机械网--我国混凝土工程发展中的几个问题

我国解放前水泥产量仅几10万吨，混凝土技术10分落后，因没有规范而全凭经验。1947年，吴中伟教授提出了“混凝土科学技术”的概念，并在实践中引进国外经验，联系我国的实际，写出了《怎样做好混凝土工程》1书，书中提出的混凝土配合比设计的简易方法后被编入中央重工业部基建司的《混凝土配合比设计》中，自此将我国的混凝土逐步纳入科学化的轨道。50年来，我国水泥和混凝土工业发展迅速，水泥产量从1949年的66万ｔ 到1997年已达5.1亿ｔ。50年代我国混凝土设计强度平均为15ＭＰａ ；70年代平均强度为20ＭＰａ ，预应力混凝土仅使用40～45ＭＰａ ；80年代平均强度提高到25～30ＭＰａ ；最近几年来北京地区大量使用的混凝土设计强度已达30～40ＭＰａ ；Ｃ50以上高强度混凝土已在大城市建设中大量用于预制构件、高层建筑和大跨度桥梁中。高效减水剂的使用，不但使高强混凝土得以实现，而且大大改进了混凝土的施工性能，推动了预拌混凝土的发展，减少了混凝土浇筑的缺点。这是混凝土技术进步的重要标志。由于对土木工程结构耐久性的要求，随着科学技术的发展，近10年来出现了高性能混凝土这类新型的混凝土技术。高性能混凝土利用现代混凝土科学技术，可提高混凝土结构安全使用寿命，尽量减少造成修补或撤除的浪费和建筑垃圾；高性能混凝土可大量利用工业副产品和废弃物违建强拆属于什么，尽量减少自然资源和能源的消耗，减少对环境的污染；高性能混凝土具有良好的施工性能，便于施工，可节省劳力，减少振捣用电，降落环境噪声等，因此高性能混凝土是混凝土可延续发展的前程，下1个世纪将进入高性能混凝土的时期。但从我国整体来看，目前高性能混凝土尚为“阳春白雪”，预拌混凝土也只在少数大城市中占据主导地位。高性能混凝土的健康发展，不但是科技人员和施工人员的事，而且需要房地产开发者、设计人员、工程监理人员和政策法规制定者的共同努力。高性能混凝土技术包括了混凝土制作全进程的优化，其实不单单是配合比的选择，它还包括对原材料的要求和施工技术。就当前我国这方面的现状而言，还存在若干影响混凝土技术发展的问题。本文就其中1些问题提出粗浅看法，希望引发讨论从而对我国混凝土进步起1些促进作用。1混凝土高强不1定耐久同世界范围的发展趋势1样，近百年来我国水泥与混凝土的发展趋势也是不断提高强度。1方面是由于生产水平的提高，另外1方面也是由于使用者的要求。提高混凝土的强度，可以减小构件断面尺寸而增加建筑物的使用空间，降落配筋率、减轻结构自重而提高抗震性能，降落工程整体造价。例如，据美国芝加哥地区结构工程师Willian Schmidt和Edward S Hoffman计算，为了支持445KN 的使用荷载，每层楼所需的单位比价：当使用强度为42MPa 的混凝土时为5.2美元，混凝土强度为52MPa时为4.21美元，而混凝土强度为62MPa 时则降至3.65美元。费城1高层办公楼底层钢筋混凝土柱，保持用钢量不变，混凝土强度从41MPa提高到55MPa时，柱子断面尺寸从915mm×117mm减小到760mm×760mm，减小了46％［2］。提高混凝土强度的方法是采取高标号水泥、降落水灰比和增加单方水泥用量，片面提高强度而忽视其他性能的偏向，会造成水泥生产向大幅度提高比表面积和增加硅酸3钙、铝酸3钙的含量发展，增加了水泥中水化热大、收缩偏向大、抗化学腐蚀性差的组分。混凝土中单方水泥用量增加，也造成了混凝土收缩增大和由于内部温升增大、产生温差应力而增加开裂的偏向。因此，混凝土的强度和耐久性虽有1定联系，但高强不1定耐久；反之，高性能混凝土按耐久性进行设计，高性能也不1定高强，任何强度的混凝土都可实现高性能（考虑适用性和经济性，最好是Ｃ30以上）。但是，有很多人仍然认为高强度才是高性能。为了竞相显示自己的技术气力，很多工程技术人员纷纭配制出C80、C100的超高强混凝土。这类以高强度来标志混凝土科技进步的观念，即从低强度混凝土到中等强度，再到高强度以致超高强度混凝土，长时间以来已被公认乡镇干部能执法强拆吗。这类过分重视强度以致忽视乃至忽视耐久性等重要性能的毛病观念，却为水泥基材料的进步和土木工程带来了极大的损失。混凝土的最大缺点是破坏时呈脆性。这类脆性破坏的偏向随强度的提高而增加，如图1、2的实例所示。图1　混凝土受压应力－应变曲线［2］图2　单筋梁的延性比与混凝土强度的关系［2］由图1可见，混凝土的强度越高，在荷载作用下破坏之前的塑性变形阶段越短。图2为只在受拉区配筋的梁，延性比为梁在破坏荷载下的挠度和使钢筋屈服荷载下梁的挠度之比，ρ／ρ0为配筋率与极限配筋率之比资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章