传统施工和现代新工艺相结合

现代物业・新建设 2012年第11卷第6期工程施工 Engineering Construction

引言

1928年，E・Freyessinet就开始使用高强度的钢丝，通过高强拉应力所制造的预应力已经发展了很多年。作为现代预应力混凝土技术已经在各个方面取得了长足的发展，材料、工艺、设计、理论等各方面有了很大的进步。预应力混凝土技术在现代建筑施工过程中扮演着越来越重要的角色。

1 预应力混凝土及钢筋混凝土结构发展实绩与动向

1.1 向大跨度、高层、海洋、地下方向发展

随着经济社会的不断发展，社会对建筑物的要求越来越高。据权威机构预言，在不久的将来会建成500m～600m的桥梁，很多建筑物的高度也会在600m以上，面对这些科技含量很高的建筑，预应力混凝土结构在建筑物的建设过程中有着极其重要的作用。国内外通过预应力混凝土技术陆续建成了一批高难度的工程。比如，1991年的上海南浦423m跨度斜拉桥。很多高层、大跨度建筑的建成，需要更高的施工工艺，而预应力混凝土则是其中不可缺少的一种技术。

1.2 建筑物的大型化

建筑物在向高层、大跨度方向发展的同时，也向着大型化方向发展。以泰晤士河防潮门槛为例，在建设过程中使用了3.6万吨的钢筋混凝土构件。如此大的工程在建设过程中对材料、技术的要求会非常高，预应力混凝土技术在大型建筑工程建设过程中发挥了非常重要的作用。

2 轻质高强材料的应用

2.1 轻质混凝土材料

大型化的建筑物要求混凝土的结构轻量化，必须通过一定的技术减轻混凝土本身的重量。一方面可以减少主体结构材料的用量，另一方面有利于混凝土材料的运输、吊装等，降低建筑物的建设成本。同时，作为轻质混凝土而言，自身具有保温、耐火的功能，力学性能比一般的混凝土要好得多，即使发生地震，对建筑物的破坏也比较小。轻质混凝土的这些优点有助于建筑物向更高、更宽的方向发展。很多高层、大跨度、大型结构的建筑物采用的都是轻型预应力混凝土与钢筋混凝土结构建设而成的。

2.2 高强、超高强纤维材料

通过将强度高，质量轻的无机、有机长纤维制成的受力筋应用到预应力钢筋混凝土结构中，可以使其结构的抗拉能力变强，质量减轻。同时，还可以采用碳纤维缠绕在钢筋混凝土柱的方式，制成轻质、高耐久、高抗性、抗震能力强的建筑构件。

日本三井建设开发的开普勒长纤维RRP棒材，其抗拉保证值为单纤维理论值的80%，同混凝土能实现良好的粘结，形成一个非常好的整体。各种纤维的特性如表1所示。

从表1可以看出，将纤维混入到混凝土结构中可以改善混凝土的韧性，使其在对跨度较大的工程建设过程中非常有利。日本石川县海岸新宫桥就是采用将碳纤维复合材料作为张拉材力筋的方式建成的。轻质、耐久、耐水的混凝土结构在未来的建筑物建设过程中具有非常大的吸引力，在对预应力混凝土结构的不断研究中，可以发现更好的建筑构件。

2.3 轻质预应力混凝土与预应力混凝土建筑结构的施工

轻质预应力混凝土在现代建筑中已经有了重要的应用。从美国旧金山很多高层建筑采用的轻质混凝土后张预应力楼板，到日本、挪威等国将轻质混凝土技术应用到高

关于传统施工和现代新工艺相结合的探讨

卢春严

（玉林市第一建筑安装工程公司，广西 玉林 537000）

摘 要：随着科学技术的不断进步，在建筑施工过程中，不断有新的施工工艺产生。本文介绍了预应力混凝土及钢筋混凝土新的发展动向，重点从材料的角度介绍了新型高强超高强材料的发展状况与应用前景，希望能给相关的建筑工程施工人员一定的启发。

关键词：施工；新工艺；传统施工

中图分类号：TU201.1 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2012）06-0122-02

无机系有机系

钢纤维玻璃纤维沥青系碳纤维PAN系碳纤维聚乙烯纤维聚丙烯纤维维尼纶纤维阿拉米德阿拉米德特谷罗拉密度（g/cm3）7.80 2.52 1.65 1.800.960.90 1.30 1.45 1.39

直径（μ）50012187800～1000100～1000141212抗拉强度（N/mm2）400～13001300～25006003500200310150028003100弹性模量（N/mm2）2100700～800300240025363701330770延伸率（%）2～203～420 1.415258 2.1 4.4

表1 各种纤维的机械特性

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卢春严：关于传统施工和现代新工艺相结合的探讨

层、大跨度的建筑中，轻质预应力混凝土已经证明了其自身的很多优势。

3 多种形式与复合应用

日本的明石海峡大桥从1986年建设至今，整个大桥全长3,910m，其中间跨距为1,990m，采用的就是钢筋混凝土、钢结构、预应力复合的结构建设而成的。已经建成的横滨港断桥在建设过程中，采用的也是三向预应力技术。

预应力混凝土在实践的过程中发现，通过采用全部预应力与部分预应力结合，或者多种材料相组合可以起到更好的效果。笔者在实践中发现，在预应力灰沙楼板配筋时，通过采用生石灰的工艺，将纵筋张拉之后，对一定数量的横筋加以固定，最后通过灰沙混凝土成型产生的自应力，制成具有多向预应力的构件，其抗裂性和强度都得到了很大程度的提升。预应力混凝土技术在日后的发展过程中，通过采取多种形式的复合应用，将会起到更好的应用效果。

4 高强、超高强材料、新型材料的应用及前景

将预应力技术同现代高强、优质耐久的新型材料结合，可以有助于预应力技术更好地应用到现代建筑中。

4.1 混凝土材料的高强与超高强化

高强超高强混凝土结构的缺点是随着抗压强度的增加，抗拉强度的增长却不大，如果将其应用于一般的高层、大跨度的建筑中能显示出非常好的优越性，应用到超高层大楼的底层柱子中，则很难保证其有好的抗震能力。通过采用预应力技术与现代新型材料的结合，可以很好地提高建筑物的性能。

一般的混凝土都存在比较多的粗大空隙，使其抗压强度、抗弯强度普遍不是很高。随着近几年来技术的发展，在混凝土成型前加入水溶性比较高的高分子聚乙烯醇，通过新的工艺，可以显著提高混凝土的抗压强度和抗弯强度，有的甚至和陶瓷的抗压强度和抗弯强度差不多。新型混凝土材料在未硬化时自身的流动性非常好，这对配筋和预应力制品的新开发具有非常好的使用意义。通过新工艺制成的新型混凝土应用到了很多有防震、防弹需求的建筑中。

现在使用的很多水泥颗粒是碎石状的外形，流动性非常差，很多时候不能达到工程建设的需要。日本很多研发者制成了球状水泥颗粒，当用它拌混凝土时，可以使其强度明显增大，制成高强、超高强的混凝土，而且其自身的高流动性、高耐久性促进了预应力混凝土技术的发展，在建筑物建设中发挥更好的作用。

除了上面所说的新型预应力混凝土技术外，还有通过矿渣制成的矿渣混凝土。很多科研机构对矿渣混凝土进行了大量研究，取得了不错的效果。矿渣混凝土在社会的应用过程中，也受到了很多赞誉。实践表明，矿渣混凝土具有很好的自塑化作用，即使不添加增塑剂，自身也具有很好的流动性，而且具有快硬、高强、抗渗性等性能。在工程建成后，矿渣混凝土还具有很好的强度、抗渗性非常好，自身的施工工艺简单，成本较低，节省很多能源，是一种非常高效的优质结构材料。

4.2 高性能钢与高强、超高强钢材

除了在混凝土结构中加入长、短纤维外，还有高性能的钢材料可以应用到现代建筑物建设中。高性能的钢既有较低的屈强化，自身的强度又非常大。要想实现混凝土性能的更加完善，对高性能钢筋的研制是必不可少的。

在混凝土中加入高性能的钢筋可以制成性能更好的构件。现代材料科学的不断发展，将新型构件应用到现代建筑中，可以使建筑物的质量得到很大的提升。正在研发的不锈钢具有高耐蚀性、高延性和低导热性，将这些新型材料应用到建筑工程中，可以对预应力混凝土技术有较大的提升。

我国的冶金部也提出了要通过增加钢材的品种，并重点发展那些高性能的钢材品种。其中，很多钢材品种的强度达到了1,000MPa，延伸率不低于8%，这些钢材品种在投入建筑市场后，反应非常好。

5 小结

研究表明，现代很多钢结构的工程都可以通过预应力混凝土结构来代替。通过一定的工艺，可以实现预应力结构与钢结构的重量一样轻，而且其自身强度也非常好。现代材料科学的发展为混凝土技术的发展提供了很好的技术支持，加之很多高强、超高强钢筋的开发，各种新型纤维的应用，未来的预应力混凝土、钢筋混凝土构件一定会具有非常好的性能。

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