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板面或三個板面的結(jié)合部位造成可轉(zhuǎn)折的，然后張開在長線臺座上進行預(yù)制生產(chǎn)，折疊堆放和運輸，在現(xiàn)場安裝張開成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)點并可以用于大跨度結(jié)構(gòu)(跨度可達30m，抗震烈度可達9度)等優(yōu)點，在一些特別的民用建筑，如學(xué)校建筑中等，得到了泛運用。

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度與強度提高;另一方面，碳化使混凝土脆性變大。但從總體上講，碳化對混凝土力學(xué)性能及構(gòu)件受力性能的負面影響不大，混凝土碳化的最大危害是會引起力筋銹蝕。即當碳化作用發(fā)生在鋼筋四周時，能引起鋼筋鈍化膜不斷遭到破壞，當pH下降到8.5左右時，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)境中的二氧化碳氣體不斷向混凝土內(nèi)部擴大，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)的一個物理化學(xué)過程。其討論方法主要有基于擴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，二氧化碳氣體的擴大速度一般與混凝土材料本身的組織密實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。所以要深度的對凍害機理進行了解并分析相關(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)境進行分類，并給出相應(yīng)的作用等級;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較少，基本上是參照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計與評估進行的，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。事實上，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性評估與設(shè)計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，因此其耐久性評估與設(shè)計更加冗雜，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)進展規(guī)律與趨勢

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展態(tài)勢，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，會造成巨大的經(jīng)濟損失和社會影響，大量后期養(yǎng)護和加固費用的支出訪得結(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)濟進展與社會文化可持續(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)耐久性問題的試驗討論與理論分析工作量大而其綜合本錢高，其設(shè)計理論與方法討論是一個冗雜的過程，目前的討論總體上尚處于起步階段，相關(guān)的設(shè)計理論與方法正處在孕育與進展之中，如何對現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進行耐久性評估、對新建結(jié)構(gòu)進行耐久性設(shè)計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)的進一步進展和推廣應(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與參數(shù);建立預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性時變規(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)的進步及經(jīng)濟的進展，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，不斷會有新