高强混凝土的耐火性能研究
摘要：随着社会的进步及经济的迅猛发展，城市人口数量快速增长，高层建筑物也不断增多，从而促进了混凝土的广泛应用。高强混凝土因具有强度高、渗透性低、空隙小以及耐久性好等优点而得到了广泛地使用，特别是在大跨度桥梁结构和高层建筑中。但高强混凝土在使用的过程中也时常会出现一些问题，如在高温条件下会发生爆裂的现象等，严重影响了建筑的质量，缩短了其使用寿命，甚至会导致安全事故的发生。可见，研究高强混凝土的性能对保障建筑物的安全有着非常重要的意义。本文主要对高强混凝土的耐火性能进行了简单的介绍，并提出了一些提高高强混凝土耐火性的措施。
关键词：高强混凝土；耐火性；爆裂
1、引言
近年来，我国建筑事业的快速发展促进了高强混凝土的广泛使用，高强混凝土较普通混凝土来说具有很多优点，但也有不足之处，高温对高强混凝土的影响很大，如在火灾中高强混凝土很容易发生爆裂现象，对建筑物的正常使用产生了不利的影响。还需要在使用的过程不断去改善。本为将来研究高强混凝土的耐火性能，并提出了一些提高耐火性的措施。
2、高温对高强混凝土性能的影响
高强混凝土在高温中会引起物理变化，包括由于热膨胀、内应
浅议钢筋混凝土结构的耐火性能 建筑科学SCIENOE&TECHNOLOGY皿圆 浅议钢筋混凝土结构的耐火性能① 郭亮 (广东省揭阳市公安消防支队广东揭阳522031) 摘要:建筑构件在火灾高温的作用下,内力产生剧烈的重分布,结构发生变形,使得构件的力学性能降低,从而导致整个结构的承裁能力 和安全性能受到影响,甚至可能会引起建筑物的破坏或饲塌.文章通过分析钢筋混凝土结构的热性能和在火灾高温环境中的行为,总结 钢筋混凝土结构在火灾高温环境下承裁能力和结构的安全性受到的影响,探讨提高钢筋混凝土结构耐火性能的设计方法. 关键词:钢筋混凝土结构耐火 中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)O8(a)--O069--02 近年来,社会经济的高速增长推动了 城市建设快速发展,建筑物呈现高层化,功 能复杂化的发展趋势,建筑火灾发生的频 率不断增加,规模不断扩大.建筑物中,钢 筋混凝土结构的建筑物占的比例最高.相 比其他结构形式的建筑物,钢筋混凝土结 构的建筑物耐高温性能好,在火灾作用下, 结构稳定性高.但是,火灾的高温仍对钢筋 凝土结构的承载能力产生较大影响,火灾 的高温作用会导致结构受到破坏,甚至建 筑物倒塌_l1.2003年衡阳"11.3"火灾足以说 明问题.笔者就钢筋混凝土结构的耐火性 能和火灾对钢筋混凝土结构的危害谈点初 浅的分析,供参考.
1钢筋混凝土结构在火灾中所处环境的 分析 钢筋混凝土结构在火灾中所处的环境 即火灾在发生,发展,结束的全过程是如 何影响钢筋混凝土结构的,范围如何,温 度如何等.建筑火灾可简单分为初起阶 段,发展阶段,下降阶段.在初起阶段,火 灾属于局部燃烧,火灾环境温度一般较 低.在火灾的发展阶段,燃烧范围由起火 区域向邻近区域蔓延,直至整栋建筑I2】.在此阶段,钢筋混凝土构件受到火焰的直接 灼烧和高温烟气的热作用,环境最高温度 可达1000℃～l200℃[31.在火灾的下降阶段,环境温度不断降低,钢筋混凝土结构 构件由于温度的变化产生较大的内部应力,依然受到火灾的影响. 2钢筋混凝土结构在火灾中的行为分析 研究钢筋混凝土结构的耐火性能,重 点是研究钢筋混凝土结构的整体和各个 构件在火灾高温的作用下产生怎样的物 理变化和化学变化,结构受力和形变如 何,承载性能如何改变.因混凝土的热惰 性性质,火灾高温下,钢筋混凝土结构整 体体现热惰性,即钢筋混凝土结构在高 温环境中,其内部各个部分的温度由于 受热传导速度的影响而各不相同,温度 的高低与其处在火灾环境中的时间,受 到火灾高温的形式和本身构件的形式等 因素有关….
配制高性能钢管微膨胀混凝土应注意的几个问题 来源：中国论文下载中心[ 06-03-19 17:42:00 ] 作者：郑守疆编辑：studa9ngns 摘要：本文介绍了钢管拱桥钢管微膨胀混凝土在设计过程中应注意的几个关键因素，提供了一些控制指标，对同类桥梁施工具有一定的借鉴与参考价值。 关键词：配制钢管微膨胀混凝土关键因素 最近几年，我国在钢管拱桥应用技术方面发展很快，在许多大跨度的桥梁设计中都采用钢管拱桥施工技术。该桥型是目前国内风行的一种新型结构，其桥梁结构形态优美，工艺复杂，跨度大，既省材料又省时间，且在施工期间不影响下部正常的通行，发展前景十分广阔。该桥梁在设计中为了充分发挥钢管套箍作用，内灌注高性能微膨胀混凝土，以提高钢管的承载能力，提高构件的稳定性。在钢管中灌注的一般是C40～C50的高性能微膨胀混凝土。该混凝土施工要求早期强度高，高流态，缓凝，自密实及可泵性非常好，最为关键性问题是，该钢管混凝土为微应力混凝土。因三向应力混凝土的主要特性是强度高，变形性好，在外荷载作用下，由于钢管约束其内部核心混凝土的横向变形，使在三向应力作用下的核心混凝土的强度比普通浇注的混凝土提高了2～3倍。普通混凝土受压的压缩应变≥0.002时，出现纵向裂缝而破坏。三向应力作用下的混凝土可看作弹塑性材料，当压缩应变达0.002时，不但仍有承载能力，而且表面不发生裂缝，它是一种很好的抗震材料。所以设置微应力，可提高构件的承载力及改变普通灌注法造成混凝土和钢管间有间隙的现象。在设计中确定微膨胀率和如何设计该种配合比是关键因素。钢管内部混凝土质量对工程结构安全影响很大，稍有不慎，就会出现质量事故，造成泵送困难，内有空气，不饱满，混凝土和钢管间有收缩空隙及承重能力下降等现象。作者成功地主持了本单位两座钢管拱桥钢管微膨胀高性能混凝土的设计工作，根据已成功的经验对配制过程中需注意的事项进行分析说明。 1材料 1.1水泥 水泥是混凝土中的胶凝材料，可为混凝土提供活性。混凝土中的水泥用量过多会产生不良后果：如水化热过大，混凝土收缩过大产生裂缝及空隙。因此，设计高性能微膨胀混凝土的水泥用量不宜过大，选择水泥时应选择525R早强型水泥为主体。该种混凝土在施工时，一般都要求高早强、缓凝及掺加外加剂、外掺料。所以，设计中对水泥的品种、细度、化学组成含量以及矿物组成，都有比较高的要求。水泥矿物组成中C3A和C3S对水化速度和强度发挥起决定作用。C3S与水反应快，凝结硬化也快，早、后期强度都高。因此，控制C3S 在40％～50％为宜；C2S与水反应慢，硬化也慢，早强低，但后期强度高，产生水化热低，C2S和C3S占水泥成分的70％～74％；C3A与水反非常快，水化热也高，但强度不高，所控制C3A在5%～9％；当减水剂加到水泥—水系统中，首先被吸附C3A，C3A含量高，吸附的就多，使C3S和C2S吸附的就少。因此，C3A含量高的，减水效果就差。而水泥中碱含量过高，使水泥凝结时间缩短，早强及流动性降低。水泥细度大，有利于减水剂增强效果。所以配制高性能微膨胀混凝土选择水泥时，应全面考虑，稍有不慎，会造成性能降低，膨胀值过大或过小，造成混凝土收缩，钢管内不饱满。 1.2细骨料 配制高性能微膨胀混凝土要求使用干净的河砂。使用时，必须考虑到砂中的云母含量、硫化物含量、含泥量和压碎指标值，该四种指标对混凝土强度和对钢筋的腐蚀性影响都非常
高强轻质混凝土；配合比 一、前言 现代混凝土作为人造建筑材料已有170多年的历史。在生产实践过程中，随着技术水平的提高，为了解决普通混凝土质量大的缺点，人们逐渐开发出了混凝土的新品种一一轻质混凝土。1913年美国首先用回旋窑烧制了页岩陶粒，为轻质混凝土的发展迈出了可喜的第一步。由于轻质混凝土是一种比强度高，保温耐火，抗震性能好，无碱集料反应等新型混凝土，可广泛应用在各种工业与民用建筑等构筑物上，具有很好的技术经济价值，所以自上世纪60年代以来在世界各国获得了长足的发展和应用，成为建筑材料工业中发展最快的轻质高强的新型建筑材料之一。 在轻质混凝土的发展初期，由于其强度较低且人们对其力学性质研究较少，使其应用的范围有所局限。随着研究的深入、高强轻集料即高强陶粒的问世。人们利用高强陶粒配制出了密度等级为1600～1900，强度等级在LC30以上的，广泛用于结构的高强轻集料混凝土。它以优良的力学性能和潜在的好处，在世界各国，特别是在北欧等国被广泛地应用于高层、超高层建筑结构，大跨度桥梁和城市立交桥及海洋工程中。而在我国，由于对轻质高强混凝土的研究还不十分系统，其用于承重结构的还不多。 二、HSLC基本概念及优势 1. 高强轻质混凝土的定义 高强轻质混凝土（High-Strength Light Weight Concrete，以下简称HSLC）是指利用高强轻粗集料（在我国通常称它为高强陶粒）、普通砂、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3，强度等级为LC30以上的结构用轻质混凝土。从HSLC的定义我们可以看出，它除了和普通混凝土一样牵涉到粗、细集料、水泥和水以外，所不同的是还涉及到表观密度（原称容重）的最大限值和最小的强度等级限值。 2. HSLC在公路桥梁中的优势 随着科学技术的发展，桥梁逐渐向大跨度发展，这也使混凝土自重大的缺点更加突出，限制了桥梁跨度的进一步提高。HSLC以其高强、轻质的特点，显然能够克服普通混凝土无法克服的自重过大的缺陷，实现桥梁跨度的进一步提高。因此，在桥梁结构向大跨、重载、轻质、耐久方向发展的今天，HSLC当是今后桥梁建设上主要使用的材料之一。HSLC在桥梁工程中的优势主要体现在以下几个方面： （1）减轻梁体自重，增大桥梁的跨越能力； （2）减低梁高； （3）提高桥梁的耐久性，延长桥梁的使用寿命； （4）抗震能力好； （5）降低工程造价。 三、HSLC配合比设计 HSLC配合比设计的任务在于确定能获得预期性能而又最经济的混凝土各组成材料的用量，它和普通混凝土配合比设计的目的是相同的，即在保证结构安全使用的前提下，力求达到便于施工和经济节约的要求。由于HSLC所使用高强陶粒的特性，它还不能像普通混凝土那样，用一个较公认的强度公式作为混凝土配合比设计的基础。虽然，国内外都有不少研究者提出了各种各样的强度公式，但都存在很大局限性，离实际应用还有很大差距。所以，现阶段，主要还是通过参数的选择和简单经验公式的计算，最终经过试验的方法来确定各组分材料的用量。
高强混凝土应用与研究进展 前言 高强混凝土在我国房屋建筑中的使用比例仍处于非常低的水平。推广应用高强混凝土有利于提高我国混凝土质量的总体水平。通过分析高强混凝土工作学性能、强度与国内外对高强混凝土的应用，了解它的优点和意义。并且从施工技术、结构、经济效益等方面分析高强混凝土存在的问题，指出需进一步深入研究的方向。为高强混凝土这种土木工程材料的科研与工程应用提供了参考意见。 1．高强混凝土的定义 1930年前后，就已经出现了抗压强度为100Mpa以上的高强混凝土。在1966年第五次预应力混凝土国际联盟大会上，阐述了高强混凝土技术的现状，并提出用强度为100Mpa的预应力混凝土结构，有可能比钢结构还要轻。这个报告影响很大，从此高强混凝土的关心就多起来了。 高强混凝土（High Strength Concrete 简称HSC）对于划分高强混凝土的范围，国内外没有一个确定的标准。在国外，规范强度（Mpa）： 美国混凝土协会≥41 欧洲混凝土委员会 50～100 挪威 44～94 芬兰 60～100 日本 50～80 德国 65～115 荷兰 65～105 瑞典 60～80 法国 50～80 随着混凝土技术的提高，现在很多学者认为强度等级不低于C60的混凝土即
为高强混凝土。由于这类混凝土有别于C60以下的普通混凝土，其原材料选择和施工质量控制更为严格，而且受压破坏表现出更大脆性，因而在结构计算和构造方法上与普通混凝土也有所差别。通常还将强度大于C80的混凝土称为超高强混凝土。 从我国现今的结构设计和施工技术水平出发，也考虑到混凝土材料性的变化，一般把强度等级为C50~C80的混凝土称为高强混凝土。【2】这标准与美国混凝土学会（ACI）在1984年提出的高强混凝土定义不相上下。它是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、F矿粉、矿渣、硅粉等混合料，经常规工艺生产而获得高强的混凝土。 2．高强混凝土的特点 利用高强混凝土的高强、早强及高变形模量的特可以大幅度缩减底层墙柱的截面尺寸并增大建筑使用面积[3],可以扩大柱网间距并改善建筑使用功能,可以加快模板周转并缩短施工工期,可以增加结构刚度、减少高层房屋的压缩量与水平位移，采用高强混凝土之后 ,由于墙柱截面缩小,在保证构件配筋率提高的前提下仍有可能节约钢材,此外还减轻了结构自重和作用于地基的荷载。高强混凝土在受弯构件中也能发挥作用,可以增加梁跨和减薄楼板厚度,并为房屋建筑采用更大跨度的预应力板以及在预应力梁中应用更高强度的钢索提供了可能。高强混凝土有优异的抗渗性能,在遭受侵蚀物质作用的工业厂房、储罐、城市汽车库、海滨设施等建筑工程中也有广泛用途。 如以 C60~ C80 的混凝土取代 C30~ C40的混凝土, 生产钢筋混凝土构件, 可以大大减少混凝土及钢筋用量。经计算表明,高层框架的普通钢筋混凝土柱, 底层体积配筋率高达6%,如果用 C60 的混凝土替代 C30 的混凝土, 每 m3混凝土减少钢筋用量 24kg[4]。由此可见, 使用高强混凝土不但节省了材料, 还大大减轻了结构物自重, 同时对混凝土建筑物的设计与施工将会产生重要的影响。这就充分表明高强混凝土的研究,有其重大的技术经济意义。 但混凝土强度越高，脆性愈显著。在用于钢筋混凝土抗震柱时必须慎用。高强混凝土几乎不透水，当发生火灾时，材料内部的结合水在高温下转变为高压蒸
钢筋和混凝土的力学性能 问答题参考答案 1．软钢和硬钢的区别是什么？应力一应变曲线有什么不同？设计时分别采用什么值作为依据？ 答：有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。 软钢的应力应变曲线如图2-1所示，曲线可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。 有明显流幅的钢筋有两个强度指标：一是屈服强度，这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据，因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形，这将使构件变形和裂缝宽度大大增 f作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是加以致无法使用，所以在设计中采用屈服强度 y f，一般用作钢筋的实际破坏强度。 钢筋极限强度 u 图2-1 软钢应力应变曲线 硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前，应力应变按直线变化，钢筋具有明显的弹性性质，超过比例极限点以后，钢筋表现出越来越明显的塑性性质，但应力应变均持续增长，应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后，同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段，至钢筋被拉断。 设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据，一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝，条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋，则为0.9倍。为了简化运算，《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb，其中σb为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。
图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 2． 我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？ 答：目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。根据轧制和加工工艺，钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。 HPB235（Q235，符号Φ，Ⅰ级）、热轧带肋钢筋HRB335（20MnSi ，符号，Ⅱ级）、热轧带肋钢筋HRB400（20MnSiV 、20MnSiNb 、20MnTi ，符号，Ⅲ级）、余热处理钢筋RRB400（K 20MnSi ，符号，Ⅲ级）。热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。 3． 钢筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪几种？简述冷拉方法？ 答：钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度，以节约钢材。除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶，冷加工钢筋的设计强度提高，而延性大幅度下降。 冷加工方法有冷拨、冷拉、冷轧、冷扭。 冷拉钢筋由热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成，冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度。钢筋经冷拉后，屈服强度提高，但塑性降低，这种现象称为冷拉强化。冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高，这种现象称为时效硬化。时效硬化和温度有很大关系，温度过高（450℃以上）强度反而有所降低而塑性性能却有所增加，温度超过700℃，钢材会恢复到冷拉前的力学性能，不会发生时效硬化。为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化，要先焊好后再进行冷拉。钢筋经过冷拉和时效硬化以后，能提高屈服强度、节约钢材，但冷拉后钢筋的塑性（伸长率）有所降低。为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性，冷拉时应同时控制应力和控制应变。 4． 什么是钢筋的均匀伸长率？均匀伸长率反映了钢筋的什么性质？ 答：均匀伸长率δgt 为非颈缩断口区域标距的残余应变与恢复的弹性应变组成。 s b gt E l l l 000'σδ+-= 0l ——不包含颈缩区拉伸前的测量标距；'l ——拉伸断裂后不包含颈缩区的测量标距；0b σ——实测钢筋拉断强度；s E ——钢筋弹性模量。 均匀伸长率δgt 比延伸率更真实反映了钢筋在拉断前的平均（非局部区域）伸长率，客观反映钢筋的变形能力，是比较科学的指标。 5． 什么是钢筋的包兴格效应？ 答：钢筋混凝土结构或构件在反复荷载作用下，钢筋的力学性能与单向受拉或受压时的力学性能不同。1887年德国人包兴格对钢材进行拉压试验时发现的，所以将这种当受拉（或受压）超过弹性极限而产生塑性变形后，其反向受压（或受拉）的弹性极限将显著降低的软化现象，称为包兴格效应。 6． 在钢筋混凝土结构中，宜采用哪些钢筋？ 答：钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定采用：（1）普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；（2）预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。 7． 试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求。 答：（1）对钢筋强度方面的要求 普通钢筋是钢筋混凝土结构中和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋，主要是
超高强混凝土的研究进展3 李 悦 (北京工业大学建工学院,北京100022) 摘 要: 随着建筑技术的发展,强度等级超过100M Pa 的超高强混凝土已经研制成功并在工程中应用。介绍了活 性粉末混凝土、无纤维增强混凝土及纤维增强混凝土等三类超高强混凝土的性能特点及其研究现状,并且讨论了今后超高强混凝土的发展方向。 关键词: 超高强混凝土; 研究进展; 纤维 The Research Progresses of Super H igh Strength Concrete L I Y ue (T he co llege of arch itectu re and civil engineering ,Beijing U n iversity of T echno logy ,Beijing 100022,Ch ina ) Abstract : W ith the developm en t of bu ilding techno logy ,the super h igh strength concrete w ith the strength degree over 100M Pa already w as developed successfu lly and app lied in field .T h is paper in troduces the p roperties and research p rogresses of th ree k inds of super h igh strength concrete ,w h ich are reactive pow der concrete ,fiber reinfo rce concrete and non -fiber reinfo rced concrete .Fu rthermo re ,the develop ing trend of super h igh strength concrete w as also discu ssed . Key words : super h igh strength concrete ; research p rogresses ; fiber 混凝土材料是一种应用广泛的工程材料,其强度等级是反映混凝土研究水平的一个重要标志。一般认为强度等级达到或超过C 60的为高强混凝土,但对超高强混凝土并没有明确的定义,文中认为强度等级超过C 100的为超高强混凝土。在我国,C 100以上的超高强混凝土已经在重要工程中开始使用,国外已经在实验室中配制出了抗压强度超过800M Pa 的超高强混凝土,并正在研制1000M Pa 的极高强混凝土。但是,随着混凝土强度等级的不断提高,随之而来也暴露出一些问题,其中最突出的问题是高强混凝土的脆性大,并且混凝土强度越高,材料的脆性就越大,超高强混凝土甚至会出现爆裂破坏现象。为了克服此缺点,一个有效的途径是掺加纤维的方式来改善其延性。综述了超高强混凝土国内外研究现状,为该类材料的研究和应用提供指导。 1 活性粉末混凝土 活性粉末混凝土(R eactive Pow der Concrete ,缩写为R PC )是一种超高强、低脆性,且具有高耐久性的新型水泥基复合材料。R PC 实现高强化的基本原理是:通过提高材料组分的细度与活性,减少材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝),获得超高强度与高耐久性。根据这个原理,R PC 所采用的原材料平均颗粒尺寸在0.1～1.0mm 之间,目的是尽量减小混凝土中的孔间距,从而提高拌合物的密实度。最早的R PC 由法国最大的营造公司Bouygues 公司在1993 年率先研制成功。它由级配良好的细砂、水泥、石英粉、硅灰及高效减水剂等组成,同时,为了进一步提高材料的延性,掺入了直径约0.15～0.20mm 、长度为3～12mm 的微钢纤维。它有2个强度等级:一是经高温高压处理后强度达800M Pa 的R PC 800;二是
解决方案编号：LX-FS-A91089 建筑结构耐火性能分析标准范本 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
建筑结构耐火性能分析标准范本 使用说明：本解决方案资料适用于日常工作环境中对未来要做的重要工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 本节介绍了主要的建筑结构形式以及各种建筑结构耐火性能的特点、影响建筑结构耐火性能的主要因素、火灾下建筑结构及构件极限状态的定义、建筑结构耐火时间计算模型的选取方法及计算步骤、钢结构和混凝土结构的耐火时间计算方法、整体结构耐火时间计算的方法和步骤等。 一、影响建筑结构耐火性能的因素 （一）结构类型 1.钢结构 钢结构是由钢材制作结构，包括钢框架结构、钢网架结构和钢网壳结构、大跨交叉梁系结构。钢结构
建筑施工中高强混凝土的应用探究 发表时间：2018-12-17T10:21:21.583Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第23期作者：赵磊 [导读] 本文在分析高强度高性能混凝土概念的基础上，对高强度混凝土的原材料、配合比设计原则、技术问题以及具体的施工控制方法进行了分析。旨在为高强度混凝土在建筑施工中的应用提供理论参考。 赵磊 23020319850110XXXX 摘要：本文在分析高强度高性能混凝土概念的基础上，对高强度混凝土的原材料、配合比设计原则、技术问题以及具体的施工控制方法进行了分析。旨在为高强度混凝土在建筑施工中的应用提供理论参考。 关键词：高强度混凝土配合比设计集料外加剂 1 特点 高强混凝土是具有富配合比，低水灰比特点，而且高效减少剂，是配制高强混凝土必不可少的组成部分。由于高强混凝土的坍落度损失快，要求在施工中从搅拌运输到浇筑各环节要紧扣，在短时间内完成。高强混凝土拌合物特点是粘性大，骨料不易离析，泌水量少。 2 适用范围 高层建筑、大跨度建筑、构造物以及高效预应力混凝土等。 3 工艺原理 高强混凝土是通过掺加高效减水剂、活性掺合料，选用优质材料、合理的配比和搅拌系统的计量精度、严格控制水灰比的用水量，外加剂量以及浇筑成型，养护等各个环节，达到高强的目的。 4 原材料： 4.1 水泥：应不低于525#的硅酸盐水泥。其质量必须符合GBJ175-85《硅酸盐水泥，普通水泥》规定。水泥进场后，必须进行复验，合格方可使用。 4.2 细骨料：中砂、细度模量2.65-3.0容量1420kg/m3左右。符合11区级配要求，其品质符合IGJ52-79《普通混凝土用砂、质量标准及检验方法》规定含泥量不得超过2%。 4.3 粗骨料：花岗岩碎石、石灰岩碎石，规格为0.5-2cm，最大不超过3.2cm，质地坚硬，外形接近正方形，针片颗粒状不超过5%，压碎指标9-12%，强度比与所配混凝土强度高20-50%，连续级配，含砂量不大于1%，各项技术指标符合JGJ53-79《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定。 4.4 F矿粉增强剂质量应符合以下要求：F矿粉增强剂质量不得低于6%；可溶性硅、铝含量分别不低于8-10%与6-8%；细度控制0.08方孔筛的筛余量为1-3%。F矿粉技术特点：用内渗10%地矿粉的高强混凝土强度与对比纯水泥强度基本相同，但每立方米混凝土可节省水泥40-50kg左右。改善了工艺性能，保水性好，一小时内无泌水现象。坍落度增大，满足泵送混凝土施工要求。价格低，仅为水泥价的1/2-2/3。高效减水剂：质量应符合GB8076-87《混凝土外加剂质量标准》的规定。 4.5 高效减水剂：质量应符合GB8076-87《混凝土外加剂质量标准》的规定。 4.6 水：自来水。 5 配合比 高强混凝土的配合比必须满足混的强度，耐久性要求以及施工工艺要求的和易性，可泵性，凝结时间、控制坍落度损失等。通过试配确定，并应通过现坍试验合格后，才能正式使用。 5.1 试配强度。高强混凝土配制强度，根据GBJ107-87（混凝土强度检验评定标准）和《高强混凝土结构施工规程建议》（初稿）的规定，并考虑现场实施条件的差异和变化确定配合比，试配强度定为所需强度等级乘系数1.15。mfcu≥mfcuk+1.64580；其中mfcu-混凝土试配强度；mfcuk-混凝土强度等级；1.645-为保证率95%系数。80-根据情况取5N/mm2。 5.2 高强混凝土的水灰比控制在0.28-0.32范围内，不大于0.32，并随强度等级提高而降低，对C60及其以上的混凝土，水灰比应不大于0.28，拌料的和易性宜通过外加高效减水剂和外加混合料进行调整，在满足和易性的前提下尽量减少用水量，为改善工作度，如用NF高效减水剂时，用量以不超过水泥量的1.5-2%。 5.3 水泥用量宜用450-500kg/m3，对60Mpa及其以上的混凝土也不宜超过550kg/m3应通过外加矿物掺合料来控制和降低水泥量，尤其是外加硅粉可以较大幅度地减少水泥用量。高强混凝土必须采用优质水泥，其标号以525#以上。 5.4 砂率一般控制在26-32%，泵送时砂率应在32-36%范围内。 5.5 掺F矿粉混凝土配合比计算宜采用绝对体积法或假定容重法，先计算出不掺F矿粉的基准混凝土配合比，再用F矿粉置换基准混凝土配合比中水泥用量的10%左右代替水泥。 5.6 入模坍落度范围根据运输时间混凝土浇筑技术措施确定。其大小应通过高效减水剂掺量调整，坍落度的损失，通过掺载体流化剂或NF高效减水剂控制坍落度损失。 6 施工工艺 6.1 高强混凝土拌制：投料顺序及搅拌工艺；严格控制施工配合比，原材料按重量计，要设置灵活，准确的磅砰，坚持车车过秤。定量允许偏差不应超过下列规定：水泥±2%；粗细骨料±3%；水、掺合料，高效减水剂±1%；高强混凝土搅拌时，应准确控制用水量，应仔细测定砂石中的含水量并从用水量中扣除，配料时采用自动称量装置和砂子含水量自动检测仪器，自动调整搅拌用水。不得随意加水；高效减水剂可用粉剂，也可制成溶液加入，并在实际加水时扣除溶液用水。搅拌时宜用滞水工艺最后一次加入减水剂；保证拌合均匀，制配高强混凝土要确保拌合均匀，它直接影响着混凝土的强度和质量要采用强制式搅拌机拌和，特别注意确保搅拌时间充分，不少于60秒。 6.2 高强混凝土运输与浇筑：快速施工。由于高强混凝土坍落度损失快，必须在尽可能短的时间内施工完毕，这就要求在施工过程中精心指挥有严密的施工组织，从搅拌、运输、浇筑几个工序之间要协调作业，各个环节要紧扣，保证一小时内完成；密实性对混凝土的强度至关重要。在施工过程中为保证混凝土的密实性，要采用高频震捣器，根据结构断面尺寸分层浇筑，分层震捣。浇筑混凝土卸料时，自
四、组合框架一剪力墙体系 4.1钢管混凝土框架结构抗震性能分析 钢管混凝土柱是在钢管中填充混凝土后形成的一种受力构件，这种构件是在劲性钢筋混凝土、螺旋配筋混凝土以及钢结构的基础上演变和发展起来的框架的承载能力、变形特征、耗能能力进行了分析，并与钢筋混凝土框架结构进行对比，以期使钢管混凝土框架结构在工程实践中得到较为广泛的应用一种新型结构构件。钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，即钢管对其核心混凝土的约束作用和核心混凝土增强管壁的稳定作用，使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善。同时，避免或延缓了钢管发生局部屈曲，从而可以保证两种材料性能的充分发挥。另外，在钢管混凝土的施工过程中，钢管还可以作为浇筑其核心混凝土的模板，与钢筋混凝土相比，可节省模板费用，加快施工速度。到目前为止，对钢管混凝土的研究大都局限于对构件的受力性能研究，而对钢管混框架的承载能力、变形特征、耗能能力进行了分析，并与钢筋混凝土框架结构进行对比，以期使钢管混凝土框架结构在工程实践中得到较为广泛的应用。 闫洋、王震霞从结构整体工作性能的角度出发，在试验的基础上对单层钢管混凝土框架模型进行了低周往复加载试验，通过对试验结果和破坏形态的分析得出钢管混凝土框架的骨架曲线，并对变形和耗能进行了理论分析，理论和试验结果基本上是吻合的。
图一 其试验的两榀框架( 图 1) 均为弯曲型破坏。试件的破坏过程为：加载一侧的框架柱脚外边缘纤维首先达到屈服，然后在柱根内外侧及梁端的上下边缘几乎同时出现屈服点，此时框架已达到整体屈服，但整个框架并未出现普通钢筋混凝土框架易产生的刚度退化现象，试件承载力随着变形的增加而继续增加。 从加载开始至试件破坏有明显的特点：钢管混凝土框架达到整体屈服后，承载能力还可以进一步提高，表明在结构屈服后截面应力及结构内力发生重新分布，结构仍有承载能力。结构的破坏以梁的破坏为标志，虽然柱脚个别点的材料屈服早于梁的屈框架结构的钢管柱。但在这些点出现之后，结构的变形仍为小变形。 通过分析计算得出当钢管混凝土框架结构与钢筋混凝土框架结构当柱的直径相等、长细比相同时，钢管混凝土框架结构的各控制位移值大于钢筋混凝土框架结构的对应位移; 钢管混凝土结构的位移延性系数和弹性抗侧刚度均比钢筋 混凝土结构的大。由此可得出，钢管混凝土框架结构的抗震能力与抗震性能明显优于钢筋混凝土框架结构。 ( 1) 试验得出的钢管混凝土 p- s 滞回曲线均较饱满，这充分说明钢管混凝土框架结构有很好的耗能能力。在破坏阶段，虽然钢梁出现屈服甚至屈曲，但由于钢管混凝土柱有较强的抗侧刚度和良好变形。 ( 2)整个结构的 p- $曲线无下降段，具有较强构的屈服荷载大于钢筋混凝土结构的屈荷载。说明钢管混凝土框架结构较钢筋混凝土框架结构的抗震性能好、抗震能力强。
高强混凝土强度的影响因素研究 【摘要】高强混凝土强度的影响因素是多方面的,通过着这些影响因素的分析,能够更好的了解到在现代化混凝土工艺中存在的问题和弊端,从而找到提升高强混凝土强度的方法。在具体的操作过程中,应该结合实际情况以及科学的进行工艺上的改变,从而更好的提升高强混凝土的强度。 【关键词】高强混凝土强度影响因素 高强混凝土是具有高强抗压能力、密度大以及孔隙率低等特点的现代化新型建筑材料,被大量的运用于大型桥梁建筑以及高层建筑中。高强混凝土具有的强大抗压能力,能够提高建筑的安全性,提高其经济效益。由于普通的混凝土的使用寿命较短,使用环境也较为复杂,混凝土的耐久性越强,现代化混凝土的工作效率也越高。而对影响高强混凝土强度的因素进行研究,能够不断提高其性能,发挥材料的优势,提升建筑的水平。 1 高强混凝土强度的影响因素分析 高强混凝土的制成和运用涉及到了一系列工艺,对其中的关键步骤和材料运用进行分析,能够找到高强混凝土的重要影响因素,从而不断改进高强混凝土的强度,提高其运用范围。 1.1 水泥等级 水泥等级对水泥强度的影响是成正比的,在保证矿渣掺量p1.3 掺合料品种 不同品种的掺合料会影响到高强混凝土的强度。按照一定的比例,对矿渣、硅粉以及粉煤灰进行掺合,并且在保证砂率以及水胶比相同的前提下,所得到的高强混凝土的流动性以及抗压强度都是不同的。相对来说,硅粉和矿渣的组合能够带来更高的强度。 1.4 水胶比 水胶比不同会直接影响到拌和物的流动性,最终造成高强混凝土的强度不同。传统的普通混凝土在水化过程中的用水量很大,多余的水分会在水泥硬化以后蒸发,在水泥板区域内形成大量的孔隙,以及水分蒸发过程中形成的微管等缝隙,这些都会严重影响到混凝土的最终性能。在高强混凝土中掺入高效的减水剂,从而降低水胶比,获得更高的强度。 1.5 砂率 砂率的不同也会影响到混凝土的强度。在胶凝材料相同的情况下,运用不同的砂率来进行混凝土制成,会得到不同的流动性和抗压强度。砂率的大小对混凝
蒸压加气混凝土基本性能及耐火极限 2009-08-07 11:26 1.基本力学性能 蒸压加气混凝土基本性能 表1 表 1为现行国家标准中蒸压加气混凝土砌块的基本性能要求。由表1可看出，加气混凝土密度越低，强度越低，导热系数越小，保温隔热性能越好。B03级加气混凝 土尽管具有较低的导热系数，但其抗压强度只有1.0MPa ，特别是冻后强度只有0.8MPa ，不适合做墙体保温材料。B04级以上可以用作单一墙体外保温 材料。 2. 加气混凝土与其他墙体材料导热性能比较 蒸压加气混凝土砌块与几种墙体材料导热系数比较见表2。 加气混凝土砌块与几种墙体材料导热系数比较 表2 由表2可以看出，加气混凝土在目前我国主要的外墙材料中导热系数最低，密度 最轻。 3.加气混凝土墙体传热系数 （1） B04加气混凝土砌块应用于外墙 表3
（2） B05加气混凝土砌块应用于外墙表4 （3） B06加气混凝土砌块应用于外墙表5 由表3、表4、表5可以看出，加气混凝土墙体传热系数随墙体厚度的增加而显著降低。按照北京地区65％节能标准对墙体传热系数限值0.60的要求，B04用于
外墙保温时，加气混凝土厚度240mm内外抹灰厚度300mm，内外抹灰厚度各15mm 墙体，总厚度330mm；B06级加气混凝土厚度350mm，内外抹灰厚度各15mm，墙体总厚度380mm，即可满足65％墙体节能要求，不需要增加其他绝缘材料或空气隔离层。同时由于加气混凝土具有良好的热惰性指标，有利于保持室内空气温度的稳定，提高居室的舒适性。 4.加气混凝土耐火性能 加气混凝土耐火性能表6 由表6可以看出，各种工艺生产的加气混凝土产品具有良好的耐火性。加气混凝土墙壁一面暴露在10000C的明焰达150min后，另一面的温度也只有850C。由于其生产原料完全是不可燃的无机材料，当其接触到大于16000C的火焰趋于熔化时，也不产生任何烟气或有毒、有害气体。 5.蒸压加气混凝土隔声性能 加气混凝土隔声性能表7
一、前言 1824年，波特兰水泥发明，到目前混凝土材料已有近200年的历史，且混凝土也有了很大的发展，由普通混凝土向高性能混凝土发展。自20世纪以来，混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构首选材料，混凝土作为土木工程中最大宗的人造材料，其用量巨大。进入21世纪以来，随着科学技术的快速发展，一种种新型混凝土不断出现。作为最主要的建筑结构材料，混凝土本身必须具有高强度、高工作性、高耐久性等性能，因此高性能混凝土是现代混凝土技术发展的必然结果，是混凝土的发展方向。 我国自从 1979年在湘桂铁路红水河斜拉桥的预应力箱梁中首次采用泵送 C60 混凝土以来，现代高性能混凝土在我国的应用已走过了30余年。现在，像北京、广州、上海、深圳等大城市已供应C80级别的预拌混凝土，C50～C60级高性能混凝土已在许多建筑和桥梁中得到应用，近年建成的大型桥梁的混凝土主体构件如主梁、刚架或索塔等，多数都采用了高性能混凝土。 二、高性能混凝土的概念 《高性能混凝土应用技术规程》（CECS207-2006）对高性能混凝土定义为：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）规定强度等级不低于C60级别的混凝土称为高强混凝土。它采用高性能的外加剂,如高效减水剂或者高性能引气剂、其它特种外加剂和掺入足够的超细活性混合材料，如:超细磨粉煤灰、磨细矿粉、优质粉煤灰等达到低水胶比，并具有耐久性、体积稳定性和经济合理性等性能的新型混凝土。高性能混凝土以耐久性作为主要设计指标，针对不同用途要求，对耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等性能予以保证。 三、高性能混凝土的特性 (1) 高强度。由于高性能混凝土的强度高、弹模高，可以利用这一特性大幅度的减少高层和超高建筑物纵向受力结构的截面尺寸，扩大建筑使用面积，
钢管柱混凝土施工方案 一、工程概况 本工程钢管混凝土柱有D600、700、800、900、1000mm五种截面，共计474根。钢管柱埋件位于桩顶标高处，固定难度大。钢管柱安装受预应力筋安装等交叉作业的影响较大。单节钢管柱约8t，塔吊选型和布置需同时考虑混凝土结构和钢管柱吊装施工；钢管混凝土柱自密实混凝土施工方案的选择和质量保障直接影响结构使用安全。 二、钢管混凝土施工方法选择 本工程钢管柱管径均大于350mm以下，分节吊装和分段浇筑，每节长度大于4m以上，根据本工程的平面布置和施工现场条件的限制，为了不影响主体结构和钢结构施工，部分钢管柱汽车泵无法辐射到部分，只能利于夜间塔吊空闲时间，采用塔吊将混凝土送入钢管柱内；另本工程设计有变截面钢管柱、钢管斜柱、V形钢管柱，且节点处有水平加劲肋，给施工带了一定的难度，须混凝土自钢管柱上口灌入，一次浇灌高度不大于2m，采用人工和振捣器械对混凝土实施振捣，已达到密室效果，所以选用高抛自密实法+人工浇捣的方法浇筑本工程钢管柱内的混凝土。 三、钢管柱自密实混凝土施工 1 钢管混凝土柱竖向分节及施工机械选择 本工程钢管混凝土泵送高度为-12.03m~35.432m，根据工程设计特点和施工部署，采取分节进行浇筑，其分节见表3.1-1。 2 混凝土配合比设计与配制 本工程钢管柱混凝土设计强度等级为C40，根据本工程特点和选用泵送顶升浇筑法施工，须采用自密实微膨胀混凝土。依据中国土木工程学会标准《自密实混凝土设计与施工指南》CCES 02-2004，对自密实混凝土的组成材料要求，工作性能评价指标及试验方法，配合比设计与配制，按如下要求配制：1）自密实混凝土的组成材料要求 (1)水泥：采用42.5普通硅酸盐水泥，其质量符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175-2007的要求。
南昌大学研究生2015～2016学年第二学期期末 读书报告 课程名称：混凝结构理论与应用专业：建筑与土木工程 学生姓名：李海学号：4160146150 学院：建筑工程学院得分： 任课教师：熊进刚时间：2016年6月
钢管混凝土结构抗震性能研究 摘要: 介绍了钢管混凝土组合结构的特点，综述了国内外钢管混凝土结构的抗震性能的研究现状; 分析了其存在的问题和实用价值，展望了钢管混凝土结构发展趋势和应用前景; 指出了进一步研究的方向。 关键词: 组合结构; 钢管混凝土结构; 抗震性能; 工程应用 Abstract:This paper presents the characteristics of steel concrete composite structures, review the status of research on seismic behavior of domestic and foreign steel concrete structure; analyzes the problems and practical value, the prospect of the development trend of steel and concrete structures prospects; points out further research direction. Keywords:composite structure; steel concrete structure; seismic performance; engineering applications 钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件，按截面形式不同，可分为圆钢管混凝土，方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土、螺旋配筋混凝土和钢管结构的基础上演变和发展起来的，利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，即钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态之下，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改
浅谈C100高强混凝土的配置研究 摘要：高强混凝土是采用普通混凝土的施工工艺、材料，另掺高效复合外加剂和活性掺合料配制而成，本文简要介绍了高强混凝土的特点、原材料要求、配合比设计、施工工艺，并给出用南宁本地的材料成功配制出C100高强混凝土的配合比。 关键词：高强混凝土；原材料；配合比；施工工艺 近些年来，随着建筑技术的发展，建筑物趋向高层化、大型化和大跨度发展，因此，高强混凝土也得到广泛的应用。尽管国际上C100级高强混凝土的配制技术比较成熟，国内在试验室也已经成功配制出C100～C150高强混凝土，但迄今为止，还没有一个普遍认可或通用的高强混凝土配比的设计方法。本文根据南宁本地区原材料的供应情况(主要是砂、石、水泥)，以及其他原材料的市场情况，通过试配和优化、反复修改后确定一个较佳的配合比。 1 高强混凝土的特点 1.1 强度高、节省材料 高强混凝土的抗压强度很高，可使钢筋混凝土柱和拱壳等以受压为主的构件的承载力大幅度提高。在受弯构件中，可降低截面的受压区混凝土高度。从而使构件截面减小，降低结构自重，增加有效使用面积，适用于大跨、重载、高耸等工程结构。 1.2 流动性高、早期强度高 高强混凝土在配制过程中使用高效减水剂等，能同时增加混凝土的坍落度和早强的性能，可采用商品混凝土和泵送等机械化施工工艺。由于高强混凝土具有早期强度高的特点，施工中可以早期拆模，缩短拆模时间，加速模板的周转，缩短施工周期，提高施工速度。 1.3 良好的耐久性 由于高强混凝土的低水灰比(水胶比)，与普通混凝土相比有较高的密实性，抗外部侵蚀能力强，能承受恶劣的环境条件，提高结构的使用寿命。但是，高强混凝土受压时表现出较小的塑性和更大的脆性，随着混凝土等级提高，这一特征越明显。因此，在配制高强度混凝土时，不能单纯地追求抗压强度的高指标，而应兼顾混凝土在工程结构上所需要的其他力学性能指标。