推广现浇空心混凝土结构发展节约型混凝土结构(共13页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上推广现浇空心混凝土楼盖，发展节约型混凝土结构（泡沫混凝土在现浇空心侧板中应用的可行性和意义）一、 混凝土结构的发展中的问题 根据我国的国情，森林资缺乏，难以发展木结构；为保护耕地，粘土砖砌体结构也受到限制；钢结构正在推广，但造价、耐久性、防火等问题决定其难以普及；混凝土结构在相当长的时期内还将作为我国建筑结构的主要形式。但是混凝土结构大量消耗资源和能源，建筑业发展带来钢材、水泥及其它资源大量消耗而影响可持续发展的问题日益紧迫，也给我们的建筑市场带来了潜在着的严重隐患。近年来能源价格的暴涨己对我国经济发展和国家安全造成了影响。即使象砂子这样的地方材料也日趋紧张。我国经济发达地区(大城市和沿海地区)砂源日渐枯竭，已出现“不得己采用机制的人造砂替代；沿海某些地区被迫使用海砂搅拌混凝土。无序开发海砂，将引起资源浪费和生态、环境破坏的恶果。我国经济的快速发展是大量消耗资源、能源，以数倍于发达国家的投入和大规模破坏生态环境为代价获得的。如果在发展初期，这些代价是难以避免的话，那么现在应该是猛醒的时候了。我国经济(包括建筑业)的巨大隐患不能轻视，那就是：资源枯竭! 能源耗费! 环境破坏! 难以为继！   二、 发展节约型混凝土结构  面临严峻的形势，我国经济的发展模式必须作出重大调整。由依靠高消耗大投入的粗放型，转变为控制投入和消耗，提高效率的节约型。作为结构工作者，我们不能随意挥霍祖先留下的遗产，不能无限制地透支应留给后代的资源。提高结构材料的利用效率，发展节约型的结构是必然的方向。这不是简单的技术问题，而是顺应我国可持续发展基本国策的重大举措。今后我国混凝土结构的发展应适应形势的变化，采取以下十个方面的节约措施：(1)  提高结构材料的强度和综合性能； (2)  发展高效预应力混凝土结构； (3)  优化结构形式，推广空心结构；(4)  扩大预制构件和叠合结构的工程应用； (5)  采用钢混凝土组合结构，开发利用约束混凝士的潜力；(6)  加强对已有建筑结构的检测、鉴定、改造、利用； (7)  重视混凝土结构的耐久性，提倡使用期的全成本核算；(8)  倡导精心设计，鼓励采用新技术，提高结构设计水平；(9)  提倡精心施工，推广清水混凝土结构和钢筋的专业加工配送，减少材料耗费；(10) 建筑废料及再生混凝土的利用。三、空心楼盖的意义混凝士楼盖是建筑中应用最为广泛的结构形式。不仅混凝土结构，而且在砌体结构、钢结构、组合结构中通常都用作直接承受使用荷载的水平构件。其在混凝土消耗量以及结构自重中，占有很大的比例。采用底部平整圆孔截面或箱型截面的空心楼盖节省了天花吊项，对减少混凝土用量效果明显，而且还减轻结构自重，缓解了地震作用。空心截面还改善了楼盖的保温、隔热、阻声性能。同时由于部分消解了混凝土在凝固过程中的体积收缩及水化热，比实心混凝土楼盖引起温度一收缩裂缝的可能性也减少了。因此，目前在我国推广空心楼盖具有很现实的意义：(1)  现浇混凝土楼板的厚度相对较大，混凝土消耗量大幅度增加，结构自重加大。由此加大了地震作用。(2)  钢筋用量增加，造价上扬。当跨度增大或采用配筋控制裂缝时更为突出。(3)  现浇楼盖跨度一般不超过7m，荷载也有限，承载能力不大，难以满足近代建筑楼盖大跨、重载、可灵活分割，以适应多变使用功能的要求。(4)  使用状态下裂缝难以避免，结构刚度因此降低，残余裂缝及变形难以消除。(5)  对温差、收缩、沉降等作用敏感。间接裂缝普遍，造成观感不良及渗漏等使用功能的缺陷。由此而引起用户的强烈反应，投诉和纠纷成倍增长，影响建筑业的发展。(6)  现场施工量大，施工速度慢，湿作业增加，不利于文明施工和环境保护。   四、 现浇混凝土楼盖的改进 为克服现浇混凝土楼盖的缺陷，近年工程界在以下方面作出了努力:(1)  从设计、施工、建材方面采取措施控制裂缝。建材方面主要集中于混凝土收缩的研究及外加剂、膨胀剂及掺合料的应用。施工方面着力于控制振捣、养护工艺以及施工缝、后浇带等防裂措施。设计方面则探讨伸缩缝间距、增加构造配筋以限制间接裂缝。这三方面都进行了大量的工作，但至今仍未解决有效控制裂缝的方法。(2)  发展预应力楼板。预应力技术可较好地解决跨度、承载力及裂缝控制问题。加大跨度和承载力并控制裂缝。无粘结预应力楼板已成为比较成熟的技术，但由于其会增加一部分楼盖造价，且要求专业施工，适用范围受到一定限制。(3)  改进为半预制半现浇的装配一叠合式楼盖。采用预应力和已完成收缩的预制构件是控制裂缝的有效手段。利用预制预应力板采取加强整体性的有效构造措施，成为装配整体式及叠合式楼盖。其具有现浇结构整体性强的优势，又吸取了预制构件的优点，可取得较好的结构性能和经济效果。限于篇幅将另文介绍，不再赘述于此。(4)  采用现浇混凝土空心楼盖。以埋入筒芯、箱体或其他轻质填充材料为手段的现浇混凝土空心楼盖在近年得到迅速发展，对于跨度很大的楼盖，空心技术还可以与预应力技术结合，设计现浇预应力空心楼盖。下面将详细介绍。由于利润丰厚，有关空心楼盖的探讨大多集中在内模的开发改进上。由最初的纸质筒芯，发展到现在材料、工艺、形状各异的各种内模。形状大体分为圆形筒芯、通长圆筒和矩形箱体三种。也有箱体中部带孔或顶部曲面和其他形状。从材质看，有玻璃纤维水泥的薄壁体，装配式硬塑料薄壁体，聚苯塑料空心体或聚苯轻质实体，以及珍珠岩等轻质材料实体等。 为推进现浇空心楼盖技术的发展，2002年由中国建筑科学研究院主编单位成立编制组，编制现浇混凝土空心楼盖结构技术规程。经过两年努力，编制组进行了系统的试验研究；收集整理了国内外大量技术资料；分析比较了国内外标准规范的有关方法；进行了设计和施工的工程试点；并广泛征求意见，完成了规范的编制工作。2004年11月通过专家审查，标准号为CECS175：2004，2005年4月公布施行。 规程比较系统地介绍了内模（筒芯及箱体）的规格、尺寸、性能及质量检查方法；各种支承条件下板的内力分析方法；空心楼盖的承载力计算和构造要求；以及现浇空心楼盖的施工工艺、质量控制方法和质量验收要求等。 规程的公布将大大推动现浇空心楼盖技术的发展和工程应用，并将随着工程应用扩大和科研的深入而继续发展。这对减少混凝土消耗，降低结构自重及地震作用，改善楼盖的结构性能节使用功能有明显作用。并对节约资源能源，维持建筑业持续发展具有积极意义。五、 泡沫混凝土及內模块体泡沫混凝土是因为泡沫分散在水泥浆中，然后通过胶凝作用固定泡沫形成的，因此，泡沫是泡沫混凝土形成的主要条件和物质基础，没有泡沫就没有泡沫混凝土，当泡沫被水泥浆凝结固定后，就行了细密的气孔结构。泡沫决定了气孔的结构、形态、尺寸、数量等各种技术特征。由于发泡剂的不同及添加数量的不同，形成了不同强度及密度的泡沫混凝土。泡沫混凝土属于轻质高强的水泥基保温材料，基本原理是利用混凝土中大量的封闭气孔达到轻质、保温、隔热的效果。泡沫混凝土是用泡沫剂与水泥或添加粉煤灰、砂石、炉渣等集料，混合搅拌浇注成形后，经自然养护或蒸汽养护而成的一种新型轻质多孔保温节能材料。泡沫混凝土砌块是用物理方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到由水泥基胶凝材料、集料、掺合料、外加剂和水等制成的浆料中，经混合搅拌、浇注成型、自然或蒸汽养护而成的轻质多孔混凝土砌块。也称发泡混凝土砌块。六、现浇空心楼盖用泡沫混凝土内模块体的特殊性通常的发泡混凝土砌块的规格尺寸为长度400、600，宽度为100、150、200、250，高度为200、300。用作内模的泡沫混凝土砌块与通常的发泡混凝土砌块相比，除上述外，还具有以下的不同。可与抗拉强度较强的材料相结合如：如在底层把一层玻璃纤维浇在混凝土中，最小高度可达30mm，长度可超过1000。当然玻璃纤维也可用钢丝网、钢筋网、钢板网、土工布或格栅代替。当厚度高时也可在中间和顶部加设抗拉强度较强的材料。为了抵抗混凝土施工时产生的巨大的浮力，在箱体中部开孔，孔数可根据设计要求确定。内模块体的底部要捣角，或制成棱台型（例如上面四边400X400,下部360X360）以方便运输和浇捣砌块底部混凝土。作为内模块体的顶部可制成双曲扁壳，双曲穹顶的形成，可避免楼板的局部弯曲。内模形状可制成长方型的砌块、圆柱型砌块、也可制成盒身为方形。用作内模时，泡沫混凝土砌块有一定的强度和吸水率的要求，且与上述的内模材料相比，具有以下特点：a.轻质高强：泡沫混凝土的密度小，常用泡沫混凝土的等级为3001200kg/m3，相当与普通混凝土的1/51/10，抗压强度大于0.25Mpa，可根据建筑物的设计要求生产出不同强度的泡沫混凝土产品。b.保温隔热：由于泡沫混凝土中含有大量的封闭的细小的孔隙，热工性能良好，密度等级为3001200kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数为0.060.3w/(mK)之间。可用作保温楼屋面。c.隔音性能良好：泡沫混凝土属多孔材料，吸音能力0.090.19%，具有良好的隔音性能。d.低弹抗震：泡沫混凝土多孔性使其具有较低的弹性模量，从而使其对冲击荷载具有良好的吸收和分散作用。e.原材料广泛：生产泡沫混凝土的主要材料为水泥和粉煤灰、砂石等，原材料广泛，无论在任何地区都可以就地取材，节约资源和成本。f.生产便易，施工速度快：一条生产线就可以满足大批量的市场需求。g.可以切隔：与其它内模材料相比，泡沫混凝土内膜材料可以切隔，容易与土建中的管线配合，对于薄壁管、箱，有洞后，混凝土会流入薄壁内模内。对与轻质泡沫料芯模，由于切隔会破坏保护泡沫料芯的塑料纸，不但大大降低了芯模的强度，还会引起混凝土漏浆。h.可砌筑重叠：与其它内模材料相比，泡沫混凝土内膜砌块可以用砂将砌筑，适用范围更广，内膜现场更容易，大大较少了材料的浪费。j.减少浮力：由于在块体的中间开孔，大大减小了混凝土产生的浮力。k.容易固定：由于中间开孔中间存在抗拉强度的较强的材料，便于与下部工程钢筋绑扎固定。七、地下室围护侧板产生裂缝的原因 地下室混凝土由于设计底板较厚，外侧板较长，而采用预拌混凝土水胶用量又较大，集料较细。从而产生因内外温差、温度收缩、材料收缩等造成的种种裂缝。原则上来说，这些裂缝是很难彻底避免的。由于商品混凝土的推广，100%的地下室外墙出现了贯穿裂缝。为减少裂缝的出现，国内外专家采用了各种不同的方法。地下室混凝土侧板裂缝的原因了探讨。一、地下室侧板渗漏发生的机理1、混凝土的干缩和冷缩混凝土在硬化过程中产生的干缩拉应力，水化热引起的温度应力，其干缩大于3×10-4，由于混凝土侧板养护比较困难，产生了混凝土开裂。2、水化热与水泥品种从混凝土本身力求降低水化热是其首要条件，优化混凝土配比设计采用三级配，使水泥量减少水化热。虽然矿渣硅酸盐水泥的水化热较低，但其泌水性较大，干缩率也大，抗渗性较差。 3、收缩裂缝与地基约束因塑性收缩是混凝土在初凝前的塑性阶段失水状态下产生的，随着表面水分的蒸发，内部水分逐渐向外移动，继续蒸发失水，当内部水分迁移速度小于表面水分蒸发速度，致使混凝土表面收缩应力大于混凝土抗拉强度时，就会产生大量不规则裂缝，如未能及时抹压和保养，裂缝将向内部延伸发展。因此时混凝土的弹性模量相对较小，即使掺有膨胀剂，对此较难发挥应有作用。必须从改进操作工艺入手，采取两次振捣反复抹压，才能消除塑性收缩裂缝。随着混凝土的逐渐硬化，膨胀剂产生的膨胀能与强度又可协调发展，将适度的产生微膨胀有利于补偿给混凝土的固有收缩特性。在工程中为了减少约束采用了多种措施，这是设计上的主要控制点，因板在温度收缩变形作用下，离开板端部区域，板的全截面受拉应力较均匀，在地基约束下，将出现水平法向应力，它是引起垂直裂缝的主要应力，其最大值出现在板截面中点。当此应力超过混凝土抗拉强度时，板中部出现第一道垂直裂缝，开裂后应力垂直分布，又形成新的单独墙板，在其中部如收缩应力仍大于混凝土抗拉强度时，又会出现第二批裂缝。因此，地基上长墙结构开裂一般都以中部最大，且有规律地发展。4、大体积混凝土与温度变形地下室底板裂缝高层建筑地下室的底板一般较厚，属大体积混凝土施工。发生裂缝的主要原因是水化热高，与环境气温温差大，或养护不当，裂缝严重的可导致底板渗漏。若混凝土温度较高时，突然浇冷水养护，也会产生无规则的多条微裂缝。5、冷缝与水平施工缝冷缝是因混凝土流淌过长而又未及时覆盖新的混凝土，致使下部混凝土已经凝结，上部新浇筑的混凝土御接不上而出现的贯通性缝隙产生漏水。因此，在浇筑混凝土墙板时一定要控制混凝土的流淌区段，以便即时覆盖新的混凝土工作面，振捣器插至下层混凝土50mm处，以便新老结合。6、混凝土养护与拆摸时间因混凝土是水硬性材料，特别是掺有外加剂的混凝土，必须有水作养护才能收敛，因膨胀结晶体钙矾石（C3A·3CaSO4·32H2O）生成需要水，只有在湿养护下才能发挥混凝土的膨胀效应，否则，因养护不良，在混凝土内部会产生自干缩裂缝。可适当延长拆摸时间，一般以57d为宜。当混凝土浇完的第二天就可松动螺栓，使其有一定空隙，淋水可流到墙体跟部，模板可起到保温保湿作用。八、对地下室混凝土裂缝的对策1、掺入微膨胀剂制成补偿收缩混凝土在浇筑混凝土中掺入UEA、HEA等做膨胀剂，利用其膨胀性能补偿混凝土凝结收缩。可防止或大大减轻混凝土硬化过程产生的收缩裂缝，从而达到抗裂防渗的结构目的。但现实情况由于地下室侧板养护的实际困难，加剧了裂缝的开展。2、设置混凝土膨胀带由于混凝土中微膨胀剂的膨胀变形不会与混凝土的早期收缩变形完全补偿，为了实现混凝土连续浇筑无缝施工而设置的补偿收缩混凝土带，根据一些工程实践，一般超过60m应设置膨胀加强带，膨胀带的做法：膨胀加强带宽23m，带的两侧布置5mm的密孔钢丝网。将带内混凝土和带外混凝土分开，钢丝网垂直布置在上下层钢筋之间，网两端分别扎在钢筋上。膨胀带内增设10%水平温度加强筋，与膨胀带方向垂直布置，两端伸出膨胀带2m各与上下层钢筋固定，配筋直径减少，间距加密。通常5mm的密孔钢丝网不能有效阻挡的裂缝的发生和开展。3、设置泡沫混凝土内模专心-专注-专业