上篇文章介绍了10项新技术的地基基础和地下空间工程技术,本片文章就来介绍下新技术里的钢筋与混凝土技术。
2、钢筋与混凝土技术
2017版
2.1 高耐久性混凝土技术(保留调整)
2.2 高强高性能混凝土技术(保留调整)
2.3 自密实混凝土技术(保留调整)
2.4 再生骨料混凝土技术(新增)
2.5 混凝土裂缝控制技术(保留调整)
2.6 超高泵送混凝土技术(保留调整)
2.7 高强钢筋应用技术(保留调整)
2.8 高强钢筋直螺纹连接技术(保留调整)
2.9 钢筋焊接网应用技术(保留调整)
2.10 预应力技术(新增)
2.11 建筑用成型钢筋制品加工与配送技术(保留调整)
2.12 钢筋机械锚固技术(保留调整)
2.1 高耐久性混凝土技术
技术内容:高耐久性混凝土是通过对原材料的质量控制、优选及施工工艺的优化控制,合理掺加优质矿物掺合料或复合掺合料,采用高效(高性能)减水剂制成的具有良好工作性、满足结构所要求的各项力学性能、且耐久性优异的 混凝土。
原材料和配合比的要求:
1)水胶比(W/B)≤0.38。
2)水泥比表面积宜小于350m2 /kg,不应大于380m2 /kg。
3)粗骨料的压碎值≤10%,宜采用分级供料的连续级配,吸水率<1.0%,且无潜在碱骨料反应危害。
4)采用优质矿物掺合料或复合掺合料及高效(高性能)减水剂是配制高耐久性混凝土的特点之一。
优质矿物掺合料:主要包括硅灰、粉煤灰、磨细矿渣粉及天然沸石粉等,宜达到优品级,对于沿海港口、滨海盐田、盐渍土地区,可添加防腐阻锈剂、防腐流变剂等。矿物掺合料等量取代水泥的最大量宜为:硅粉≤10 %,粉煤灰≤30%,矿渣粉≤50%,天然沸石粉≤10%,复合掺合料≤50%。
适用范围:内陆港口与海港、地铁与隧道、滨海地区盐渍土环境工程等, 包括桥梁及设计使用年限100年的混凝土结构,以及其他严酷环境中的工程。
2.2 高强高性能混凝土技术
技术内容:高强高性能混凝土(简称HS-HPC)是具有较高的强度(一般强度 等级不低于C60)且具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的混凝土(“四高” 混凝土),属于高性能混凝土(HPC)的一个类别。超高性能混凝土(UHPC) 是一种超高强(抗压强度可达150MPa以上)、高韧性(抗折强度可达16MPa以 上)、耐久性优异的新型超高强高性能混凝土。
自收缩与对策: 通常水胶比越低,胶凝材料用量越大,自收缩会越严重。 对于HS-HPC一般应控制粗细骨料的总量不宜过低,胶凝材料的总量不宜过高;通过掺加钢纤维可以补偿其韧性损失,但在氯盐环境中,钢纤维不太 适用;采用外掺5%饱水超细沸石粉的方法,或者内掺吸水树脂类养护剂、外覆盖养护膜以及其他充分的养护措施等,可以有效的控制HS-HPC的自收缩。
HS-HPC的水胶比一般不大于0.34,胶凝材料用量一般为480~600kg/m3 , 硅灰掺量不宜大于10%,其他优质矿物掺合料掺量宜为25%~40%,砂率宜为 35%~42%,宜采用聚羧酸系高性能减水剂。
UHPC的水胶比一般不大于0.22,胶凝材料用量一般为700~1000kg/m3 。 超高性能混凝土宜掺加高强微细钢纤维,钢纤维的抗拉强度不宜小于2000MPa, 体积掺量不宜小于1.0%,宜采用聚羧酸系高性能减水剂。
2.3 自密实混凝土技术
技术内容:具有高流动性、均匀性和稳定性,浇筑时无需或仅需轻微外力振捣,能够在自重作用下流动并能充满模板空间的混凝土,属于高性能混凝土的一种。
自密实混凝土技术主要包括:自密实混凝土的流动性、填充性、保塑性 控制技术;自密实混凝土配合比设计;自密实混凝土早期收缩控制技术。
自密实混凝土自收缩: 由于自密实混凝土水胶比较低、胶凝材料用量较高,导致混凝土自收缩较大,应采取优化配合比,加强养护等措施,预防或减少自收缩引起的裂缝。
自密实性能主要技术指标:对于泵送浇筑施工的工程,应根据构件形状与尺寸、构件的配筋等情况确定混凝土坍落扩展度。 对于从顶部浇筑的无配筋或配筋较少的混凝土结构物以及无需水平长距离流动的竖向结构物,混凝土坍落扩展度应满足550~655mm; 对于一般的普通钢筋混凝土结构以及混凝土结构坍落扩展度应满足660 ~755mm; 对于结构截面较小的竖向构件、形状复杂的结构等,混凝土坍落扩展度应满足760m~850mm;对于配筋密集的结构或有较高混凝土外观性能要求的结构, 扩展时间T500(s)应不大于2s。
2.4 再生骨料混凝土技术
技术内容:掺用再生骨料配制而成的混凝土称为再生骨料混凝土。科学合理地利用建筑废弃物回收生产的再生骨料以制备再生骨料混凝土,一直是世界各 国致力研究的方向,日本等国家已经基本形成完备的产业链。随着我国环境压力严峻、建材资源面临日益紧张的局势,如何寻求可用的非常规骨料作为工程建设混凝土用骨料的有效补充已迫在眉睫。
适用范围: 我国目前实际生产应用的再生骨料大部分为II类及以下再生骨料,宜用于配 制C40及以下强度等级的非预应力普通混凝土。鼓励再生骨料混凝土大规模用 于垫层等非结构混凝土。
再生骨料制成的砌块
2.5 混凝土裂缝控制技术
技术内容:混凝土裂缝控制与结构设计、材料选择和施工工艺等多个环节相 关。结构设计主要涉及结构形式、配筋、构造措施及超长混凝土结构的裂缝控制技术等;材料方面主要涉及混凝土原材料控制和优选、配合比设计优化;施工方面主要涉及施工缝与后浇带、混凝土浇筑、水化热温升控制、综合养护技术等。
施工要求:
1)大体积混凝土施工前,宜对施工阶段混凝土浇筑体的温度、温度应力和收缩应力进行计算,确定施工阶段混凝土浇筑体的温升峰值、里表温差及降温速率的控制指标,制定相应的温控技术措施。
2)超长混凝土结构施工前,应按设计要求采取减少混凝土收缩的技术措施,当设计无规定时,宜采用下列方法: 分仓法施工:对大面积、大厚度的底板可采用留设施工缝分仓浇筑,分仓区段长度不宜大于40m,地下室侧墙分段长度不宜大于16m;分仓浇筑间隔时间不应少于7d,跳仓接缝处按施工缝的要求设置和处理。 后浇带施工:对超长结构一般应每隔40~60m设一宽度为700~1000mm的后浇带;后浇带的封闭时间不宜少于45d;后浇带封闭施工时应清除缝内杂物, 采用强度提高一个等级的无收缩或微膨胀混凝土进行浇筑。
3)在高温季节浇筑混凝土时,混凝土入模温度应低于30℃,应避免模板和新浇筑的混凝土直接受阳光照射;混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附 近的局部气温均不应超过40℃;混凝土成型后应及时覆盖,并应尽可能避开 炎热的白天浇筑混凝土。
4)在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑混凝土时,应采取适当挡风措施,防止混凝土表面失水过快,此时应避免浇筑有较大暴露面积的构件;雨期施工时,必须有防雨措施。
5)混凝土的拆模时间除考虑拆模时的混凝土强度外,还应考虑拆模时的混凝土温度不能过高,以免混凝土表面接触空气时降温过快而开裂,更不能在此时浇凉水养护;混凝土内部开始降温以前以及混凝土内部温度最高时不得拆模。 一般情况下,结构或构件混凝土的里表温差大于25℃、混凝土表面与大气温差大于20℃时不宜拆模;大风或气温急剧变化时不宜拆模;在炎热和大风干燥季节,应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。 6)混凝土综合养护技术措施。对于高强混凝土,由于水胶比较低,可采用混凝土内掺养护剂的技术措施;对于竖向等结构,为避免间断浇水导致混凝土表面干湿交替对混凝土的不利影响,可采取外包节水养护膜的技术措施,保证混凝土表面的持续湿润。
2.6 超高泵送混凝土技术
技术内容:超高泵送混凝土技术,一般是指泵送高度超过200m的现代混凝土 泵送技术。超高泵送混凝土技术是一项综合技术,包含混凝土制备技术、泵送 参数计算、泵送设备选定与调试、泵管布设和泵送过程控制等内容。
(1)原材料:宜选择C2S含量高的水泥;粗骨料宜选用连续级配;细骨料宜选用中砂;采用性能优良的矿物掺合料,如矿粉、Ⅰ级粉煤灰、Ⅰ级复合掺合料或易流型复合掺合料、硅灰等;减水剂应优先选用减水率高、保塑时间长的聚羧酸系减水剂,必要时掺加引气剂。
(2)混凝土的制备通过原材料优选、配合比优化设计和工艺措施,使制备的混凝土具有较好的和易性,流动性高,虽粘度较小,但无离析泌水现象,因而有较小的流动阻力,易于泵送。
(3)泵送设备的选择和泵管的布设泵送设备的选定应参照《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10中规定的技术要求,首先要进行泵送参数的验算,包括混凝土输送泵的型号和泵送能力, 水平管压力损失、垂直管压力损失、特殊管的压力损失和泵送效率等。
(4)泵送施工的过程控制应对到场的混凝土进行坍落度、扩展度和含气量的检测,根据需要对混凝土入泵温度和环境温度进行监测,如出现不正常情况,及时采取应对措施;泵送过程中,要实时检查泵车的压力变化、泵管有无渗水、漏浆情况以及各连接件的状况等,发现问题及时处理。
2.7 高强钢筋应用技术
技术内容:高强钢筋是指国家标准《钢筋混凝土用钢 第 2 部分:热轧带肋钢筋》GB 1499.2 中规定的屈服强度为400MPa 和500MPa级的普通热轧带肋钢筋以及细晶粒热轧带肋钢筋(HRBF)。
新版混凝土规范中提出钢筋的应用原则:
优先使用400MPa级钢筋
积极推广500MPa级钢筋
用HPB300钢筋取代HPB235钢筋
逐步限制、淘汰335MPa级钢筋
余热处理钢筋的合理应用: 余热处理工艺的高强钢筋(RRB400、RRB500) ,工艺简单、价格低,但延 性、可焊性、机械连接的加工性能都较差。规范建议用于对于钢筋延性较低的 结构构件与部位,如大体积混凝土的底板、楼板及次要的结构构件中。
经济效益与节材:经对各类结构应用高强钢筋的比对与测算,通过推广应用高强钢筋,在考虑构造等因素后,平均可减少钢筋用量约12%~18%,具有很好的节材作用。按房屋建筑中钢筋工程节约的钢筋用量考虑,土建工程每平方米可节约25~38元。
2.8 高强钢筋直螺纹连接技术
技术内容:直螺纹机械连接是高强钢筋连接采用的主要方式,按照钢筋直螺纹加工成型方式分为剥肋滚轧直螺纹、直接滚轧直螺纹和镦粗直螺纹,其中剥 肋滚轧直螺纹、直接滚轧直螺纹属于无切削螺纹加工,镦粗直螺纹属于切削螺纹加工。
适用范围:可广泛适用于直径12~50mmHRB400、HRB500钢筋各种方位的同异径连接,如粗直径、不同直径钢筋水平、竖向、环向连接,弯折钢筋、超长水平钢筋的连接,两根或多根固定钢筋之间的对接,钢结构型钢柱与混凝土梁主筋的连接等。
2.9 钢筋焊接网应用技术
技术内容:将具有相同或不同直径的纵向和横向钢筋分别以一定间距垂直排列,全部交叉点均用电阻点焊焊在一起的钢筋网。 应用钢筋焊接网可显著提高钢筋工程质量和施工速度,增强混凝土抗裂能力, 具有很好的综合经济效益。广泛应用于建筑工程中楼板、屋盖、墙体与预制构件 的配筋也广泛应用于道桥工程的混凝土路面与桥面配筋,及水工结构、高铁无砟轨道板、机场跑道等。
2.10 预应力技术
技术内容:预应力技术分为先张法预应力和后张法预应力。
先张法预应力:通过台座或模板的支撑张拉预应力筋,然后绑扎钢筋浇筑混凝土,待混凝土达到强度后放张预应力筋,从而给构件混凝土施加预应力的方法, 该技术目前在构件厂中用于生产预制预应力混凝土构件。
后张法预应力技术:先在构件截面内采用预埋预应力管道或配置无粘接、缓粘 接预应力筋,再浇筑混凝土,在构件或结构混凝土达到强度后,在结构上直接 张拉预应力筋从而对混凝土施加预应力的方法,后张法可以通过有粘结、无粘结、缓粘结等工艺技术实现,也可采用体外束预应力技术。
为发挥预应力技术高效的特点,可采用强度为1860MPa 级以上的预应力筋,通过张拉建立初始应力,预应力筋设计强度可发挥到1000~1320MPa,该 技术可显著节约材料、提高结构性能、减少结构挠度、控制结构裂缝并延长结构寿命。先张法预应力混凝土构件,也常用1570MPa 的预应力钢丝。预应力技术内容主要包括材料、预应力计算与设计技术、安装及张拉技术、预应力筋及锚头保护技术等。
2.11 建筑用成型钢筋制品加工与配送技术
技术内容:由具有信息化生产管理系统的专业化钢筋加工机构进行钢筋大规模工厂化与专业化生产、商品化配送具有现代建筑工业化特点的一种钢筋加工方式。 倡导钢筋专业化加工配送可以提高钢筋加工效率、提高钢筋加工质量、减少施工现场人员消耗,提高钢筋利用率、减少现场建筑垃圾。 改变目前我国钢筋 在施工工地单机加工的落后施工方法,节约钢筋用量5%,并提高工效。
2.12 钢筋机械锚固技术
技术内容:将螺帽与垫板合二为一的锚固板通过螺纹与钢筋端部相连形成的锚固装置。其作用机理为:钢筋的锚固力全部由锚固板承担或由锚固板和钢筋的粘结力共同承担,从而减少钢筋的锚固长度,节省钢筋用量。在复杂节点采用钢筋机械锚固技术还可简化钢筋工程施工,减少钢筋密集拥堵绑扎困难,改善节点受力性能,提高混凝土浇筑质量。
主要适用范围有:用锚固板钢筋代替传统弯筋,用于框架结构梁柱节点;代替传统弯筋和直钢筋锚固。
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一建备考知识拓展:建筑业10项新技术(一)