温与混凝土表面温差不应大于15℃,混凝土表面始终湿润,降低塑性收缩和干燥收缩。7)加强混凝土的测温,及时采取保护措施,以利于混凝土的均匀降温。8)对混凝土板及时浇水并用薄膜覆盖。9)尽量避免直接使用钢模板
5混凝土的养护
高性能高强混凝土浇筑完毕后,必须立即覆盖养护或喷洒涂刷养护剂，以保持混凝土表面湿润。养护日期不少于7天。预应力混凝土的养护期应延长至施加预应力为止。预制构件蒸汽养护的最高温度应不超过60℃。养护期间，混凝土强度达到2.5N/mm²之前，不得承受人员、运输工具、模板、支架及脚手架等荷载。
为保证混凝土质量，防止混凝土开裂，高强混凝土的入模温度应根据环境状况和构件所受的内、外约束程度加以限制。养护期间混凝土的内部最高温度不宜高于75℃，并应采取措施使混凝土内部与表面的温度差小于25℃。
结语与展望
高性能高强混凝土发展过程中，还有许多难题需进一步解决，并对材料与工程技术的进展将起到有力的推动作用。
1）水泥基材料的组成结构与性能的关系是材料科学的一个核心问题。为使高性能混凝土的各种性能得以进一步提高，必须对材料组成的粒子尺寸、级配、孔结构、集料界面区结构以及组分间的相互作用、物理力学、化学性质的差别等进行研究；
2）高效减水剂解决了高性能混凝土的低水胶比和低用水量与工作性之间的矛盾，因而成为高性能混凝土不可缺少的组分。但对高效减水剂与水泥和矿物细掺料之间、复合使用外加剂时的几种外加剂之间的相容性，以及如何更好地发挥叠加效应等问题尚需深入探讨。
3）矿物细掺料不仅有利于提高水泥的水化作用和强度、密实度和工作性，增加粒子密集堆积，减低孔隙率,改善孔结构，而且对抵抗侵蚀和延缓性能退化等都有较大作用。扩大稳定矿物细掺料的来源，充分发挥其有利作用，将有利于扩大高性能混凝土的应用范围。为了稳定产品性能，方便使用，应研究细掺料的科学分类和品质标准，为此还应对不同矿物细掺料、不同来源但却是同种矿物细掺料的活性进行机理性的研究；
4）复合超叠加效应的研究与应用。高性能高强混凝土是一种多组分复合材料,各组分性能的叠加甚至超叠加效应表现得十分明显。因此，可选用两种以上矿物细掺料加上两种以上外加剂(包括矿物外加剂)同时掺加，以进一步改进性能和取得某种特性。
参考文献:
[l]吴中伟，廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社，1999
[2]冯乃谦编著.高性能混凝土[M].北京:中国建筑工业出版社，1996
关键词：粉煤灰需水量比，胶砂流动度，净浆流动度
0.引言
粉煤灰是发电厂粉煤灰烟道气体中收集的粉末，因其含有丰富的活性成分而被用于水泥、水泥混凝土中，对降低水泥水化热、改善混凝土拌合物的和易性、增强混凝土的强度和耐久性，有着十分重要的意义。
需水量比是体现粉煤灰需水量大小的参数。由于不同的厂家、不同的煤种、不同的生产工艺，粉煤灰被分成一级、二级和三级；即使同一厂家的粉煤灰也会因批次、品种、成分及细度不同而导致需水量比的不一样。目前我们国家测定需水量比的规范主要有GB1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、GBJ146《粉煤灰混凝土应用技术规范》、GB/T18736-2002《高强、高性能混凝土用矿物外加剂》，其试验方法主要是胶砂法，用水泥净浆流动度法快速地测定粉煤灰需水量比是本文所探讨的话题。
1.规范所给的关于测定粉煤灰需水量比的方法
国标《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005所给的方法：材料：水泥：GSB14-1510强度检验用水泥标准样品；标准砂：符合GB/T17671-1999规定的0.5～1.0mm的中级砂；水：洁净的饮用水。配合比见后表1
需水量比计算：
1.1《高强、高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T18736-2002中所给的关于“粉煤灰需水量比的测定方法：原材料：水泥:基准水泥；砂子： 符合GB/T17671规定的标准砂；水：采用自来水或蒸馏水。配合比见后表2
需水量比计算：
1.2《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146中所给的关于“粉煤灰需水量比的测定方法：原材料：水泥:硅酸盐水泥；砂子： ISO标准砂；水：纯净水。配合比见后表3
需水量比计算：
1.3标准规范所给方法的讨论：
上述三标准，对粉煤灰的需水量比的测定，都给出了详细的陈述，但在实际应用中我们发现：㈠国标《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005所给的方法存在以下不足之处：首先标准砂采用GB/T17671规定的0.5～1.0mm的中级砂，需要对标准砂进行筛分，增加了误差的引入机会；其次在实际试验中，用水量为125ml时并不能使每一种粉煤灰的胶砂流动度达到130～140mm的范围；第三，受检胶砂的流动度达到130～140mm的范围需要多次调整试验才能够达到，试验繁琐，使标准砂的使用成本上升。㈡《高强、高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T18736-2002中所给的关于“粉煤灰需水量比的测定方法与国标《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005所给的方法相比只是标准砂不用筛分，减少了误差引入的机会，胶砂流动度跳桌跳动次数为30次。。配比上，基准胶砂配比也是定水量，用量为225ml，而受检胶砂的用水量仍需反复调整、多次试验才可得到。 ㈢《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-90所给的关于“粉煤灰需水量比的测定方法胶砂流动度跳桌跳动次数也是为30次。配比上，基准胶砂、受检胶砂配比水用量为胶砂流
动度达到125～135mm时的用水量。
1.4分别依据上述规范给定的三种试验方法测定的同一电厂的粉煤灰需水量比，其试验结果比较如下：
从上表数据可以看出：三规范所给的方法测定的流动度数值相差很大，但是，需水量比却相差不大。
2.用净浆流动度测定粉煤灰的需水量比
用净浆流动度测定粉煤灰的需水量比，原理是受检净浆流动度达到基准净浆流动度时，
两者的用水量之比。。
2.1将粉煤灰看做是一种混凝土外加剂，按照《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003
附录A中所给的方法来测定粉煤灰的需水量比。原材料：水泥:基准水泥；水：纯净水。
配合比见上表4
需水量比计算：
试验所用仪器：水泥净浆搅拌机、截锥形圆模（上口内径36mm，下口内径60mm，高60mm）
玻璃板，300mm直尺。
试验步骤：称量、搅拌，将搅拌好的净浆，迅速倒入截圆锥型试模内，刮平上口面，
垂直向上提起试模，半分钟后测定流淌后净浆相互垂直的两方向的最大直径，取平均值作为净浆流动度值，当受检净浆达到基准净浆流动度上下5mm时，两者用水量比即为需水量比。。
2.2参考《公路水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005以及《桥涵施工技术规范》
JTJ041-2000附录G-11的方法，用水泥浆稠度仪也可测定粉煤灰的需水量比。
3.净浆流动度法与胶砂流动度法测定粉煤灰需水量比的关系
分别用净浆流动度法和胶砂法测定的粉煤灰需水量比数值间的关系，其试验结果如下：
由上表试验数据可以看出，用净浆流动度测出的流动度数值及用水量与用国标《用于
水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005、《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146以及《高强、高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T18736-2002中所给的关于“粉煤灰需水量比的测定方法”虽然不一样，但需水量比却相差不大。但不同的粉煤灰需水量比不一样。
4.结论
粉煤灰需水量比的测定，在国家规范中给出了不同的方法，主要为胶砂流动度法，而用净浆流动度法来测定粉煤灰的需水量比其方法简单、快速、节约成本。首先，净浆流动度法不用标准砂，节约了原材料。一袋标准砂（1350g）的市场价格按6.5元计算，检验一个粉煤灰样品至少需要标准砂的袋数见表5。由表5数据可知，无论采用哪个规范，都比净浆流动度方法增加成本至少20元。其次，净流动度方法不用标准砂，减少了误差引入的机会；第三，净浆流动度方法测定粉煤灰的需水量比所得结果与用上述三规范所得结果相近，具有可比性。
参考文献
1、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005
2、《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146
3、《高强、高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T18736-2003
4、《桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
关键词：智能混凝土，自诊断混凝土，自调节混凝土，自修复混凝土
引言
现代材料科学的不断进步与发展，促进材料的不断创新与发展，混凝土作为最主要的建筑材料已逐渐向高强、高性能、多功能和智能化发展。然而混凝土结构在使用过程中由于受环境荷载作用、疲惫效应、腐蚀效应和材料老化等各种不利因素的影响，结构将不可避免地产生损伤积累、抗力衰减，甚至导致突发失稳破坏。为了有效地避免突发事故的发生，提高结构的性能，延长结构的使用寿命，就必须对此类结构进行实时的“健康”监测，并及时进行调节和修复。因此，研究和开发具有主动、自动地对结构进行自诊断、自调节、自修复的智能混凝土已成为混凝土发展的趋势。
1.智能混凝土的定义
智能材料就是指具有感知环境（包括内环境和外环境）刺激，对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料。它能模拟生命系统，同时具有感知和激励双重功能，能对外界环境变化因素产生感知，自动作出适时的灵敏和恰当的响应，并具有自我诊断、自我调节、自我修复和预寿命等功能。论文参考。
2.智能混凝土的分类
2.1 自诊断混凝土
自诊断混凝土具有压敏性和温敏性等自感应功能。由于普通的混凝土材料本身不具有自感应功能,所以需要在混凝土基材中复合部分其它材料使得混凝土具有自感应功能。目前常用的复合材料是碳类、金属类和光纤等。
1） 碳纤维混凝土
碳纤维是有机纤维在惰性气氛中经高温碳化而成的纤维状的碳化合物，具有重量轻、高强度，抗疲劳和阻尼特性好，耐高温，耐腐蚀以及良好的导电性等优点。在水泥基材中添加少量的碳纤维，可以显著增强其力学性能，改善其电学性能。碳纤维混凝土材料的电阻变化与其内部结构变化是相对应的，利用这一原理生产的混凝土，通过阻抗和载重之间的关系可确定公路上车辆的方位、重量和速度等参数，为交通管理的智能化提供了材料基础。另外碳纤维混凝土除具有压敏性外 ,还具有温敏性，即温度变化引起电阻变化（ 温阻性） 及碳纤维混凝土内部的温度差会产生电位差的热电性效应。利用纤维混凝土的这种温阻现象可以实现对大体积混凝土的温度自监控，将来有望应用于有温控和火灾预警要求的混凝土结构中。论文参考。
2）光纤维混凝土
光纤维混凝土，即在混凝土结构的关键部位埋入纤维传感器或其阵列，探测混凝土在碳化以及受载过程中内部应力、应变变化，并对由于损伤进行实时监测。当光纤维混凝土结构因受力或温度变化产生变形和裂缝时 ,埋在混凝土中的光纤就会相应的产生变形 ,从而导致通过光纤的光的光波量发生变化，通过对光纤中反射光的信息进行分析 ,可以对裂缝进行定位。光纤维混凝土已经应用到实际中，如重庆渝长高速公路上的红槽房大桥监测和芜湖长江大桥长期监测与安全评估系统等。
3）纳米混凝土
纳米混凝土是将某各纳米材料添加到普通混凝土中，从而使混凝土一种具有优异综合性能和特殊功能的智能复合材料。纳米材料比表面积大，因而容易极易团聚，有利于发挥其特殊的改性作用，但与此同时纳米混凝土中易产生薄弱区，不利于混凝土的性能。因此，纳米材料的粒径大小应适中，制备时应做好控制使得其在基体中的均匀分布。纳米混凝土具有应变感知性能，其机理可以基于隧道效应理论（由微观粒子波动性所确定的量子效应）来解释，混凝土内微小的应变就可导致较大的电阻变化。实验表明对于掺纳米微粒的从接触导电理论和碳纤维的特性对其进行智能砂浆的水化产物结构均匀、质地密实、结合紧密、没有明显的结晶体、水泥石的微观结构得到改善，故提高了混凝土的力学性能。
2.2 自调节混凝土
混凝土结构除了正常负荷外,人们还希望它在受台风、地震等自然灾害期间 ,能够调整承载能力、减缓结构振动。由于混凝土本身属于惰性材料，必须复合具有驱动功能的组件材料,才达到自调节的目的。这种材料通常具有电力效应和电热效应等性能。如形状记忆合金（SMA）和电流变体（ER）等。
1)形状记忆合金
形状记忆合金（SME）具有形状记忆效应。论文参考。形成记忆合金通常由两种以后金属合成，当合金在高温时发生定形，冷却后存有残余形变。再次加热时，残余形变消失，合金恢复到高温时所具有的形状。这就像合金记忆了高温状态的形状一样。将记忆合金埋入混凝土中, 利用形状记忆合金对温度的敏感性以及在不同温度下恢复相应形状的功能, 使得混凝土结构在受到异常荷载干扰时，混凝土结构内部应力发生重分布, 从而提高混凝土结构的承载力。
2）电流变体
电流变体（ERF） 也叫电场致流变体 。它是一种可通过外界电场作用来控制其粘性、弹性等流变性能双向变化的悬胶液。在外界电场的作用下, 电流变体可于迅速组合成链状或网状结构的固凝胶, 当外界电场撤去时,其可恢复其流变状态。在混凝土中加入电流变体, 当混凝土结构受到台风、地震袭击时，混凝土土通过自动调整其内部的流变特性, 改变结构的自振频率、阻尼特性，从而达到减缓结构振动，提高混凝土结构的稳定性和耐久性。
3.3 自修复混凝土
自修复混凝土是一种具有感知和修复性能的混凝土。自修复混凝土模仿生物机体受创伤后的再生、恢复机理，采有修胶粘剂和混凝土材料相复合的方法，对材料的损伤具自修复和再生功能。据此国内外学者们提出具有自修复行为的智能材料模型，即在材料的基体中布有许多细小纤维管道，管道中装有可流动的物质（类似血管）——修复物质（类似血液）。当材料在外界各种因素的作用下,基体发生开裂，纤维管道发生破裂，其内修复物质流至裂缝处，发生化学反应从而实现自动粘聚愈合，提高开裂部分的强度，起到抑制开裂和修复材料的作用。1997年南京航空航天大学研究出就利用形状记忆合金和液芯光纤对复合材料结构中的损伤进行自诊断、自修复。
3.研究现状及发展趋势
目前所研究的自诊断、自调节和自修复混凝土还只是智能混凝土研究的初级阶段 ,它们只具备了智能混凝土的某一基本特征，有人也它们称之为机敏混凝土。目前人们正致力于将两种以上功能进行组装的所谓智能组装混凝土材料的研究。在实际工程中仍存在着许多的问题需要解决。如对于自诊断混凝土，目前所制作的传感器初始电阻率和应变感知性能存在一定的离散性，将影响对于小应变测量的准确性。对于自修复混凝土，其结构耐久性与混凝土的断裂匹配的相容性、多次可愈合性、分布特性以及愈合的可靠性和可行性等一系列问题研究尚不完全。此外对于混凝土智能化所会带来负作用，如复合的材料对混凝土强度、耐久性等的影响。因此实际工作中，对自能混凝土的利用应综合考虑各种因素
参考文献
1.李化建 ,盖国胜等.智能混凝土.清华大学材料系粉体研究室, 2002 01
2. 刘鹏 ,贾平等.自修复混凝土研究进展.济南大学学报(自然科学版).2006 04
3. 朱钧,邢晓洁. 混凝土智能化发展方向. 科技创新导报. 2008 10
4. 刘中辉 ,方崎琦. 碳纤维智能混凝土的研究现状与展望. 浙江建筑.2008 06
关键词：混凝土； 加固方法； 优缺点； 工程应用
1引言
混凝土加固作为一门新兴学科，主要研究由于施工质量不满足设计和规范要求，以及建筑功能的改变等原因，需要对原有的混凝土结构进行加固、改造、维护，以提高其使用性能。尤其是近几年来，新材料、新成果、新技术在加固领域的应用，加固方法也越来越多，现将结构几种传统的及新型的加固方法介绍如下。
2 传统的加固方法
2.1 增大截面加固法
2.1.1 施工工艺
增大截面加固法，也可称为外包混凝土加固法，它通过增大构件的截面面积和配筋来提高构件的承载力、刚度、稳定性和抗裂性。该方法施工工艺简单，使用面广，可广泛用于梁、板、柱、墙、基础、屋架等混凝土构件的加固[1]。
2.1.2 加固形式
根据构件受力特点和加固目的，构件几何尺寸，便于施工等要求可设计为单侧、双侧或三侧的加固方法和四面包套的加固方法。
2.1.3 工程应用及优缺点
增大截面的特点是，在设计构造方面必须注意解决好新加部分与原有部分的整体工作，及共同受力问题。加固结构在受力过程中，结合面会出现拉压弯剪等各种复杂应力，其中主要是拉力和剪力。这种方法要求的现场湿作业工作量大，养护时间较长，对生产和生活有一定影响，且构件的截面增大后对结构外观和房屋净空也有一定影响，固在采用时应充分考虑其局限性及使用效果。下图1为工程中柱子增大截面加固法。
2.2 外粘型钢加固法
2.2.1 施工工艺
外粘型钢加固法是在钢筋混凝土梁、柱四周包表面用建筑结构胶粘贴钢板，以提高构件承载力的一种加固方法[2]
2.2.2 加固形式
粘贴法和加固形式有受压区粘钢加固、正截面粘钢加固、梁端增设U形箍板锚固、柱粘钢加固。
2.2.3 作用原理
通过结构胶高性能的粘结强度将钢板牢固地粘贴在混凝土构件表面，使其成为整体共同受力，两者的变形协调是利用结构胶的剪力传递。由于钢板粘结的边缘不均匀扯离强度与剥离强度低， 造成钢板与混凝土构件粘结的纵向端头首先发生剥离破坏，从而导致钢板粘结失效。为避免这种情况的发生，端头增设锚栓或“U”形箍板或压条是必要的构造措施。如图2所示。
2.2.4 工程应用及优缺点
该方法适用于对钢筋混凝土构件受弯，斜截面受剪、受压和受拉构件的加固，不适用于素混凝土构件。其优点是构件截面尺寸增加不多，增加原构件的重量也较小，基本不影响结构外形。而构件承载力可大幅度提高。但在打磨混凝土表面时，粉尘和噪声很大，且需在表面进行防锈处理[3]。
采用外粘型钢加固混凝土构件时，应采用具有防腐蚀性和防火性能的饰面材料加以保护，提高其耐久性。图3为梁底板粘钢加固。
2.3 植筋技术
2.3.1 施工工艺
采用结构胶粘剂或水泥基材料，将钢筋或全螺纹螺杆锚固于混凝土基材中。植筋主要用于连接原有结构构件与新增构件，钢筋混凝土结构中钢筋的存在增加了被植钢筋抗滑移能力和传力的性能，保证了新旧构件连接的可靠性。因此，植筋技术不适用于素混凝土结构及配筋率低的结构。
2.3.2 作用原理
植筋的锚固受力，首先是钢筋的肋与周围胶粘剂互相咬合和分子间的作用，在钢筋两肋之间，还发挥的粘结作用由下述应力的组合；沿钢筋表面的附着力而产生的剪应力；对肋条侧面的压应力；作用在相邻两肋条之间胶粘剂圆柱面上的剪应力。钢筋的受力通过胶粘剂与混凝土间分子间的作用和机械作用传给混凝土[5]。
2.4 体外预应力加固
2.4.1 施工工艺及优缺点
它是后张预应力体系的一个分支，这种加固
方法是沿结构构件表面铺设预应力筋，通过合适的预应力值，以及改善原结构的应力变形状态，以提高结构的承载能力，从而达到加固的目的。预应力加固法没有应力滞后的缺陷，施工方便，造价较低。由于预应力束布置在结构体外，因此需要考虑材料的耐久性，防火、防锈措施
2.4.2 构件张拉形式及特点
该方法是一种主动加固方法，它不但能通过合适的预应力值，使原构件的受力性质得到改版或受力大小得到调整，增加结构的抗弯或抗剪承载能力，同时，还可减小梁的挠度和缩小原构件的裂缝宽度。
3 新型的加固方法
3.1FRP复合材加固
3.1.1 加固材料
高强度纤维片材是指有碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维，按一定的规则排列组成的纤维织物。补强修复时，在施工现场采用现场手糊工艺，用浸渍树脂将高强度纤维片材粘贴在结构构件表面上，固化后形成具有纤维增强效应的复合材料（或复合材），简称FRP。采用碳纤维的称为CFRP，采用玻璃纤维的称为GFRP,采用芳纶纤维的称为AFRP。表1中列举了几种纤维材料的力学性能。
表1纤维材料的主要力学性能
3.1.3 作用原理
粘结作用原理：其复合材料中高强度的纤维片材，即基体材料主要是承受和在，限制微裂缝的扩展；胶粘剂，即增强材料主要是固定纤维的位置，承受应力并将应力传递给纤维。混凝土结构表面粘贴纤维复合材料，形成复合体结构，以此提高构件的抗拉能力或约束力，达到加固的目的。
3.1.4 工程应用及优缺点
FRP材料最显著的优点是具有高比强度，即轻质高强和良好的耐腐蚀性，适用于对钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压和受拉构件的加固。不适用于素混凝土构件和纵向受力钢筋配筋率低于规定的最小配筋率的构件加固[4]。
粘贴纤维复合材料质量轻且薄粘贴后每平方米重量不到1.0千克（包括树脂重量），一层粘贴后厚度仅为1mm，施工简便，快速，不增加原结构重量和影响外形，但打磨混凝土表面时，粉尘和噪声很大。脆性较大，冲击，剪切强度低，耐高温和耐火性能差。尤其是碳纤维加固法，已经广泛应用于混凝土结构加固工程中，图5为外贴碳纤维布加固法在工程中的应用。
3.2 内嵌筋材加固
近几年来，表层嵌贴加固法（Near Surface Mounted，简称NSM）成为国内外比较流行的一种加固方法。内嵌法即在需加固的构件表面开槽（混凝土保护层内），将FRP筋或板条嵌入其中，利用粘结剂使其与构件结合紧密，从而提高构件抗弯或抗剪承载力的加固方法[5]。内嵌法在欧洲应用于加固混凝土梁最早可追溯到20世纪50年代[6]，这是一种很有发展前途的结构加固新技术。
由于FRP和胶粘剂主要处于构件内部，故能有效地抵抗火灾的高温作用、避免车轮和重物的直接辗压和冲击，尤其适合于桥面板和楼面板负弯矩区域的加固。国内河南理工大学的曾宪桃[7]已经率先进行了研究。通过内嵌碳纤维板条的31根梁进行静力加载试验，研究加固后梁的抗弯性能，承载力、变形、裂缝发展等，结果表明内嵌筋材能有效提高梁的开裂荷载，抗弯承载力也有很大提高。
3.3 高强不锈钢绞线网加固法
高强不锈钢绞线网――渗透性聚合物砂浆加固技术是一项新型的加固技术，简称为高强钢绞线加固技术。其主要的加固材料为高强不锈钢绞线网、渗透性聚合物砂浆、界面剂及固定销。高强不锈钢绞线网是由高强不锈钢绞线编织而成的网状材料，具有强度高，不生锈，运输及施工方便等优点。渗透性聚合物砂浆为无机材料，具有良好的粘结性能和耐久性能，同时这种材料在耐火和耐高温方面具有优越的性能。
应用于结构加固时，高强钢绞线加固技术可以提高混凝土梁、板的抗弯和抗剪承载力，提高梁、板的抗弯刚度，对混凝土梁、板构件的裂缝的产生和发展有明显的抑制作用。
3 结论与展望
3.1 结论
通过文中我们介绍的增大截面法、外包型钢加固法等传统的加固方法及FRP复合材加固法、内嵌加固等新型加固方法的原理及工程上的应用等，从中可以得到以下结论：
（1）传统的加固方法自重大，新加固的材料存在严重的应力滞后问题；对建筑物的使用功能、美观造成很大影响；抗腐蚀性能差；施工复杂且周期较长，效率低，会影响到正常的工作和生活，社会效益差。
（2）碳纤维加固具有较好的，耐热、耐寒及耐久性，且外贴碳纤维布加固法施工简便，不受形状限制，易贴附，目前已经成为国际上比较流行的建筑加固方法。
（3）内嵌筋材加固因其能有效提高梁的承载力、减小梁的挠度也称为一种有效的加固方法。
3.2 展望
论文关键词：高层概况发展体系施工
论文摘要：本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，通过对国内已建和在建的高层建筑钢结构国产化问题的调研，分析了在钢材、设计、施工和监理等方面国产化所面临的主要问题，为高层建筑钢结构的发展提出了一些建议。
高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。
超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。来源于/
一、我国的高层与超高层钢结构建筑的发展
我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史，并在设计和施工中积累了不少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》。
1、钢材的国产化
国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求，制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB4104-2000)，比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94)又前进了一步，其性能指标优于国外同类产品。
2、钢结构设计国产化
截止2003年3月，我国已建和在建的高层建筑钢结构有60余幢，按其结构类型划分，钢框架-RC核心筒占4314%，SRC框架-RC核心筒占1617%，二者合计6011%；钢框架-支撑体系占1813%；巨型框架占813%；纯钢框架占617%，筒体和钢管混凝土结构各占313%。统计表明，目前我国高层建筑钢结构以混合结构为主。
鉴于我国对混合结构尚未进行系统的研究，所以《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)暂不列入这种结构类型是合理的。
国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定，在一般情况下，应遵守规范的规定，否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大，具有可操作性。
钢结构设计分两个阶段，即设计图阶段和施工详图阶段。现在有的设计院完全采取国外设计模式，无构件图、节点图和钢材表等，对工程招投标和施工详图设计带来不便。因此，建议有关部门对此做出具体规定。关于节点设计问题，国内应多做一些理论和试验研究工作，比如柱梁刚性节点塑性铰外移和防止焊接节点的层状撕裂等。由于钢结构的阻尼比较低，在研发各种耗能支撑和节点的减震消能体系方面，国际上研究和应用较多，国内应加快进行此方面的研究。
二、高层及超高层结构体系
对于高层及超高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过60m为超高层建筑。
对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
三、钢结构制作与安装1、钢柱的安装
钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。
100m高的超高层钢柱一般分为8～12节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度，即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。
矩形或方形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。
钢柱标高的控制一般有二种方式：
(1)按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一般在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物。
(2)按设计标高制作安装。一般在12层以上，精度要求较高的层高，应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。
2、框架梁的制作与安装
高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用刚性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。
框架梁应按设计编号正确就位。
为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿)，悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁（短牛腿）连接，上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。
由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接板可开椭圆孔，椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0（d0为螺栓孔径），并应保证孔边距的要求。
框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度，需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的精确长度。
框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接，目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接。施工时先焊下翼缘再焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊另一端。
论文摘要：泡沫混凝土是利用物理方法制备泡沫，再将泡沫加入到胶凝材料、粉煤灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中，经搅拌、浇注成型、养护而成的多孔轻质材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭孔隙，所以有轻质、保温、隔热、耐火及隔音的性能。现如今泡沫混凝土是混凝土大家族中的一员，近年来，国内外都非常重视泡沫混凝土的研究与开发，使其在建筑领域的应用越来越广。
泡沫混凝土是一种内部含有大量细小、封闭、均匀分布气孔的多孔性材料，具有轻质高强、隔热保温、防火隔音、抗水减震等特性。普遍应用于高层建筑墙体制作、保温和衬垫等工程中。
一、泡沫混凝土的简要介绍
泡沫混凝土是利用物理方法制备泡沫，再将泡沫加入到胶凝材料、粉煤灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中，经搅拌、浇注成型、养护而成的多孔轻质材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭孔隙，所以有轻质、保温、隔热、耐火及隔音的性能。
泡沫混凝土的制作方式分为两种：一种是现场制备，就是现浇，也可以集中制备，用混凝土罐车长距离送到现场浇注；另一种是在工厂预制成各种建筑构件及制品，再用于建筑物的施工。
泡沫混凝土可应用于保温隔热的现浇混凝土墙体及工厂预制的轻质隔墙板和砌块，泡沫混凝土还可用于建筑物补偿的地基及泡沫混凝土地面、屋面、回填及隔声层与保护层。
在建筑工程中，建筑物墙体各部分由于自重的不同，在施工过程中产生的自由沉降差，设计要求在建筑物自重较低的部分，其基础须填软材料作为补偿地基使用，而且必须满足以下几个条件：
1、本身的成塑性较好，能准确控制厚度；
2、材料的强度能严格控制在设计的范围中；
3、有足够的压缩量。
二、泡沫混凝土的特性
泡沫混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的孔隙，使其具有下列良好的物理力学性能。
1、轻质
泡沫混凝土的密度小，密度等级一般为300-1800kg/m3，常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200kg/m3，近年来，密度为160kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可达结构物总重的30%-40%。而且，对结构构件而言，如采用泡沫混凝土代替普通混凝土，可提高构件的承截能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。
2、保温隔热性能好
由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，因此具有良好的热工性能，即良好的保温隔热性能，这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300-1200kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数在0.08-0.3w/(m·K)之间。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的节能效果。
3、隔音耐火性能好
泡沫混凝土属多孔材料，因此它也是一种良好的隔音材料，在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土是无机材料，不会燃烧，从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
泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好，防水能力强，冲击能量吸收性能好，可大量利用工业废渣，价格低廉等优点。
三、我国泡沫混凝土在建筑工程中的应用分析
近年来，我国越来越重视建筑节能工作，随着与建筑节能有关政策的实施，墙体材料改革取得了显著的成就，节能材料倍受欢迎。泡沫混凝土以其良好的特性，已用于节能墙体材料中，在其它方面也获得了应用。目前，泡沫混凝土在我国的应用情况如下。
1、泡沫混凝土砌块
泡沫混凝土砌块是泡沫混凝土在墙体材料中应用量最大的一种材料。在我国南方地区，一般用密度等级为900-1200kg/m3的泡沫混凝土砌块作为框架结构的填充墙，主要是利用该砌块隔热性能好和轻质高强的特点。哈尔滨建筑大学研制了聚苯乙烯泡沫混凝土砌块，并用于城市楼房建设。此种砌块是以聚苯乙烯泡沫塑料作为骨料，水泥和粉煤灰作胶凝材料，加入少量外加剂，经搅拌、成型和自然养护而成，其规格为200×200×200mm，可用于内、外非承重墙体材料，也可用于屋面保温材料。2、泡沫混凝土轻质墙板
目前用于建筑物分户和分室隔墙的主要材料是GRC轻质墙板，由于其原料价格较高，影响了其推广应用。中国建筑材料科学研究院采用GRC隔墙板生产工艺结合固体泡沫剂和泡沫水泥的研究成果，开发出了粉煤灰泡沫水泥轻质墙板的生产技术，并得到了应用。
3、泡沫混凝土补偿地基
现代建筑设计与施工越来越重视建筑物在施工过程中的自由沉降。由于建筑物群各部分自重的不同，在施工过程中将产生自由沉降差，在建筑物设计过程中要求在建筑物自重较低的部分其基础须填软材料，作为补偿地基使用。泡沫混凝土能较好地满足补偿地基材料的要求。
4、用作挡土墙
主要用作港口的岩墙。泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直载荷，也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体，它并不沿周边对岸墙施加侧向压力，沉降降低了，维修费用随之减少，从而节省很多开支。
泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性，用它取代边坡的部分土壤，由于减轻了质量，从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。
5、作夹芯构件
在预制钢筋混凝土构件时可采用泡沫混凝土作为内芯，使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400-600kg/m3的泡沫混凝土。
6、用作复合墙板
用泡沫混凝土制作成各种轻质板材，在框架结构中用作隔热填充墙体或与薄钢板制成复合墙板，泡沫混凝土的密度通常为600kg/m3左右。
7、管线回填
地下废弃的油柜、管线（内装粗油、化学品）、污水管及其它空穴容易导致火灾或塌方，采用泡沫混凝土回填可解决这些后患，费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位，一般为600-1100kg/m3。
8、贫混凝土填层
由于使用可弯曲的软管，泡沫混凝土具有很大的工作度及适应性，因此它经常用于贫混凝土填层。如对隔热性要求不很高，采用密度为1200kg/m3左右的贫混凝土填层，平均厚度为0.05m；如对隔热性要求很高，则采用密度为500kg/m3的贫混凝土填层，平均厚度为0.1-0.2m。
9、屋面边坡
泡沫混凝土用于屋面边坡，具有重量轻、施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m，厚度为0.03-0.2m，采用密度为800-1200kg/m3的泡沫混凝土。
10、储罐底脚的支撑
购物车(0)