高强混凝土论文范文
高强混凝土论文范文第1篇
关键词：钢管混凝土叠合柱；箍筋约束；强度理论；极限承载力
中图分类号：TU312；TU398
文献标志码：A文章编号：1674-4764（2016）05-0020-07
Abstract：Based on the unified strength theory and the influences of intermediate principal stress and the material of tension and compression ratio were considered when coming down to the ultimate bearing capacity of square steel tube-reinforced high strength concrete column. Effective constraint coefficient and ineffective constraint coefficient were introduced to consider the different constraint functions of concrete derived from the stirrups， the constraint concrete outside steel tube was divided into effective constraint region and ineffective constraint region. The square section was equivalent to circular section to consider the double constraint function to concrete in steel tube derived from steel tube and outer steel reinforced concrete. Then a new method for the axial ultimate bearing capacity of square steel tube-reinforced concrete column was deduced. The results were in good agreement with the experimental results and the correctness of the theory formulae was proved. Influential effects of some parameters were analyzed and the analysis results showed that the ultimate bearing capacity of square steel tube-reinforced high strength concrete column increased with the increase of the side pressure coefficient. Influence coefficient of intermediate principal stress， the material of tension and compression ratio and the longitudinal reinforcement ratio， while it decreases with the increase of radius-thickness ratio.
Keywords：steel tube-reinforced concrete column；stirrup constraint； strength theory； ultimate bearing capacity
高强钢管混凝土叠合柱是由截面中部的高强钢管混凝土柱和钢管外的钢筋混凝土叠合而成的柱，也可以看成是在钢筋混凝土内置钢管混凝土而成的柱，内截面钢管形式有圆钢管、方钢管和矩形钢管，又可称为核心高强钢骨混凝土组合柱。高强混凝土有强度高、变形小的优点，但其延性差、脆性大，不利于抗震；将其与钢管结合，可以充分发挥二者的性能，同时也具有较好的变形能力、较大的刚度和良好的抗火性能等优点，经济效益良好[1-2]。
国内外对钢管混凝土已经进行了较多的研究。Evirgen等[3]通过钢管混凝土柱的轴压试验，分析了宽厚比、混凝土强度等因素对钢管混凝土柱极限承载力、延性和屈曲行为的影响；Wang等[4]基于18根圆形钢管混凝土柱轴压和偏压的试验结果，详细地介绍了该型构件的失效模式、承载能力等性能；吕学涛等[5]对圆钢管钢筋混凝土短柱进行明火试验，分析了升温时间和配筋率对受火后钢管钢筋混凝土短柱剩余承载力、刚度和延性的影响规律。而对钢管混凝土叠合柱的研究相对较少：幸坤涛等[6]利用数值分析方法对高强钢管混凝土核心短柱在轴心受压时的荷载变形关系曲线进行了全过程分析；聂建国等[7]考虑核心钢管混凝土和普通混凝土受压性能存在的明显差异，分析了混凝土体积配箍率等因素对柱协同工作的影响；龙跃凌等[8]在分析核心钢管混凝土组合柱受力机理的基础上，同时考虑圆形截面和方形截面对钢管外混凝土的影响，对核心钢管混凝土组合柱承载力进行了分析；郭全全等[9]进行了叠合柱短柱偏心受压试验，并基于试验采用截面极限平衡理论提出了叠合柱偏心受压短柱的正截面承载力公式；徐蕾等[10]利用有限元分析软件和试验结果对钢管混凝土叠合柱火灾下的温度特性和力学性能进行了研究。
目前，对于高强钢管混凝土叠合柱轴压承载力的计算，部分研究只考虑钢管对混凝土的约束作用而未考虑箍筋的约束作用；部分考虑钢管对混凝土的约束作用和箍筋对混凝土的约束作用，但均未考虑混凝土对钢管内混凝土的约束，即未考虑钢管内混凝土受到的双重约束。在实际工程中，叠合柱配箍量较多，在达到极限状态时，箍筋约束混凝土不会过分剥离，能和钢管内混凝同承担荷载。而尧国皇[11]的有限元结果也表明钢管核心混凝土受到钢管和钢筋混凝土的双重约束，其承载力比同样条件下普通钢管混凝土中混凝土要大。因此，考虑内部混凝土受到的双重约束作用是有必要的。本文以内配圆钢管的方形截面高强钢管混凝土柱为研究对象。构件处于较高应力状态时，箍筋约束混凝土角部受到约束强，边缘中部受到的约束弱，对箍筋约束混凝土利用Mander模型[12]进行有效约束区和非有效约束区的划分，推导出有效约束区系数和非有效约束区系数，同时，本文考虑钢管核心混凝土受到钢管和钢筋混凝土的双重约束效应，基于统一强度理论对钢管和钢管约束混凝土承载力分析，推导出方形截面高强钢管混凝土叠合柱的轴压极限承载力，与文献试验值对比验证，并分析了径厚比、中间主应力影响系数、材料拉压比、纵筋配筋率、侧压系数的影响特性。
1 双剪统一强度理论
俞茂宏以双剪单元体和双剪屈服准则为基础，考虑应力状态的所有应力分量以及它们对材料屈服和破坏的不同影响，建立了一个全新的强度理论和一系列新的典型计算准则。统一强度理论包含了无限多个计算准则，几乎可以适用于各种材料，应用十分方便。其表达式为[13]
2 极限承载力的计算
2.1 箍筋约束钢管外混凝土承载力
实际工程中，构件达到极限状态时，内部钢管的横向变形较小，故不再考虑钢管变形对箍筋约束混凝土的影响[1]。研究表明，方形截面的箍筋对混凝土约束较弱，且对混凝土的约束不均匀，仅在箍筋转角处对混凝土有较大的约束[8]。箍筋约束混凝土有效约束区和非有效约束区划分如图1所示。
基于文献[8]的假设：箍筋对其约束混凝土的约束应力均匀分布，则箍筋受力如图2所示。
2.3 钢管约束混凝土的承载力
基于文献[8]的结论，本文考虑钢管混凝土对钢管混凝土的约束作用。且箍筋对混凝土的约束作用均匀分布。而方钢管对于混凝土的约束效应，等同于间距为零的箍筋对混凝土的约束承载力的效应。方钢管轴压承载力的计算过程中，认为钢管对混凝土的约束也均匀分布[18]。箍筋约束混凝土和厚度与箍筋直径相同的钢管约束混凝土，二者不同的是侧面对于混凝土的约束：钢管是连续的，箍筋是间断的。本文在方钢管的基础上引入侧向约束系数ke2来考虑箍筋对混凝土约束的不均匀性，从而将箍筋约束混凝土转化为方形钢管约束混凝土。
按照截面面积和含钢率相等将方钢管的有效约束应力等效为圆形钢管混凝土的侧压力p，则混凝土和钢管受力如图3所示。
2.4 钢管混凝土叠合柱轴压承载力
在构件达到极限承载力之前，外侧的保护层混凝土早已被压碎[21]，因此，在本文计算承载力时不再考虑混凝土保护层对极限承载力的贡献。并且在构件达到极限承载力时钢管和纵向钢筋已经屈服。方形高强钢管混凝土叠合柱的承载力由箍筋约束钢管外混凝土、纵筋、钢管、钢管约束混凝土构成。计算公式为
3 算例验证与分析
3.1 计算结果对比
由于钢材的拉压强度相近，取拉压比为α=1，取k=2.1，b=1时[16]，将文献[22]和文献[23]中的部分试验数据代入式（21）中进行计算并与试验值对比，结果见表1。
3.2 影响因素分析
3.2.1 侧压系数和纵向配筋率的影响
取文献[22]中试件FZ-2和FZ-3柱为对象，取不同的侧压系数k值（1.5、2.0、2.5、3.0）以及不同的纵向钢筋配筋率（0.85%、1.15%、1.51%），得到的极限承载力的变化情况如图4、图5所示。
试件破坏时，纵筋已经屈服[8]，在一定范围内，纵向配筋率的增加会贡献更多的承载力。图中也可以看出：承载力随着纵向配筋率的增大而增大；侧压系数越大，对混凝土的约束越强，故承载力越大。经分析，k值每增大1，承载力约提高917 kN。
3.2.2 钢管径厚比对极限承载力的影响
径厚比的影响主要表现在对核心混凝土的约束作用上。径厚比不同，其对混凝土的约束作用就不同，钢管径厚比越大，其对混凝土的约束作用越弱，反之，约束作用越强。以文献[22]中FZ-1柱，采用不同的径厚比，得到的承载力变化如图6所示。
由图6可知，随着径厚比的增大，极限承载力逐渐变小，并且减小的速率越来越慢。故为获得较大的承载力，钢管的径厚比不宜过大。
3.2.3 材料拉压比α与中间主应力影响系数b的影响
以文献[22]中试件FZ-2为例进行分析，取α分别为0.8、0.9、1.0，取b分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0进行承载力的计算，如图7所示。
由图可见，在中间主应力系数b不变的情况下，承载力随着α值的增加而增加；在材料拉压比α不变的情况下，中间主应力系数b越大，承载力越高；而理论上b值越大，极限面也越大，理论与试验分析相吻合。在中间主应力增加量相同的情况下，材料拉压比越大，承载力曲线斜率越大，即承载力增加越多。综上所述，中间主应力和材料拉压比对承载力有影响，故计算时考虑二者对承载力的影响会使结果更加精确。
4 结 论
1）基于双剪统一强度理论，综合考虑了材料拉压比、中间主应力的影响，并且考虑了内部混凝土受到的双重约束作用，推导出了高强钢管混凝土叠合柱轴压承载力的计算公式。该公式能合理的考虑材料的实际性能，又能真实的反应构件各部分的受力状况。通过试验值与本文理论计算值的对比，证明本文推出的方形高强钢管混凝土叠合柱轴压极限承载力计算方法是正确的。
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高强混凝土论文范文第2篇
Abstract: The paper introduces the impact of steel fiber on concrete's mechanism strengthening and further discusses its impact on mechanical property and durability of concrete. At last, the author describes his expectation on the development of steel fiber reinforced concrete.
关键词:钢纤维混凝土;增强机理;力学性能;耐久性
Key words: steel fiber reinforced concrete;mechanism strengthening;mechanical property;durability
中图分类号:TU528 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)21-0143-01
1钢纤维对混凝土的增强机理
钢纤维对混凝土的增强机理,一种是运用复合力学理论。最先将复合力学理论用于钢纤维混凝土的有:英国的R・N・Swamy,P・S・Mangat等。该理论将钢纤维混凝土简化为钢纤维和混凝土两相复合材料,复合材料的性能为各相性能的加和值。复合力学理论仅适用于钢纤维混凝土初裂前的情况,一旦基体开裂,该理论就不能适用了。
另一种是建立在断裂力学基础上的纤维间距理论。纤维间距理论的主要代表有:J・P・Romualdi,J・B・Batson和J・A・Mandel。该理论建立在线弹性断裂力学的基础上,认为混凝土内部有尺度不同的微裂缓、空隙和缺陷,在施加外力时,孔、缝部位产生大的应力集中,引起裂缝的扩展,最终导致结构破坏。而在脆性基体中掺人钢纤维后,有效地提高了复合材料受力前后阻止裂缝引发与扩展的能力,达到纤维对混凝土增强与增韧的目的。
2钢纤维对混凝土的物理力学性能的影响
2.1 钢纤维混凝土抗压性能一般情况下,钢纤维对提高混凝土的抗压强度不明显,在钢纤维混凝土结构的保守设计中,钢纤维对混凝土抗压强度的改善作用可以忽略。
2.2 钢纤维混凝土抗拉性能钢纤维混凝土试件的劈裂抗拉强度随钢纤维体积率的增加而增加。
2.3 钢纤维混凝土抗弯性能钢纤维增强混凝土的抗弯性能主要包括初裂弯拉强度、弯拉强度、弯曲韧性和弯拉弹性模量等,其中初裂弯拉强度是反映钢纤维增强混凝土初裂前阻裂能力的指标,弯拉强度是路面、道面等工程设计与工程质量检验和验收的主要指标。通过对钢纤维增强混凝土在弯曲荷载作用下的初裂弯拉强度、弯拉强度、弯曲韧性及弯拉弹性模量等抗弯性能的实验,并与普通混凝土相比较表明:钢纤维增强混凝土抗弯性能比普通混凝土有显著的提高和改善。
2.4 钢纤维混凝土抗剪性能混凝土的抗剪性能以抗剪强度为衡量指标。影响钢纤维混凝土抗剪强度的主要因素有混凝土基体、钢纤维的品种、体积率、长径比及界面黏结状况等。
2.5 钢纤维混凝土抗冲击性能钢纤维增强混凝土的冲击试验,目前国内外尚无统一的方法,常用的有受压冲击法和受弯冲击法两种,受弯冲击法比较能反映钢纤维增强混凝土的特性。总之,在冲击荷载作用下,普通混凝土一旦裂缝出现,随即引起崩塌,其初裂和破坏时的冲击次数(冲击耗能)相近。钢纤维增强混凝土则随体积率的增大,不仅初裂次数增多,冲击耗能增大,初裂强度提高,而且破坏时呈多点开裂,且裂而不断。初裂与破坏冲击次数(冲击耗能)随钢纤维的体积率、长径比及基体强度等级的增大而提高。
2.6 钢纤维混凝土弯曲疲劳性能当混凝土中掺入适量的钢纤维时,钢纤维将明显的提高抗疲劳性能。钢纤维混凝土疲劳方程与素混凝土疲劳方程的最大不同点是包含了钢纤维体积率、钢纤维长径比,即在混凝土基材中掺入不同体积率和长径比的钢纤维。因此,钢纤维混凝土的疲劳性能不仅受混凝土基材疲劳特性的影响,而且与钢纤维的体积率、长径比有很大关系。其中长径比是影响疲劳寿命的重要因素。我国有关设计规范中,没有钢纤维混凝土疲劳应力系数的规定,只是简单套用较早的普通混凝土路面的疲劳方程,加上钢纤维的体积率和长径比对疲劳性能的影响。
3钢纤维对混凝土耐久性的影响
3.1 钢纤维混凝土的抗冻性根据赵国藩等著的《钢纤维混凝土结构》,钢纤维体积率对混凝土的抗冻性影响十分明显,其影响程度与混凝土基体强度等级或W/C大小有关。通过大量的实验结果可知:钢纤维对高W/C的混凝土比对低W/C的混凝土有更好的抗冻效果。因为W/C越大,抗冻能力越低,钢纤维对提高这类混凝土的抗冻效果就越突出。
3.2 钢纤维混凝土的抗渗性由大量实验结果可知:钢纤维的掺入对于混凝土的抗渗性有很大的改善。混凝土的抗渗性与其内部的微裂缝有很大的关系。掺入钢纤维后,由于纤维与混凝土之间的粘结作用,纤维降低了原生裂缝的发生;纤维的存在使得裂缝不能直通,阻碍了次生裂缝的发展。当裂缝得不到发展而停留在微裂缝的阶段,即可有效地阻止水的渗透,从而提高了混凝土的抗渗性 。
3.3 钢纤维混凝土的耐磨性研究指明,在混凝土中掺入钢纤维,其耐磨能力高于混凝土基体的耐磨能力。采用钢纤维混凝土强度等级为CF35,中砂,碎卵石,钢纤维掺量为1%,制成50mm×50mm×50mm的钢纤维增强混凝土试件与同类配合比的普通混凝土试件,同时在国产耐磨机上进行实验,每转动10min,取三次磨耗损失质量的平均值。实验结果表明,钢纤维增强混凝土的磨耗损失比普通混凝土的磨耗损失降低了30%左右,因此,钢纤维增强混凝土更适用于有耐磨要求的桥面、路面、溢洪槽以及工业厂房地面等。
3.4 钢纤维混凝土的抗腐蚀性钢纤维混凝土一般采用低水灰比、低渗透性配合比,混凝土质量一般较高,钢纤维又能阻碍和约束裂缝的产生和发展。所以,腐蚀介质很难侵入钢纤维混凝土内部,一般认为钢纤维混凝土具有良好的抗锈蚀性。钢纤维混凝土的工程应用有三十多年的历史,至今未见因钢纤维锈蚀而造成严重劣化或工程失效的报道。
4钢纤维混凝土的发展
与普通的混凝土相比,钢纤维造价较高,若能开发出更好的钢纤维制造工艺,用较少的钢纤维量达到更好的性能,必能降低成本,进一步推广钢纤维混凝土的应用。同时,钢纤维混凝土的增强机理并不完善,纤维间距理论忽略了纤维自身的耦合作用,复合材料理论忽略了纤维复合带来的耦合效应,都有应用局限性,需待进一步的探讨和研究。理论研究的不断深入,也必将使钢纤维混凝土有着更为广阔的工程应用前景,促进我国钢纤维混凝土的研究再上一个新的台阶。
参考文献:
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高强混凝土论文范文第3篇
关键词：大体积混凝土，混凝土配合比，测算内部温度
大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。处于完全自由状态下的混凝土，出现再大的均匀收缩，也不会在内部产生拉应力。当混凝土处在地基等约束条件下时，内部就会产生拉应力，当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。
混凝土中水泥水化用水大约只占水泥重量的20%，在混凝土浇筑硬化后，拌合水中的多余部分的蒸发将使混凝上体积缩小。混凝土干缩率大致在(2-10)x10-4范围内，这种干缩是由表及里的一个相当长的过程，大约需要4个月才能基本稳定下来。干缩在一定条件下又是个可逆过程，产生干缩后的混凝土再处于水饱和状态，混凝土还可有一定的膨胀回复。
大体积混凝土浇筑凝结后，温度迅速上升，通常经3d--5d达到峰值，然后开始缓慢降温。混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低，而且混凝土弹性模量较低，所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时，处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝，起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝可逐渐加宽加长，最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用，同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力，应该减慢降温速度。一般规定，混凝土内外温差不大于25℃。
1、混凝土配合比设计：对配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热；既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量。
1)选用水化热低的42.5MPa矿渣水泥，水泥用量为340kg/m3。
2)大掺量I级粉煤灰。掺量高达100kg/m3，占水泥用量的29%，占胶凝材料总量的21%。免费论文，混凝土配合比。在大体积混凝土中掺粉煤灰是增加可泵性、节约水泥的常用方法。2、混凝土的浇筑方案选用
全面分层，采取二次振捣方案。混凝土初凝以后，不允许受到振动。混凝土尚未初凝(刚接近初凝再进行一次振捣，称二次振捣)，这在技术上是允许的。二次振捣可克服一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔，亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离，从而提高混凝土与钢筋的握裹力，提高混凝土的强度、密实性和抗渗性。
全面分层，二次振捣方案就是当下层混凝土接近初凝时再进行一次振捣，使混凝土又恢复和易性。这样，当下层混凝土一直浇完42m后，再浇上层，不致出现初凝现象。此方案虽然技术上可行，也有利于保证混凝土质量，但需要增加人力和振动设备，是否采用应做技术经济比较。
3、预测温度
在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度+水化热温升值－环境温度。
3.1计算混凝土内最大温升
据资料介绍，有三种计算公式，其一为理论公式：
Tmax=WcxQx(1－e-nt) x￡(1)
另一个为经验公式：
Tmax=Wc/10+FA/50(2)
公式(1)可计算各个龄期混凝土中心温升，从而计算每个温度区段内产生的应力，还可找出达到温升峰值的龄期，从而推定采取养护措施的时间。但在介绍该公式的资料中并没有详细说明其适用范围。
该公式似乎未能把大体积混凝土的散热条件和平面尺寸的影响因素充分考虑进去。如能根据不同情况调整m和￡的取值，可能会使计算值更接近实际。
公式(2)计算较简便，在该工程中计算值较实测值偏差较小，但无法据此计算应力，也找不出升温峰值出现的时间。
3.2混凝土中心温度值
T1=T2+T(t)，
因为T(t)计算值较高，夏季的浇筑温度T1应采取措施降下来。如果不采取水中加冰等降温措施，计算得：
混凝土拌合温度：
Tc=∑Ti•Wi.•Ci/∑Wi•Ci=29.1℃。
混凝土出机温度：
Tj=Tc－0.16(Tc－Td)=30.1℃。
混凝土浇筑温度：
Tj－T1+(Tq－T1)(A1+A2+…)=29.7℃。
这个温度是昼夜平均浇筑温度，如果白天最高气温是35℃，这时的浇筑温度Tj=31.4℃。为了降低Tj，采取如下措施：料场石子进仓前用凉水冲洗，水泥在筒仓内存放15d以上，晴天泵管用湿岩棉被覆盖，气温高时拌合水中加冰降温。其中，拌合水中加冰效果最好。免费论文，混凝土配合比。免费论文，混凝土配合比。
可见，每使混凝土浇筑温度下降1℃，平均要使拌合水温下降近6℃。免费论文，混凝土配合比。免费论文，混凝土配合比。要使混凝土浇筑温度下降3℃，至少每m3混凝土要加0℃冰40kg.无论如何，在工程中实际浇筑温度Tj，都不能超过32℃。免费论文，混凝土配合比。
总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要严格施工规范，仔细落实每一个施工环节，认真妥善地作好浇筑完的保温工作，该项技术是完全可以取得满意的效果。
参考文献：《施工手册（第四版）》
高强混凝土论文范文第4篇
关键词：统一强度理论；碳纤维增强复合材料；方钢管混凝土；轴压短柱；极限承载力
中图分类号：TU375.3 文献标志码：A
0 引 言
钢管混凝土因具有三向受压混凝土抗压强度高的优点而越来越广泛地被应用于工业厂房、桥梁结构和超高层建筑结构中，取得了很好的力学及经济效果，虽然方钢管混凝土较截面面积和含钢率相同的圆钢管混凝土承载力有所降低[1]，但因其具有节点构造简单，便于梁柱连接，施工方便等优点[2]，在实际工程中得到了广泛的应用。混凝土的存在可以消除钢管的内凹，却不能避免其外凸，而且实际工程中还会遇到方钢管混凝土轻微受损或需要增加新功能的情况，这些都涉及到采取某种措施对方钢管混凝土进行约束、加固或修复的问题。近年来，碳纤维增强复合材料（CFRP）外包结构构件加固技术在各国已进行了大量的研究[3-4]，其优良的加固效果和便捷的施工工艺越来越多地受到人们的重视。由此出现的CFRP-圆钢管混凝土已经成为一个研究热点[5-6]，参照CFRP-圆钢管混凝土，笔者在方形钢管混凝土的外壁包裹CFRP以进一步改善其受力性能。利用CFRP约束钢管混凝土不仅提高了钢管混凝土的承载力、有效延缓了钢管的局部屈曲，且弥补了CFRP约束钢筋混凝土的延性不足[2]，考虑到CFRP直接粘贴在方柱（未经任何倒角）上的约束效果不理想[7]，因此本文研究对象为带倒圆角截面形式的CFRP-方钢管混凝土柱。目前关于CFRP-方钢管混凝土的研究相对较少，且主要为试验研究和数值模拟，王庆利等[2]对CFRP-方钢管混凝土轴压短柱进行了试验研究和有限元模拟，并提出了受约束混凝土的应力-应变表达式，刘洋[8]对CFRP-方钢管混凝土柱的压弯性能进行了试验研究，并分析了CFRP厚度、长细比和偏心率的大小等因素对承载力的影响，Choi等[9]提出一个简化模型分析不同参数下外贴CFRP对钢管混凝土的加强，Sundarraja等[10]研究了用条状CFRP加固方钢管混凝土轴压短柱的力学性能，并用钢管和混凝土各自承载力进行简单的叠加，不能真实反映钢管和混凝土的受力特性。本文充分考虑中间主应力的影响，根据统一强度理论与CFRP-方钢管混凝土的材料特点，引入了考虑厚度比ζ（ζ=tf/ts，tf为CFRP层厚度，对于采用CFRP条间隔粘贴加固的情况tf取其满铺时的平均厚度，ts为方钢管壁厚）影响的等效应力系数ξ，将方CFRP筒对内部钢管混凝土的约束等效为圆CFRP筒对钢管混凝土的约束。同时引入混凝土强度折减系数[11]和等效约束折减系数[12]，将内部方钢管混凝土轴压短柱等效为圆钢管混凝土轴压短柱，进而推导出CFRP-方钢管混凝土轴压短柱的极限承载力公式，与文献试验数据进行比较验证，并得出各参数对极限承载力的影响特性。
1 统一强度理论
统一强度理论是俞茂宏在双剪强度理论的基础上建立的一种考虑了中间主应力影响的计算准则，该理论采用一个统一的力学模型，可以十分灵活地适用于各种不同特性的材料，其表达式为[13]
F=σ1-α1+b（bσ2+σ3）=σs σ2≤σ1+ασ31+α
F′=11+b（σ1+bσ2）-ασ3=σs σ2≥σ1+ασ31+α
α=σsσc，b=（1+α）τs-σsσs-τs
（1）
式中：F，F′均为主应力强度理论函数；σ1，σ2，σ3为最大主应力、中间主应力和最小主应力；σs，σc，τs分别为材料的拉伸、压缩、剪切屈服强度；α为材料的拉压比，对于韧性金属材料一般为0.77～1.0，对于脆性金属材料为0.33～0.77，对于岩土类材料一般小于0.5；b为反映中间剪应力以及相应面上的正应力对材料破坏影响程度的参数，0≤b≤1。2 极限承载力分析
2.1 CFRP受力分析
CFRP-方钢管混凝土柱在轴向压力作用下，钢管混凝土的横向膨胀使CFRP布的水平段产生水平弯曲，并对方钢管混凝土提供约束力。另外，在方形截面的角部，CFRP布受到2个相互垂直方向的拉力作用，其合力形成对方钢管混凝土对角线方向的强约束，故方钢管混凝土承受的约束力是沿对角线的集中挤压力和沿边长分布均匀的横向力[14]。本文引入考虑厚度比ζ影响的等效应力系数ξ，将方CFRP筒对内部钢管混凝土的约束等效为圆CFRP筒对钢管混凝土的约束，并采用等效约束力frf来简化计算，计算简图如图1所示，其中B为方钢管的外边长，σr为混凝土所受的侧向压力，ff为CFRP应力，其原理是使简化后的均匀约束分布与原来的非均匀约束具有相同的约束效果。对文献[10]中的试验数据进行拟合（图2），得等效应力系数ξ与厚度比ζ的表达式为
对于采用CFRP条间隔粘贴加固的情况，由于CFRP粘贴的不均匀，可采用安全系数Fs=1.2对ξ进行折减[10]。
等效约束力frf的计算公式如下
frf=ξr
（3）
式中：r为平均约束应力，r=2tfff/B。
2.2 方钢管受力分析
CFRP-方钢管混凝土向CFRP-圆钢管混凝土面积相等转换时，由于方钢管对混凝土约束的不均匀，使得这种等代有困难。本文引入等效约束折减系数β [12]将方钢管对混凝土的约束转换为圆钢管对混凝土的约束，其值为
β=66.474 1v2-0.991 9v+0.416 18
（4）
式中：v为钢管的厚边比，v=ts/B。
方钢管对核心混凝土的等效均匀径向压力P可表示为
P=βPI
（5）
式中：PI为等效外圆钢管在径向压力作用下的塑性极限荷载。
根据统一强度理论，PI值为[15]
PI=σs1-α[（rcrc+ts）2（1+b）（α-1）2+2b-bα-1]=
σs1-α[（1+μ/2）2（1+b）（1-α）2+2b-bα-1]
（6）
式中：μ为含钢率；rc为等效圆钢管的内壁半径，rc=（B-2ts）/π。
由塑性力学的厚壁圆筒理论得[16]等效外圆钢管的纵向抗压强度σzp为
σzp=4（P+frf）r2c-frf（rc+ts）2（rc+ts）2-r2c=
4PIβ4μ+μ2-frf
（7）
2.3 核心混凝土的轴压强度
CFRP-方钢管混合筒对核心混凝土的约束分布很不均匀，角部混凝土受到的约束较强，边部中间管壁受到的约束作用较弱。根据Varma等[17]的研究，核心混凝土所受的约束可分为有效约束区和非有效约束区，分界线为抛物线，其约束模型见图3，其中，re为等效圆钢管的外壁半径，re=B/π。有效约束区混凝土2个方向的约束力相近，其应力状态与CFRP-圆钢管混凝土中的核心混凝土相似，而非有效约束区，垂直于表面的约束较小。
核心混凝土处于三向受压状态，0>σ1=σ2>σ3，满足式（1），代入得
σ1-ασ3=ft
（8）
式中：ft为混凝土抗拉强度，ft=2ccos（φ）1+sin（φ），φ为混凝土的内摩擦角，c为混凝土的内聚力。
令k=1+sin（φ）1-sin（φ），并按习惯一般取压为正、拉为负，得
σ3=fc+kσ1
（9）
式中：σ1=P+frf；fc为核心混凝土的单轴抗压强度，fc=2ccos（φ）1-sin（φ）。
鉴于CFRP-方钢管混合筒对核心混凝土的约束存在一定的困难，现有CFRP-方钢管混凝土的研究多是建立在试验基础上的。本文对核心混凝土不做有效约束区和非有效约束区的划分，而采用混凝土强度折减系数[11]γu=1.67D-0.112c来考虑非有效约束区侧向约束减弱的影响，其中Dc为等效圆钢管的内径。核心混凝土的纵向抗压强度fcc为
fcc=fc+γuk（P+frf）
（10）
2.4 极限承载力计算
由于CFRP布只能承受拉力而不能承受压力，所以CFRP-方钢管混凝土的极限承载力Nu为钢管和核心混凝土的纵向承载力之和，即
Nu=Asσzp+Acfcc
（11）
As=4ts（B-ts）
（12）
Ac=（B-2ts）2
（13）
式中：As，Ac分别为方钢管和核心混凝土的截面面积。
将式（3），（5），（7），（10），（12），（13）代入式（11）可得
Nu=4ts（B-ts）（4PIβ4μ+μ2-ξr）+
（B-2ts）2[fc+γuk（PIβ+ξr）]
（14）
当没有CFRP管，即r=0时，式（14）退化为方钢管混凝土轴压短柱承载力公式，即
Nu=4ts（B-ts）4PIβ4μ+μ2+
（B-2ts）2（fc+γukPIβ）
（15）
当ξ=β=γu=1时，对钢管和混凝土截面面积As，Ac和r分别做简单数学变换，则式（14）退化为CFRP-圆钢管混凝土轴压短柱承载力公式， 即
Nu=As（4PI4μ+μ2-r）+
Ac[fc+k（PI+r）]
（16）
在式（16）的基础上，令r=0，则式（14）退化为圆钢管混凝土轴压短柱承载力公式，即
Nu=As4PI4μ+μ2+Ac（fc+kPI）
（17）3 极限承载力的验证和影响因素分析
3.1 计算结果对比
大多数的钢材是有明显屈服点的，并且各向同性，因此在应用统一强度理论时取α=1，则统一强度理论就变为统一屈服准则，这时不同的b值就对应不同已知的屈服准则或还没有定义的新屈服准则。将α=1代入式（6）并求极限得
PI=limα1σs1-α[（1+μ/2）2（1+b）（1-α）2+2b-bα-1]=
2σs1+b2+bln（1+μ2）
（18）
将文献[2]，[15]，[18]，[19]中部分试验数据代入本文公式进行计算，并与其试验结果进行比较，结果见表1。
从表1可以看出，本文理论计算结果与试验结果吻合良好，验证了该理论公式的正确性，并且极限承载力Nu随着b的增加而增大，说明考虑参数b即中间剪应力以及相应面上的正应力对材料破坏的影响，可以更充分地发挥材料的强度潜能。当b=1时，统一强度理论退化为双剪应力屈服准则，这时本文计算值与试验值比值的平均值为0.981，方差为0.001，表明本文公式计算结果具有较高的精度。
3.2 影响因素分析
对于高强钢材，材料拉压比α将不再等于1。图4给出了试件B-1的极限承载力Nu随α，b的变化情况。从图4可以看出：当α一定时，Nu随着b的增加而增大；当b一定时，Nu随着α的增加而增大，说明当外钢管为高强度钢时考虑α的影响是有必要的。
对文献[2]中的数据进行分析，得出极限承载力Nu与CFRP粘贴层数、fc之间的关系，如图5所示。从图5可以看出，极限承载力Nu随着fc的增加而增加，且承载力的提高幅度取决于CFRP的厚度。粘贴1层时极限承载力平均提高63 kN，粘贴2层时极限承载力平均提高87 kN，粘贴3层时极限承载力平均提高105 kN，说明CFRP的约束效率随其厚度的增加而减
fc钢管厚边比v反映的是钢管的厚度和外边长的比值，厚边比不同会影响钢管对内部核心混凝土的约束，图6给出了文献[2]中试件A-1和B-1在其余条件均不变的情况下极限承载力Nu随厚边比v的变化情况。从图6可以看出，极限承载力Nu随着厚边比v的增大而显著增大，说明在构件外边长、CFRP和内部混凝土不变的情况下增大钢管的壁厚能显著提高构件的承载力。
4 结 语
（1）本文在统一强度理论的基础上推导出了CFRP-方钢管混凝土轴压短柱极限承载力的计算公式，并将理论计算结果与相关文献的试验结果做比较，验证了该公式的正确性，同时也说明了将CFRP-方钢管混凝土转化为CFRP-圆钢管混凝土的思路是可行的。
（2）CFRP-方钢管混凝土轴压短柱的极限承载力Nu随着α和b的增加而增大，说明考虑材料的拉压比α和参数b的影响是有必要的。由于CFRP筒的约束作用，方钢管混凝土柱的承载力得到较大幅度提高，承载力提高的幅值直接取决于CFRP的厚度。当钢管边长、CFRP和混凝土一定时，增大钢管的壁厚能显著提高构件的承载力。
（3）本文公式是考虑了各种影响因素的统一解，改变公式中参数就对应了不同的边界情况，CFRP-圆钢管混凝土轴压短柱承载力、圆形和方形截面钢管混凝土轴压短柱承载力都是本文结果的特例。
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高强混凝土论文范文第5篇
关键词：再生混凝土，建筑设计，混凝土配合比
0.引言
将再生混凝土高性能化,开发商品混凝土,可极大地推广再生混凝土在工程中的应用。高性能混凝土是以耐久性能为主要指标。目前业界还没有统一、明确的定义,但大多数学者认为其是一种应该保证拌合物的高工作性、硬化后的高强度以及使用过程中优良的耐久性等特点的混凝土。
1.当前高性能再生混凝土的途径
采用优选的材料,如高效减水剂,优质骨科,高强度水泥,高活性混合材;设计合理的配合比,如较小水胶比,选择合理砂率,减小用水量等。由于废弃混凝土来源不一,导致再生骨料质量参差不齐,因而很难保证骨料的优质性能。本文将主要通过后一种途径结合再生混凝土的配制技术,通过掺加高活性混合材和高效减水剂初步配制出了工作性良好,强度达到60MPa的高性能再生混凝土。
2.试验
2.1原材料
(1)骨料粗骨料全部采用长治市城市道路改建的废弃混凝土骨料(WCA),吸水率为9.15%,粒径为5~25mm,级配良好;细骨料采用本地人工砂,细度模数为2.8吸水率为4%。(2)水泥(C)和水(W)水泥采用山化天脊生产的42.5R普通硅酸盐水泥,混凝土搅拌和养护用水为长治市饮用自来水。科技论文。(3)粉煤灰(FA)采用漳泽电厂产的Ⅱ级粉煤灰,细度为5090cm2/g。(4)减水剂采用荼系高效减水剂FDN。
2.2配合比设计
2.2.1理论依据
HP再生混凝土配合比设计的理论依据是在配制再生混凝土技术的基础上,通过HPC的配制技术进行修正。HPC配合比的参数主要有水胶比、浆集比、砂率和高效减水剂掺量。(1)水胶比(W/B,其中B为胶凝材料用量,包括水泥C、粉煤灰FA用量之和)低水胶比是HPC的配制特点之一。科技论文。为达到混凝土的低渗透性以保证其耐久性,无论设计强度是多少,HPC的水胶比一般都不能大于0.40,以保证混凝土的密实。(2)浆集比水泥浆和集料的比例为浆集比。根据经验,高性能混凝土中胶凝材料总用量应不超过550kg/m3,并随混凝土强度等级下降而减少,为了保证高性能混凝土的耐久性,胶凝材料总用量也不能低于300kg/m3。根据国内外有关研究报告和工程实践资料,建议配制C50~C70的高性能混凝土,可单独掺加15%~30%的优质粉煤灰或20%~50%矿渣代替水泥;配制C80以上的混凝土,可用5%~10%的硅灰和15%~35%的优质粉煤灰或矿渣混合掺入。(3)高效减水剂掺量高效减水剂的掺量要根据混凝土坍落度来确定。一般情况下,用量越大,坍落度增加越高,但超过一定量后效果不再显著,也不经济。高效减水剂均有其最佳掺量,大多数在1%~2%之间。(4)砂率一般而言,随着混凝土砂率的增加,强度呈增长的趋势,而弹性模量则呈下降趋势。高性能混凝土的砂率可根据胶凝材料总用量,粗细集料的颗粒级配及泵送要求等因素来选择。
2.2.2试件制备
为了研究HPRAC的特性,本试验对比配制了两个系列的配合比,分别为RAC和HPRAC.其中HPRAC配合比设计是在RAC配合比的基础上,保证骨料总用量和胶凝材料总用量相同,通过调节水胶比和合理砂率以及掺入高效减水剂获得的。再生骨料取代率为100%
3.试验结果分析与讨论
3.1拌合物工作性能
为了保证施工的方便和混凝土的浇灌质量,新拌混凝土拌合物必须具有良好的工作性能,因此在混凝土浇注成型之前对新拌混凝土拌合物进行了坍落度的测试。
在相同骨料总用量和胶凝材料总用量的各组中,HPRAC的坍落度比RAC的坍落度值要大得多,且都达到180mm以上,即均达到了高性能混凝土高流动性的工作性能要求,这是由于前者采用了合理砂率并且掺入了粉煤灰和高效减水剂,显著改善了混凝土拌合物的和易性。因此,通过适当的途径,如在配制再生骨料混凝土时掺入粉煤灰、矿渣粉等微细矿物掺料和加入高效减水剂,再生骨料混凝土完全可以获得良好的工作性能,实现高性能化,并满足泵送商品混凝土的要求。
3.2抗压强度
混凝土的立方体抗压强度fcu采用150 mm×150 mm×150 mm的立方体试件,试验测试按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)进行。试验显示HPRAC的受压破坏过程和破坏形态与RAC的裂纹发展规律和破坏形态基本相同,HPRAC的立方体受压破坏基本为界面破坏,几乎未见到骨料破坏。
通过降低水胶比以及掺入粉煤灰后,在相同骨料总用量和胶凝材料总用量的各组中,HPRAC的立方体28d抗压强度值比RAC要有显著的提高,且均达到了60Mpa左右,即基本达到了高性能混凝土高强度的要求。科技论文。水灰比是影响混凝土强度的主要因素。
随着水灰比的减小,再生混凝土强度逐渐增大,这一点与普通混凝土相似。此外,矿物掺合料(本试验为粉煤灰)在常温下能与硅酸盐水泥浆中的氢氧化钙发生反应,生成附加的水化硅酸钙,使孔隙率显著降低,从而提高混凝土的强度和耐久性。
3.3抗压弹性模量
弹性模量是材料变形性能的主要指标,弹性模量的测试采用150 mm×150 mm×300 mm的棱柱体试件,在试件两侧高度的中线上对称安装2个千分表来测量试件两侧的变形,测量标注为100 mm,加载装置采用200 t压力机,混凝土的静力受压弹性模量Ec按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)进行。
HPRAC的弹性模量值比相应的RAC弹性模量值有一定程度的提高。混凝土的弹性模量主要决定于骨料种类和混凝土强度等级。密实的骨料具有高弹性模量。通常,混凝土中的高弹性模量粗骨料用量越高,混凝土的弹性模量越大。本试验中,再生骨料的孔隙率大,骨料弹性模量低,因此再生骨料用量越少,混凝土的弹性模量值越大。
4.结语
采用常规的材料,通过调节水胶比和合理砂率以及掺入粉煤灰、矿渣粉等微细矿物掺料和加入高效减水剂,可以使再生骨料混凝土获得良好的工作性能,实现高性能化,其坍落度能满足泵送商品混凝土的要求。高性能再生骨料混凝土的弹性模量值比普通再生混凝土提高不明显。
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高强混凝土论文范文第6篇
关键词： 低强;混凝土;概率;计量
Pick to: the strength of the concrete fluctuations mainly due to: cement intensity fluctuation, admixture (ratio of fly ash, etc.), activity index volatility, mixing, molding, curing, feeding error test deviation, etc, these reasons result in concrete strength measured wave, can lead to concrete strength is big, can also lead to concrete strength is low, according to the theory of concrete strength accord with normal distribution, no matter how advanced technology, the contractor how to take measures, the strength reliability can only be close to 100%, not 100%, impossible to completely eliminate is lower than the design strength, even lower than the design allows the intensity of the minimum, and in the contract and specification, to below the minimum design allows strength concrete, concrete is defined as unqualified unqualified concrete can't measure, this article mainly from the Angle of probability and statistics, probability and measure which appears on the partial unqualified concrete problem is discussed.
Key words: low intensity; Concrete; Probability; measurement
中图分类号：F830.52文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1 工程现状
《水利工程建设项目施工监理规范》【1】（SL 288-2003）6.4 条规定“经质量检验合格的工程量”才可计量，《水电水利工程施工监理规范》（DL/T 5111-2000）9.2.2条及建设工程监理规范【2】（GB 50319-2000）5.5.1条也有类似的规定。水电站等大型投资的工程一般有工期长、工程量大等特点，水电站离不开混凝土，坝型不同、规模不同，混凝土总量也不同，动辄百万方混凝土的大型水电站近些年施工较多，三峡、小湾、向家坝等等工程混凝土总方量均较大，其中三峡水电站混凝土总方量甚至高达1600万方，混凝土施工质量控制是现场质量控制的重点，而混凝土强度等力学指标的控制是重中之重。
2 混凝土强度设计及实际质量控制指标
根据《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）【3】，混凝土配制强度和混凝土强度最小值按下式计算和控制：
fcu0＝fcuk+tσ
mcu,min≥0.85 fcu,k(≤C9020)
mcu,min≥0.90 fcu,k(＞C9020)
式中：fcu0――混凝土的配制强度，MPa；
fcuk――混凝土设计龄期的强度标准值，MPa；
t――概率度系数，依据保证率P选定，其值见表1；
σ――混凝土强度标准差，MPa，当没有近期的同品种混凝土强度资料或工程前期时，σ值见2；。
mcu,min――混凝土强度最小值
表1 保证率和概率度系数关系
表2标准差σ值
3现行质量控制指标下低强混凝土发生的概率
水泥强度波动造成、掺和料（粉煤灰等）的需水量比、活性指数的波动、拌合楼投料误差、成型、养护、试验偏差等，上述原因导致混凝土强度实测值波动，可能导致混凝土强度偏大，也可能导致混凝土强度偏低，根据混凝土强度符合正态分布的理论，从统计学的角度来看，不论技术如何先进、施工方如何采取措施，其强度保证率仅能接近100%，而不能达到100%，尤其是实际使用水泥强度较配合比试验时降低、掺和料（粉煤灰等）的需水量比增加而活性降低、拌合楼投料时水为正误差（多投）而水泥为负误差（少投），很容易导致混凝土强度的降低，按照配合比设计时，强度保证率通常取95%，即：有5%的混凝土强度低于设计强度，这是在事前已经预判预估到的，而这5%的低强混凝土中，甚至会出现低于设计允许强度最小值的的情况发生（下称低强），根据正态分布理论，混凝土强度分部曲线应该是以平均值为对称轴对称分布（见图一），既：C9030，在配置强度为37.4时，实际混凝土强度低于27的概率和高于48.8的概率相等，均为。现将不同标号的混凝土出现低强的概率进行了统计、分析，不论何种混凝土均有低强的概率，而很多低强的概率并非施工方原因造成，不同标号混凝土低强的概率详见表3。
图一典型混凝土强度概率正态分布图
表3混凝土配置强度理论
1混凝土配置强度按95%的强度保证率进行取值。
2除C9010、C9015、C9020混凝土规范允许最小值按照设计值的85%控制外，其余强度等级的混凝土均按照90%控制。
根据《水工混凝土施工规范》【3】（DL/T 5144-2001）第11条第5款，大体积混凝土28d龄期抗压强度每500方成型一组，大中型水电站项目，混凝土总方量一般较大，尤其是混凝土坝，按照每百万方混凝土至少需取样2000组计算，考虑到混凝土施工过程中实际标准差一般较规范偏小，按照表3中，最小概率计算，每千组试块中，将会有5组低于设计要求最小值，即：每百万方混凝土至少会出10组低强。
4 低强混凝土处理的合同问题
工程设计、施工工程中，考虑到质量成本，不可能将保证率提的过高，若将C9030的强度保证率从95%提高到98%，对应的概率度系数需要从1.65提高到2.05，对应的配制强度需要提高1.4MPa，保证率提高的越多，配制强度提高的就越大，对应需要的水泥用量就越多，造价控制、混凝土的内部温度等的难度均加大，一般工程的招投标及实施中，均按照规范推荐的保证率进行，当不可避免的出现了低强，低强混凝土处理的工期及费用代价一般均较大，而单仓低强混凝土虽属于不合格混凝土，但从宏观上上的平均值、保证率等均满足配合比设计的要求，且从统计学角度来说，低强混凝土并非施工方原因造成，但是合同实际执行过程中，低强混凝土处理的费用、工期均不予补偿。
5 结论与建议
从统计学角度来看， 低强混凝土不可避免，而招标文件格式条款中，混凝土单价中，未包含低强或不合格混凝土处理费用，根据合同法中的公平原则，不合格混凝土既然是现行技术不可避免的项目，且非施工方原因造成，发包人在招标文件中有明确规定，混凝土单价中是否包含了正常频率下的低强混凝土的鉴定、处理费用，避免因合同存在盲区，导致在执行过程中产生分歧和争议。
参考文献：
1. 中华人民共和国水利部北京 中国水利水电出版社2003年12月
高强混凝土论文范文第7篇
关键词：建筑施工，大体积混凝土，裂缝控制
引言
大体积混凝土的特点除体积较大外，更主要是由于混凝土的水泥水化热不易散发，在外界环境或混凝土内力的约束下，极易产生温度收缩裂缝。因此仅用混凝土的几何尺寸大小来定义大体积混凝土，就容易忽视温度收缩裂缝及为防止裂缝而应采取的施工要求。目前建筑工程中经常使用的高强、高性能混凝土，由于单方水泥用量大，即使最小边尺寸很小，水化热也不能忽视，也应按大体积混凝土对待，必须采取温度控制措施。
1 合理布置分布钢筋间距
混凝土是以水泥为主要胶结材料，拌合一定比例的粗、细骨料和水，一般还加入少量的各种添加剂，经过搅拌、注模、振捣、养护等工序，逐渐凝固硬化而成的人工混合材料。各种组成材料的成分、性质和相互比例，以及设备和硬化过程中的各种条件和环境因素，都会对混凝土的力学性能产生不同程度的影响。如进行适当的配筋，虽然适当的配筋不能有效的阻止裂缝的产生，但适当的配筋可以约束混凝土的塑性变形，从而分担混凝土的内应力，加强结构的整体性和减小温度裂缝的宽度，同时也提高了混凝土的极限拉伸。在实际大体积混凝土的工程中，配置钢筋并非越多效果越好。混凝土配置钢筋不仅能够提高混凝土的极限拉伸，同时还增加了混凝土的自约束应力。当混凝土发生收缩时，钢筋不收缩，因而必然产生收缩应力，但在配筋率比较低的条件下，收缩应力是微小的，一般可以忽略不计。但是当配筋率比较高的情况下，产生的收缩应力就可以导致混凝土开裂。。变形钢筋与混凝土之间产生的粘结力要远大于光圆钢筋和混凝土之间产生的粘结力，更能有效的约束混凝土的塑性变形，控制温度裂缝的宽度。所以，在大体积混凝土的配筋过程中，要根据情况尽可能的选用变形钢筋。
2 避免采用高强混凝土
高强混凝土的划分范围，国内外没有一个确定的标准。从我国现今的结构设计和施工技术水平出发，也考虑到混凝土材性的变化，采用高强混凝土虽然可以提高混凝土的抗压强度，但是混凝土的抗拉强度随着抗压强度增长增长缓慢，而且高强混凝土的明显呈现出“脆性”，极限应变变小，更容易产生裂缝。采用高强混凝土必然要提高水泥的标号、减小水灰比或者使用各种聚合物作为胶结材料来代替水泥，这不仅使施工过程和施工质量难以保证，并且提高了工程造价。所以，基础混凝土宜选用中低强度混凝土，强度等级宜在 C20~C35的范围内选用，利用后期强度R60。
3 水泥的选择
大体积混凝土产生裂缝的最主要的原因是因为水泥水化时释放出大量的热量在混凝土内部产生温度应力而产生裂缝。为此，在施工中应合理的选用选用低热和中热水泥以及尽量减少单位水泥用量，从根本上控制因水泥的水化热引起的温升。一般来说水泥用量每增减10kg，度亦相应升降1℃。日前，在工程中常用的水泥，主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。在一些特殊工程中，还使用专用水泥和特性水泥，如铝酸盐水泥、膨胀水泥、快硬水泥、低热水泥和抗硫酸盐水泥等。
为了降低因水泥水化产生的热量引起的温升，在保证基础有足够的强度满足使用要求的前提下，可以利用混凝土60天或90天的后期强度，这样既可以避免混凝土在前期就释放出大量的水化热而使混凝土产生较大的温差，也可以减少混凝土中水泥的用量，以降低混凝土浇筑块体的温升。
4 骨料的选择
在混凝土中，砂、石等粗细骨料的体积占混凝土体积的70%以上，起到骨架的作用。在选用骨料的时候应优先选用热学性能好的骨料。因骨料占混凝土组成比例的绝大部分，因此混凝土的热学性能在很大程度上取决于骨料的矿物性质，优先选用热学性能好的骨料是混凝土温度控制的基本措施之一。目前，我国各地工程所需的骨料是就地取材的天然骨料，对于天然骨料应该按规范要求进行物理力学性能试验。
5 掺入其他材料
在混凝土中掺入聚丙烯网状纤维是利用“抗”的方法来阻止裂缝的出现和裂缝的开展。其原理主要在于，混凝土中水泥作为胶凝材料来握裹聚丙烯网状纤维，这些聚丙烯网状纤维起到微细配筋作用，利用水泥和聚丙烯网状纤维之间的握裹力来消耗混凝土变形开裂能量、调高混凝土的韧性、掌托骨料和减少混凝土离析泌水，从而控制水泥基体内部微细裂缝的生成和扩展，提高混凝土的抗裂性能。
另外，在混凝土中掺用粉煤灰作为混合料，在我国已经广泛使用。通过实验，在混凝上中掺入适量的粉煤灰后，不但可以节约水泥，降低工程造价，而且混凝土的许多性能都可获得改善。。在混凝土中掺入适量的粉煤灰，使水泥的用量减少，水泥中放热量大、放热速度快的铝酸三钙和硅酸三钙的含量减少，造成了掺入了粉煤灰的混凝土放热速度慢，放热量少。
6 大体积混凝土的处理
用木抹子进行表面提浆找平处理，以闭合水裂缝，初步标高用长刮杆刮平，再用木抹子收压两遍，这样既能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，又能防止因混凝土沉落而出现裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，提高混凝土抗裂性能。在混凝土二次收面时立即覆盖一层彩条布，并浇水养护。及时调节运输车辆，防止压车，断车而造成坍落度损失，影响泵送和基础浇筑质量。
保温养护过程中，应保持混凝上表面湿润。保温可以提高混凝土的表面抗裂能力。有资料表明，潮湿养护时，混凝土极限拉伸值比干燥养护时要大20－50%。在常温季节，混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法，替代前两种保湿保温养护办法。。根据混凝土内外温差数据，及时调整蓄水高度，也能收到预期效果。
结语
为了防止大体积混凝土的变形开裂，仅仅控制温度是不够的，还需要采取其它一定的技术措施来防止混凝土的开裂。比如优化混凝土的配合比、选择合适水泥的品种来提高混凝土的抗裂能力;改善混凝土结构的约束条件、改善混凝土的养护条件、严格控制混凝土的施工质量来防止混凝土的开裂等等。这些措施不是孤立的，而是相互联系、相互制约的、在实施的过程中必须结合结构的要求、现场的情况来全面考虑，合理采用。
参考文献
[1]孙春海.大体积混凝土施工技术研究[J].科技资讯,2010,(02).
[2]田弘.试论大体积混凝土温度控制施工技术[J].中华建设,2010,(02).
[3]杨晓松.大体积混凝土质量控制要点[J].科协论坛(下半月),2010,(01).
[4]尹洪龙.试析大体积混凝土施工技术[J].科技资讯,2010,(02).
高强混凝土论文范文第8篇
关键词：高强混凝土 框架柱 裂缝
1、前言
在大型火力发电厂主厂房结构中，由于其高度较大，且竖向荷载较大，故裂缝问题较为突出。经常出现的情况是：框架柱的断面由轴压比限值确定，而框架柱的配筋由构造配筋率决定，这其中存在着不合理的地方。应用高强混凝土可以显著减小构件的截面尺寸，减轻结构自重和钢筋用量，具有明显优点，可获得较高的经济效益。但高强混凝土的脆性会在某些情况下产生裂缝，强度等级愈高，脆性愈大。因此，在大型火力发电厂主厂房结构框架柱中应用高强混凝土，需研究改善高强混凝土柱抗裂缝能力的有效措施。
在火力发电厂结构工程中，裂缝的防治是一个有较大普遍性的问题。裂缝的扩展是结构物破坏的初始阶段; 同时，对于结构物而言，裂缝可能引起渗漏，影响结构的使用功能，并且引起持久强度的降低，如钢筋混凝土结构中保护层剥落。水工建筑物在水压头不高于水位的l0cm以下，就会产生的裂缝、渗漏、钢筋腐蚀、混凝土碳化等。因此，对裂缝的成因进行分析，在此基础上对预防裂缝的产生和发展及对裂缝形成后的处理
措施进行探讨是非常必要的。
2、高强混凝土框架柱工程的特点
在美国，以圆柱抗压强度标准值达到或超过42MOa为高强混凝土。欧洲国际混凝土委员会1995年的资料通报中定义高强混凝土为圆柱体抗压强度高于50MPa的混凝土，大体相当于我国C60级混凝士。在我国通常将强度等级等于或超过C50级的混凝土称为高强混凝土。这个分类标准适合我国国情。高强混凝土具有以下一些特性：
(1)高强混凝土受压时呈高度脆性，延|生很差。
(2)高强混凝土的抗拉强度、抗剪强度和粘结强度虽然均随抗压强度增加而增加，但它们与抗压强度的比值却随强度提高而变得愈来愈小，所以在处理高强混凝土构件的抗剪、冲切和扭转等问题时必须慎重。
(3)在相同的横向约束力作用下，高强混凝土纵向承载力的改善要比普通强度混凝土稍差，所以在计算配有间接钢筋的螺旋箍筋柱和局部承压等承载能力时，表示横向约束作用贡献的部分也要做出修正。
(4)受压时高强混凝土还有易产生裂缝的倾向，因此在设计局部承压以及钢筋搭接锚固时应特别注意。在这些部位要加强设置横向箍筋以防止裂缝。由于塑性变形能力较差，高强混凝土中钢筋锚固粘结应力的分布变得更不均匀。弯起钢筋的转角处会使混凝土受到较高的局部挤压力，也应注意防止裂缝。
3、混凝土框架柱裂缝的成因
在常用的建材，如钢、混凝土、砂浆等中，均存在有材料内部的初始缺陷。以高强度混凝土为例在尚未受荷的混凝土和钢筋混凝土结构中存在肉眼不可见的微裂。此微裂主要是存在于骨料与水泥石粘接面上的裂缝、骨料与骨料之间的裂缝、以及骨料本身的裂缝。微裂的分布是不规则的，这主要是由于混凝土内部的不均匀所所致。。在受荷的情况下，引起大于等于0.05mm宏观裂缝的产生及发展，形成通常所称的裂缝。由此可见，结构物裂缝的产生是有其内部原因和外部条件的，其内部条件为以上所述的材料的不均匀性所导致的内部缺陷和微观裂缝。其外部条件可概述为以下几点:
（1）由各种直接作用的外荷载如静、动荷载引起的直接应力而导致的裂缝。在电厂结构工程中，常见的有结构物自重、土的主动压力和被动压力、水的侧压力、各类设备的静、动荷载以及风荷载等等。此类荷载产生的应力一般可按常规计算方法得到，比较直接和明确，在设计过程中也较易得到控制，因此，此类荷载引起的应力导致的裂缝约只占结构裂缝的15%-20%左右。
（2）结构次应力引起的裂缝，此类应力产生的原因主要有: 结构物的实际工作状态与常规模型的出入。从而引起结构中应力分布与理论计算不一致;局部的开孔、洞也会引起应力集中现象，使在应力集中的部位产生裂缝。
（3）由变形变化引起的裂缝。此类裂缝在工程实践中最为多见，往往占裂缝的80%左右，比如高强混凝土的脆性会在某些情况下产生裂缝，强度等级愈高，脆性愈大。由于温度场的不均匀、材料的收缩和膨胀，不均匀沉降等也会引起高强混凝土柱裂缝的产生。
4、裂缝的防治策略
高强混凝土的脆性随着强度提高而严重，为了有效防治高强度混凝土柱产生裂缝，必须从以下几个方面加以防治，才能充分利用高强度混凝土的特点，减少其缺陷。
（1）高强混凝土的脆性随着强度提高而严重，所以主要受力截面上压区高强混凝土必须设计成约束混凝土，混凝土受压时在侧向有膨胀趋势，所谓约束就是从侧向给受压的混凝土以约束，限制其横向的膨胀变形，这样就能有效的防止高强度柱产生裂缝。
（2）合理添加外加剂各种止水剂、缓凝剂能有效减少混凝土的离析提高保水性，使混凝土内部结构较为均匀一致，养活因干缩、不均匀收缩、不均匀收缩引起的微裂; 同时，止水剂还能与混凝土的硅酸盐、铝酸盐进一步反应生成网状凝胶，堵塞裂缝，提高裂缝的自愈能力。
（3）注意温度应力的影响，削减施工过程中温度收缩应力和混凝土的干缩应力，从而防止干缩、温度收缩裂缝的产生; 由于混凝土的温差应力和干缩应力主要有气温、水化热温差等早期应力，因此，后浇带的保留时间应尽可能长些，一般不应少于40d。
综上所述，在大型火力发电厂主厂房结构中，采用高强度混凝土柱有利于提高主厂房结构的稳定性，但是由于高强度混凝土脆性随着强度提高而严重等自身的缺点，在施工和维护过程中必须采取合理的措施来防止高强度混凝土柱的裂缝的产生，，这对于最大限度的提高高强度混凝土柱在大型火力发电厂主厂房结构中的优势具有指导意义。
参考文献：
[1] 张国军.吕西林.刘伯权高强混凝土框架柱的恢复力模型研究[D].[期刊论文]-工程力学 2007(3)
[2] 司炳君.孙治国.艾庆华Solid65单元在混凝土结构有限元分析中的应用[D].[期刊论文]-工业建筑 2007(1)
[3] 徐伟栋配置高强钢筋的混凝土柱抗震性能研究[D].[学位论文]硕士 2007
高强混凝土论文范文第9篇
关键词：建筑施工，大体积混凝土，裂缝控制
引言
大体积混凝土的特点除体积较大外，更主要是由于混凝土的水泥水化热不易散发，在外界环境或混凝土内力的约束下，极易产生温度收缩裂缝。因此仅用混凝土的几何尺寸大小来定义大体积混凝土，就容易忽视温度收缩裂缝及为防止裂缝而应采取的施工要求。目前建筑工程中经常使用的高强、高性能混凝土，由于单方水泥用量大，即使最小边尺寸很小，水化热也不能忽视，也应按大体积混凝土对待，必须采取温度控制措施。
1 合理布置分布钢筋间距
混凝土是以水泥为主要胶结材料，拌合一定比例的粗、细骨料和水，一般还加入少量的各种添加剂，经过搅拌、注模、振捣、养护等工序，逐渐凝固硬化而成的人工混合材料。各种组成材料的成分、性质和相互比例，以及设备和硬化过程中的各种条件和环境因素，都会对混凝土的力学性能产生不同程度的影响。如进行适当的配筋，虽然适当的配筋不能有效的阻止裂缝的产生，但适当的配筋可以约束混凝土的塑性变形，从而分担混凝土的内应力，加强结构的整体性和减小温度裂缝的宽度，同时也提高了混凝土的极限拉伸。在实际大体积混凝土的工程中，配置钢筋并非越多效果越好。混凝土配置钢筋不仅能够提高混凝土的极限拉伸，同时还增加了混凝土的自约束应力。当混凝土发生收缩时，钢筋不收缩，因而必然产生收缩应力，但在配筋率比较低的条件下，收缩应力是微小的，一般可以忽略不计。但是当配筋率比较高的情况下，产生的收缩应力就可以导致混凝土开裂。。变形钢筋与混凝土之间产生的粘结力要远大于光圆钢筋和混凝土之间产生的粘结力，更能有效的约束混凝土的塑性变形，控制温度裂缝的宽度。所以，在大体积混凝土的配筋过程中，要根据情况尽可能的选用变形钢筋。
2 避免采用高强混凝土
高强混凝土的划分范围，国内外没有一个确定的标准。从我国现今的结构设计和施工技术水平出发，也考虑到混凝土材性的变化，采用高强混凝土虽然可以提高混凝土的抗压强度，但是混凝土的抗拉强度随着抗压强度增长增长缓慢，而且高强混凝土的明显呈现出“脆性”，极限应变变小，更容易产生裂缝。采用高强混凝土必然要提高水泥的标号、减小水灰比或者使用各种聚合物作为胶结材料来代替水泥，这不仅使施工过程和施工质量难以保证，并且提高了工程造价。所以，基础混凝土宜选用中低强度混凝土，强度等级宜在 C20~C35的范围内选用，利用后期强度R60。
3 水泥的选择
大体积混凝土产生裂缝的最主要的原因是因为水泥水化时释放出大量的热量在混凝土内部产生温度应力而产生裂缝。为此，在施工中应合理的选用选用低热和中热水泥以及尽量减少单位水泥用量，从根本上控制因水泥的水化热引起的温升。一般来说水泥用量每增减10kg，度亦相应升降1℃。日前，在工程中常用的水泥，主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。在一些特殊工程中，还使用专用水泥和特性水泥，如铝酸盐水泥、膨胀水泥、快硬水泥、低热水泥和抗硫酸盐水泥等。
为了降低因水泥水化产生的热量引起的温升，在保证基础有足够的强度满足使用要求的前提下，可以利用混凝土60天或90天的后期强度，这样既可以避免混凝土在前期就释放出大量的水化热而使混凝土产生较大的温差，也可以减少混凝土中水泥的用量，以降低混凝土浇筑块体的温升。
4 骨料的选择
在混凝土中，砂、石等粗细骨料的体积占混凝土体积的70%以上，起到骨架的作用。在选用骨料的时候应优先选用热学性能好的骨料。因骨料占混凝土组成比例的绝大部分，因此混凝土的热学性能在很大程度上取决于骨料的矿物性质，优先选用热学性能好的骨料是混凝土温度控制的基本措施之一。目前，我国各地工程所需的骨料是就地取材的天然骨料，对于天然骨料应该按规范要求进行物理力学性能试验。
5 掺入其他材料
在混凝土中掺入聚丙烯网状纤维是利用“抗”的方法来阻止裂缝的出现和裂缝的开展。其原理主要在于，混凝土中水泥作为胶凝材料来握裹聚丙烯网状纤维，这些聚丙烯网状纤维起到微细配筋作用，利用水泥和聚丙烯网状纤维之间的握裹力来消耗混凝土变形开裂能量、调高混凝土的韧性、掌托骨料和减少混凝土离析泌水，从而控制水泥基体内部微细裂缝的生成和扩展，提高混凝土的抗裂性能。
另外，在混凝土中掺用粉煤灰作为混合料，在我国已经广泛使用。通过实验，在混凝上中掺入适量的粉煤灰后，不但可以节约水泥，降低工程造价，而且混凝土的许多性能都可获得改善。。在混凝土中掺入适量的粉煤灰，使水泥的用量减少，水泥中放热量大、放热速度快的铝酸三钙和硅酸三钙的含量减少，造成了掺入了粉煤灰的混凝土放热速度慢，放热量少。
6 大体积混凝土的处理
用木抹子进行表面提浆找平处理，以闭合水裂缝，初步标高用长刮杆刮平，再用木抹子收压两遍，这样既能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，又能防止因混凝土沉落而出现裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，提高混凝土抗裂性能。在混凝土二次收面时立即覆盖一层彩条布，并浇水养护。及时调节运输车辆，防止压车，断车而造成坍落度损失，影响泵送和基础浇筑质量。
保温养护过程中，应保持混凝上表面湿润。保温可以提高混凝土的表面抗裂能力。有资料表明，潮湿养护时，混凝土极限拉伸值比干燥养护时要大20－50%。在常温季节，混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法，替代前两种保湿保温养护办法。。根据混凝土内外温差数据，及时调整蓄水高度，也能收到预期效果。
结语
为了防止大体积混凝土的变形开裂，仅仅控制温度是不够的，还需要采取其它一定的技术措施来防止混凝土的开裂。比如优化混凝土的配合比、选择合适水泥的品种来提高混凝土的抗裂能力;改善混凝土结构的约束条件、改善混凝土的养护条件、严格控制混凝土的施工质量来防止混凝土的开裂等等。这些措施不是孤立的，而是相互联系、相互制约的、在实施的过程中必须结合结构的要求、现场的情况来全面考虑，合理采用。
参考文献
[1]孙春海.大体积混凝土施工技术研究[J].科技资讯,2010,(02).
[2]田弘.试论大体积混凝土温度控制施工技术[J].中华建设,2010,(02).
[3]杨晓松.大体积混凝土质量控制要点[J].科协论坛(下半月),2010,(01).
[4]尹洪龙.试析大体积混凝土施工技术[J].科技资讯,2010,(02).
高强混凝土论文范文第10篇
关键词：混凝土，影响因素，强度，材料，季节
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质的多项复合脆性材料。在现代工程建设中混凝土占有重要地位。混凝土原材料丰富、可模性好、用途广泛、经久耐用，维护费用少，现场施工方便灵活。博士论文，材料。混凝土质量的好坏，对建筑物的安全及造价有很大影响，因此在施工中我们必须对混凝土施工质量的影响因素有足够的重视。
混凝土质量的影响因素：
（1）混凝土质量的主要指标之一是抗压强度，影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比
当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。当水灰比不变时，企图用增加水泥用量来提高温凝土强度是错误的，此时只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩和变形。因此，我们要：a、设计合理的混凝土配合比。合理的混凝土配合比由实验室通过实验确定，除满足耐久性要求和节约原材料外，还应该具有施工要求的和易性。因此要实验室设计合理的配比，必须提供合格的水泥、砂、石。水泥控制强度，砂控制细度、含水率、含泥量等，石控制含水率及含泥量等。只有材料达到合格要求，才能做出合理的混凝土配合比，才能使施工得以正常合理的进行，达到设计和验收标准。b、严格控制原材料计量。如果不能按照配合比设计、试配和调整过程中得出的施工配合比投料，所生产出的砼就可能达不到设计强度，将危及结构安全，或者在和易性等方面给施工带来不便，也可能造成材料的不必要浪费。混凝土配料应按施工配合比施工，首先要及时测定砂、石含水率，将设计配合比换算为施工配合比。要用重量比，不要用体积比，要严格计量。其允许偏差不得超过下列规定：水泥、矿物掺合物料±2%；砂、石±3%；水、外加剂溶液±2%。博士论文，材料。最后，要及时检查原材料是否与设计用原材料相符。c、加强原材料管理，混凝土材料的变异将影响混凝土强度。水泥进场必须附有水泥厂的出厂合格证或进场试验报告，并应对其品种、强度等级、包装或散装仓号、出厂日期等进行查验。现场入库水泥应按品种、强度等级和出厂日期分别堆放并做好标志。为防止水泥受潮，现场仓库应尽量密闭，屋顶与外墙不得渗漏水。水泥如果受潮结块或过期，在使用前应将块状物筛除，再进行试验鉴定，按实验达到的标号使用。因此收料人员应严把质量关，不允许不合格品进场，另外与原材料不符及时汇报，采取相应措施，以保证混凝土质量。d、进行混凝土强度的测定，我们以28天强度为准，为施工简便和质量保证，我们一般做7天试块，以对混凝土强度根据其龄期测定其发展，以明确确定其质量。
粗骨料对混凝土强度也有一定影响，粗骨料分卵石和碎石两种，碎石大多由天然岩石经破碎、筛分而成，也可将大块卵石轧碎、筛分而成，在相同条件下，碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆的粘结性比卵石强，在配合比相同时，两种材料配制的混凝土，碎石的混凝土强度比卵石混凝土强度高。细骨料品种砂对混凝土强度也有一定的影响但比比粗骨料小。博士论文，材料。博士论文，材料。因此，砂、石质量必须符合混凝土各标号用砂、石质量标准的要求。
（2）夏、冬季节混凝土的施工
a、在夏季混凝土施工时由于气温过高干燥与大风等这些因素会使混凝土坍落度减小，凝结速度加快、水分迅速蒸发，导致产生塑性收缩裂纹与干缩裂纹、新老混凝土接槎不良、运输困难，最终造成混凝土质量下降、抗渗与耐久性变差。须采取以下措施：采用水化热低的水泥，对砂石拌合水采取降温措施，使用减水缓凝剂。合理组织运输设备与距离，将搅拌至浇筑时间控制在1小时以内，使用手推车、翻斗车运输时，白天要覆盖遮阳，防止曝晒。浇筑时模板、钢筋、旧混凝土基层要洒水湿润、降温；在浇筑过程中要合理分段分层，使新老混凝土间隔时间缩短；避免在阳光直射下浇筑，风大时要设风障挡风。尽量安排在早晚与夜间浇筑；浇筑、振捣混凝土过程尽量迅速紧凑。混凝土浇筑后应立即覆盖塑料薄膜或覆盖草帘子反复洒水保湿；要避免曝晒，风吹或暴雨浇淋，停止养护时要逐渐干燥，以防止裂缝产生。b、冬季施工的混凝土由于外界气温较低，若在温度低于4℃时，混凝土中游离水的体积开始膨胀，而此时新浇混凝土的强度很低，就会在混凝土内部留下孔隙，影响混凝土的最终强度。当温度降至少-4℃以下时，混凝土内部的水结冰，水化反应趋于停止，面水结冰体积膨胀又可能使混凝土胀裂。博士论文，材料。所以应从混凝土原材料、配合比、搅拌、运输、浇筑和养护等环节上采取措施：一般选用水泥水化热大的水泥品种，水泥强度等级不宜低于42.5 Mpa，混凝土用量不宜少于300kg/m3，水灰比不应大于0.6，并应加入早强剂以提高早期强度，加入减水剂以减少用水量；拌制混凝土采用的集料必须清洁，不得含有冰碴雪块以及其他易冻裂物质；添加防冻剂；混凝土搅拌场地应尽量靠近施工地点,以减少材料运输过程中的热量损失,同时也应正确选择运输用的容器；混凝土浇筑前,应清除模板和钢筋上,特别是新老混凝土(如梁,柱交接处)交接处的冰雪及垃圾；养护时采用草袋、麻袋来进行保温,且保持干燥；在模板外部保温时,除基础可随浇筑随保温外,其它结构必须在设置保温材料后方可浇筑混凝土.钢模表面可先挂草帘,麻袋等保温材料并扎牢,然后再浇筑混凝土. 保温材料不宜直接覆盖在刚浇筑完毕的混凝土层上,可先覆盖塑料薄膜,上部再覆草袋,麻袋等保温材料；拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料,以防混凝土表面温度的骤降而产生裂缝。博士论文，材料。
综上所述，为了保证混凝土的质量，施工中必须严格遵守相关的材料检验与施工操作规范规程，我们应从各个方面控制混凝土质量，以确保整个工程质量，以保证企业信誉和发展。
高强混凝土论文范文第11篇
钢管混凝土FRP混凝土（SCFC）组合柱是新近提出的一种新型组合柱形式。提出考虑外钢管与FRP的双重约束效果，采用双剪统一理论分析了SCFC组合柱外钢管、外层混凝土、FRP管以及内层混凝土的应力状态，根据静力平衡条件得到了SCFC组合柱的轴压承载力计算公式，其与试验结果能够较好吻合。分析了含钢率、FRP与钢的相对配置率、FRP径厚比以及FRP管直径对轴压承载力提高系数的影响，结果表明：随着含钢率的增加、FRP与钢的相对配置率的提高以及FRP径厚比的减小，SCFC组合柱轴压承载力提高系数都有一定程度提高；内FRP管直径与外钢管边长之比在0.65～0.75之间时，轴压承载力增益效果较好。
关键词：
组合柱；双剪统一强度理论；承载力；应力
中图分类号：TU398.9
文献标志码：A文章编号：16744764（2017）02004307
Abstract：
The sectional form of steelconcreteFRPconcrete （SCFC） column， as a novel composite column， has a steel tube as the outer layer and a circular FRP tube as the inner layer， and concrete filled between these two layers and within the FRP tube. Considering the confinements from both outer steel and inner FRP layers， the twin shear unified strength theory and force equilibrium condition are utilized to develop an analytical model of bearing capacity of SCFC column. The accuracy of the proposed model is evidenced through being compared with experimental data. The parametrical study is conducted in order to evaluate the confinements affected by the sectional steel proportion， ratio of FRP to steel， ratio of diameter to thickness of FRP and FRP diameter itself. The results indicate that the greater sectional steel proportion， the larger ratio of FRP to steel， and smaller ratio of diameter to thickness of FRP have positive contributions on the confinements of SCFC. The ratio of FRP diameter to steel side length locates between 0.650.75 can lead to a better confinement.
Keywords：
composite column； twin shear unified strength theory； bearing capacity； stress
随着建筑结构高度与跨度的不断增加，普通钢筋混凝土难以达到结构所需的强度和刚度要求，钢、纤维增强复合材料（FRP）与混凝土的组合应用理念应运而生。目前，应用较为广泛的组合柱类型为：钢管约束混凝土柱（CFST）[12]、FRP约束混凝土柱（CFFT）[35]、复合钢管混凝土柱[67]以及钢管FRP混凝土组合柱等。内置FRP约束混凝土的钢管混凝土组合柱（SteelConcreteFRPConcrete Column，简称SCFC Column）是新近提出的一种钢管FRP混凝土组合柱形式，即钢管混凝土柱内填充FRP约束混凝土。李帼昌等[810]、冯鹏等[11]、Cheng等[12]较早地对这一组合柱进行了研究。这些学者设计的组合柱截面形式为：外管选择方钢管，内管选择FRP圆管，两管间及FRP内管填充混凝土。SCFC组合柱的制作方式有两种：一是先制作并布置好内外两管，最后浇筑内外层混凝土；二是先制作内层混凝土柱，再缠绕FRP以施加约束，将约束混凝土柱置于钢管中，最后浇筑夹层混凝土。内外层混凝土宜采用细石混凝土或自密实混凝土，并采用振动棒贴壁和插入振捣，以保证浇筑质量。此外，FRP管表面的凹凸和粗糙可不作处理，以保证FRP与内外层混凝土的粘结性能。传统的方钢管混凝土组合柱通常由于混凝土侧向变形导致钢管发生屈曲变形，从而削弱了方钢管对混凝土的约束作用[13]，SCFC中FRP圆管对核心混凝土提供有效环向约束，降低了核心混凝土的横向变形，由此降低了对方钢管的侧压力，减缓了应力集中现象，从而提高了约束效果，使得构件的承载能力有效提高。文献[8]基于统一理论提出了SCFC的轴压承载力公式，研究了试件的含钢率及CFRP圆管与方钢管的相对配置率对构件轴压承载力的影响。但目前对于SCFC受力机理的研究还比较少，笔者基于双剪统一强度理论，考虑外钢管与内FRP管对混凝土的双重约束作用，对SCFC的轴压承载力进行研究，根据极限平衡原理得出轴压承载力计算公式，并且⒓扑憬峁与实验数据进行对比，验证了轴压承载力计算公式的准确性。
1双剪统一强度理论
俞茂宏在双剪强度理论的基础上，考虑作用于双剪单元体上的两个较大剪切应力及其面上的正应力，建立了一种全新的考虑中主应力影响的适用于各种不同材料的双剪统一强度理论，其数学表达式为
σ2≤σ1+aσ3[]1+a，
F=σ1-a[]1+b（bσ2+σ3）=σt（1a）
σ2≥σ1+aσ3[]1+a，
F′1[]1+b（σ1+bσ2）-aσ3=σt（1b）
式中：σ1、σ2和σ3分别为3个主应力；a=σt/σc为材料的拉压强度比；σt和σc分别为材料的拉伸强度和压缩强度；b为反应中间主应力效应的材料参数，也是反应不同强度理论的参数。
约束混凝土轴压承载力提高的原因在于混凝土在受压时产生侧向变形，随着荷载的不断增加，核心混凝土及夹层混凝土的侧向变形开始增大，而FRP及钢管限制了混凝土的膨胀，由于变形协调而产生了相互作用[8]。李帼昌等[8]及Feng等[11]的试验研究都表明，对于SCFC组合柱而言，当构件进入弹塑性阶段时，混凝土的侧向变形因为微裂缝发展而增大，FRP管处于环拉和径向受压的两向应力状态，外钢管处于轴压、环拉和径向受压的三向应力状态，内外的混凝土处于三向受压的应力状态。FRP环向拉力逐渐增大至FRP断裂强度而退出工作，此时，构件达到极限承载力，在此过程中，FRP有效约束了内层混凝土的变形。此后，钢管与混凝土发生应力重分布，钢管由主要承担竖向力转为承担环向力。同时，由于钢管、混凝土、FRP管之间的相互作用，导致随着含钢率的增加（即钢管厚度的增加），钢管的套箍作用增强，试件的承载力得到明显提升，也证明了内层混凝土的约束作用来自于FRP管及外钢管两部分。因此，对于SCFC而言：夹层混凝土受到外钢管的约束力po，而内层混凝土的约束力由两部分组成：一部分是FRP管对其的约束力pi和外钢管传递过来的约束力p′o。其受力模型如图1所示。
2.3混凝土应力分析
由于钢管和FRP的约束作用使得核心混凝土处于三向受压状态，而此时三向受压混凝土的强度相比于无约束混凝土的强度有明显的提高，因此，受钢管和FRP约束的混凝土的轴压承载力大大高于核心混凝土和钢管以及FRP各自的轴压承载力之和。在SCFC结构中，钢管和FRP的贡献主要体现在对混凝土的约束上，约束后的混凝土强度是影响钢管混凝土轴压承载力的决定性因素。
2.3.1外层混凝土应力分析
方钢管通过面积等效原则简化为圆钢管，其对核心混凝土产生约束作用，使其处于三向受力状态。对于夹层混凝土而言，除了钢管的约束作用，还受到内侧FRP的紧箍作用。假设外层混凝土受到内外均匀的约束力作用，取钢管和FRP约束中的较小值，此时，外层混凝土的应力状态为0>σ1=σ2>σ3，取σ1=po，混凝土处于三向受压状态，应用双剪统一强度理论，并用混凝土凝聚力c和内摩擦角φ表示为
3.2影响因素分析
为了更好地表征SCFC组合柱中钢管与FRP约束对承载力增益效果，定义轴压承载力提高系数η=N/N0，式中N为通过式（18）和（19）计算而得的承载力值，N0为不考虑钢管和FRP约束作用时钢管与混凝土承载力之和。
3.2.1材料配置参数的影响
试验研究表明，影响SCFC组合柱承载力的主要因素为：含钢率As/Ac、FRP与钢管的相对配置率β=Af/As和FRP管的径厚比d/tf。对文献[10]中构件在截面尺寸不变的情况下，变化材料参数，研究各参数变化对于承载力提高系数的影响。
1）含钢率As/Ac，即钢管截面面积与混凝土截面面积之比。在SCFC组合柱截面大小与内部配置的FRP大小一定时，组合柱承载力提高系数随着含钢率的变化如图4所示。随着钢管厚度增大，构件含钢率变大，承载力提高系数变大，说明含钢率越大，钢管对内部混凝土的约束作用越明显，且截面宽度较小时含钢率的变大导致承载力的增益效果更明显，这与文献[1011]的试验结论是一致的。
2）FRP与钢管的相对配置率β=Af/As，FRP截面面积与钢管截面面积比。在含钢率不变的情况下，组合柱承载力提高系数随相对配置率的变化如图5所示，对于含钢率相同的构件，相对配置率越大，FRP所占比重越大，相应的承载力提高越多，这是由于在构件轴心受压时，FRP对核心混凝土的约束作用会随着FRP层数的增加，即Af/As的增加而增加。
3）FRP管的径厚比d/tf，即FRP管直径与厚度的比值。在含钢率不变的情况下，组合柱承载力提高系数随FRP管径厚比的变化如图6所示，随着径厚比的增大，承载力提高系数降低。径厚比的增大可以表现为FRP厚度相同时，其直径增大。由式（5）可知，直径增大将导致约束效果降低，从而导致承载力增益效果下降。
3.2.4内FRP管参数的影响
在含钢率与β不变的情况下，通过变化参数，得到了承载力提高系数与内FRP径厚比、内外管直径边长比d/D的关系，如图7和图8所示。由图7可以看出，含钢率不变的情况下，随着FRP径厚比的变大，承载力提高系数先增加后减小，存在最优值。此外，由图8可知，内FRP直径d为0.65D～0.75D，轴压承载力增益效果较好。
4结论
1）将内置FRP约束混凝土的方钢管混凝土组合柱（SCFC）分为外钢管、外层混凝土、FRP管以及内层混凝土4个部分，考虑外钢管与FRP的双重约束效果，采用双剪统一理论分析了构件的应力状态，得到了轴压承载力计算公式，对比了文献中的试验数据，具有较好的精度。
2）含钢率As/Ac、FRP与钢管的相对配置率β=Af/As和FRP管的径厚比d/tf都对SCFC轴压承载力提高系数的具有一定的影响，随着含钢率的增加、β的提高以及胶癖鹊募跣。SCFC轴压承载力提高系数都有一定程度提高。
3）内FRP直径d为0.65D～0.75D时，轴压承载力增益效果较好。
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高强混凝土论文范文第12篇
关键词：钢纤维 聚丙烯纤维混杂纤维混凝土 力学性能 物理性能
中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：
[Abstrct]:Fiber reinforcement is commonly used to provide toughness and ductility to brittle cementitious matrices.two or more types of fibers are rationally combined to produce a composite that derives benefits from each of the individual fibers and exhibits a synergetic response.The enhancement mechanism of hybrid fibers reinforced and their research methods are analyzed in this paper. The status quo of the research and application about hybrid fiber reinforced concrete is summed up, and a pilot study about the application prospect of hybrid fiber reinforced concrete is discussed.
[Key words]: Fiber reinforced concrete；Hybrid fibers
0引 言
钢-聚丙烯纤维增强混凝土（steel-polypropylene hybrid fiber-reinforced concrete）是以水泥浆、砂浆或混凝土为基体，以非连续的短钢纤维和聚丙烯纤维作为增强材料所组成的水泥基复合材料的总称。试验研究表明，纤维掺入混凝土能够改善基体的特性，由于纤维性能不同，在基体中，单一纤维只是在一定程度上体现它的某些特性。其中高弹性模量钢纤维混凝土的优越的物理和力学性质主要表现为：(1)较高的抗拉、抗压、抗弯极限强度和抗剪性；(2) 卓越的抗裂和抗疲劳性能； (3) 抗冲击性能良好；(4)能明显改善变形性能； (5)强度和重量比较大，比较经济。而具有低弹性模量的聚丙烯纤维的优势主要表现在：(l)能够控制混凝土裂缝，提高结构物抗裂性、减少混凝土早期塑性裂缝；(2)耐腐蚀；(3)增加混凝土的延性、抗冲击性、抗渗性及耐磨性；(4)有助于防火；(5)用量少，价格低。如果在混凝土这种多相、多层次的复合材料中，掺杂多种不同性能的纤维，从不同层次上对基体进行优化，就可以发挥材料的最佳性能。
因此，随着材料科学和结构工程的发展，钢-聚丙烯纤维混凝土（以下缩写HFRC）特性正逐步成为国内外学者研究的焦点。本文将概述国内外的钢-聚丙烯混杂纤维的研究与发展，并在此基础上探讨目前混杂纤维研究所存在的问题及研究方向。
1 混杂纤维混凝土的混杂效应
混杂纤维在混凝土中的作用主要体现在阻裂、增强和增韧三个方面，目前对HFRC的增强机理主要有以下两种理论解释：一、复合材料力学理论；二、纤维间距理论。大量学者研究发现，在纤维材料差异及纤维体积率匹配的不同情况下，混杂纤维增强混凝土会出现正、负两种混杂效应。
孙伟[2]等选用不同尺寸不同弹性模量的纤维混杂，发现混杂纤维能提高混凝土的限缩能力和阻裂能力，并在改善其抗渗性能方面表现为正混杂效应。
王成启[3]对不同尺寸纤维混凝土的混杂效应机理做了分析，认为混凝土的破坏实质为裂缝产生、亚临界扩展和失稳扩展的过程，并在此基础上提出混杂增强效应系数的概念。
2004年，Banthia[4]等人通过试验，解释了钢纤维与聚丙烯纤维混杂时的增强效应原理。同时提出三种混杂效应:基于纤维本构关系的混杂、基于纤维尺寸的混杂、基于纤维功能混杂，对混杂纤维的混杂效应研究具有重要意义。
2 混杂纤维混凝土的力学性能
上世纪70年代中期，Walton和Majumdar[5]最先进行了HFRC的研究，研究表明钢纤维和聚丙烯纤维共同作用提高了基体的抗拉性能和抗冲击性能。
同时P.Sukontaukkul[6]研究发现，HFRC综合了钢纤维混凝土较高的初裂荷载、最大荷载的优点和聚丙烯纤维混凝土优越的延性韧性。
Parviz，Sorouhian[7]等人对HFRC的断裂性能进行了研究，并探讨了HFRC的增强机理和破坏机理。
姚志雄[8]等实验研究发现加入钢纤维后RPC断裂能、延性指数和特征长度大幅提高。并且RPC的断裂能随钢纤维掺量的增加而增大,但其延性指数和特征长度则随钢纤维掺量呈现出不同的变化规律。
Johnston[9]与Swanmy的实验证实，混凝土中掺入纤维对其提高抗压强度意义并不大，但由于纤维的加入，增大了混凝土压缩破坏时的延性。但Glavind 和 Aarre 等人的研究表明，将钢－聚丙烯混杂纤维掺入混凝土中，可以提高混凝土的极限压应变。
贺大荣[10]也证实混杂纤维混凝土的抗压强度变化幅度不大。研究发现当纤维掺量较低时,可以增强砼抗压强度。反之，纤维混凝土的抗压强度会降低,甚至低于素混凝土的强度。
1982年 KobayashiKll[11]等人研究了HFRC的弯曲性能并首次提出“Hybrid”一词，研究表明混杂纤维对混凝土有更好的增韧效果。
梁济丰等人[12]对S-P混杂纤维混凝土抗冲击试验发现混杂纤维混凝土对抗冲击性能的提高非常明显，王凯[13]等人通过试验研究表明，钢纤维和聚丙烯纤维在较低掺量下，混凝土的抗压、抗拉强度、断裂强度和抗弯韧性有显著提高。,张平中等人在对S―P混杂纤维混凝土进行抗冲击强度试验分析后也得出类似结论。
3 混杂纤维混凝土的物理性能
钱红萍等在研究各龄期内纤维混杂对混凝土收缩性能影响规律时发现混杂纤维能明显降低混凝土的收缩率，且限缩效应的大小与纤维混杂种类纤维体积掺量大小等因素密切相关。
M.sarigaphutil[14]等对纤维增强混凝土的收缩开裂与耐久性进行了试验研究，发现掺入纤维可以有效地减少混凝土的收缩开裂，且与未加纤维的混凝土相比可以有效地减少裂缝宽度。
Zhang J．[15]等人基于纤维间距理论和纤维、混凝土间剪应力传递的概念，建立了纤维混凝土收缩公式，并认为纤维的减缩作用类似粗骨料工作原理。
鞠丽艳等人在混杂纤维混凝土抗爆裂性能研究时发现,800℃时,混杂纤维明显提高了混凝土的抗爆裂性能,同时分析了混杂纤维改善高性能混凝土高温性能的作用机理.
潘慧敏采用液化石油气燃烧模拟火灾,对HFRC高温力学性能及抗爆裂性能进行了研究。结果表明混杂纤维的掺入提高了混凝土火损试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度。高温下,混杂纤维能有效地阻止混凝土产生爆裂,并能较好地保持混凝土的完整性。
何晓达试验发现在400oC高温下恒温2小时后，混杂纤维混凝土仍能承受较高荷载，此时强度绝对值在35MPa左右；强度剩余率在65％左右；在800 oC高温下恒温2小时后，混杂纤维混凝土强度剩余率在30％左右。
陈猛[16]等人对素混凝土和钢-聚丙烯混杂纤维混凝土两种材料进行了弯曲疲劳试验，发现混杂纤维混凝土在循环荷载作用下的疲劳破坏表现为良好的塑性性质。
孙家瑛[17]试验发现纤维混杂比例会对混凝土的抗渗性产生正负效应。陈德玉和谭克锋[18]研究了长度不同的聚合物微纤维的抗渗性能，认为均匀分布在混凝土中的大量纤维起到了“分流和筛滤”的作用，降低了混凝土表面的析水，阻碍了集料的离析，可以极大地提高抗渗能力。朱缨[19]也有类似的结论，而且随着微纤维掺量增加，抗渗性能增加。易成等人的带裂纹试件渗透试验表明，渗透流量与裂缝宽度之间不服从立方定律，掺入纤维后混凝土的裂缝扩展方式更有利于混凝土抗渗。
黄承连[20]认为低掺量的合成纤维也能明显提高混凝土抗冻性能，可使冻融循环次数提高50%甚至是1倍以上，若纤维掺量太少则对混凝土的抗冻性能改善作用明显降低。
杨成蛟[21]通过混杂纤维混凝土力学性能及抗渗性能的试验研究发现,混杂纤维对混凝土抗渗性能影响不大.引气剂有助于提高混杂纤维混凝土的抗渗性.另外简单分析了纤维混杂方式对混凝土力学性能和抗渗性能影响的机理.
4总结展望
本文主要介绍了混杂纤维混凝土的增强机理和国内外混杂纤维混凝土的物理性状、力学性状的研究状况，虽然混杂纤维混凝土的很多理论还亟待完善,但是，随着人们对混杂纤维混凝土研究工作的深入开展，研究领域的不断扩展，混杂纤维混凝土在铁路工程、工业建筑地面、机场跑道、公路、大坝等有着广泛的应用潜能。相信随着研究的深入，混杂纤维混凝土的优越性能将日益显露，其应用前景也必将是十分广阔的。
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高强混凝土论文范文第13篇
关键词：BFRP 混凝土方柱
中图分类号：TU377 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0049-02
The Study on BFRP confined Concrete Square Column Strength and Stress-Strain Relation
Wang Yuefa
（zhongshan City，Guangdong Central Environmental Engineering Co，Ltd，Zhongshan Guangdong，528400，China）
Abstract：Stress analysis of BFRP confined concrete square columns， on the basis of the experiment， data analysis， elaborated the influence parameters of concrete mechanical properties of BFRP constraints， analysis of BFRP confined reinforced concrete columns with fiber strength and characteristic values， with the relationship between the fiber characteristic value and peak strain， with the relationship between the fiber characteristics value and the ultimate strain， it has great influence on the stress and strain.
Key Words：BFRP；Square Concrete Column；
FRP（fiber reinforced polymer or plastics纤维增强复合材料）在土木工程中的结构加固、修复上的应用日益广泛，主要因其具备高的比强度、好的抗疲劳性能、好的减震性能以及抗腐耐久等优良性能。但是FRP组合混凝土构件的理论研究远滞后于其实践应用，目前关于FRP加固、修复结构构件的设计大多停留在依据相关试验数据、类似钢管约束混凝土机理以及经验基础上，这是一种不科学甚至不安全的措施[1]。故有必要对FRP组合混凝土构件的破坏机理、本构模型等最基本的理论问题加以探讨。在混凝土柱的加固中应用FRP的约束作用来提高其抗力和改善其变形性能受到了工程界的广泛重视，为此，许多学者对FRP约束混凝土进行了研究，得到了很多有用的结论和有价值的试验数据。
1 BFRP约束混凝土方柱轴心受压力学性能
1.1 BFRP约束方柱混凝土工作机理
约束混凝土方柱轴心受压力学性能分析纤维约束混凝土方柱轴心受压力学性能根据己有的试验研究可知，纤维约束混凝土与箍筋约束混凝土机理相似，都是通过其环向约束力对核心混凝土进行约束。当试件受压时，混凝土产生横向膨胀变形，导致纤维布片材受拉，在试件截面四边的直线段，由于纤维布片材的刚度极小而产生水平弯曲，因此对试件混凝土的约束很小；但在截面转角处相对刚度大，不易产生水平弯曲，由于对称性使两个互相垂直方向上的片拉力形成沿对角线（45”）上的合力，该合力对混凝土柱对角线形成强有力的约束。因此，纤维约束矩形截面构件时，柱混凝土所受的侧向约束力是沿对角线方向上的集中挤压和沿截面水平分布的很小的横向约束力。由此可见，纤维对混凝土的约束作用沿混凝土柱侧面不是均匀分布的，在截面拐角处最大，在截面的中间最小。
1.2 BFRP约束方柱混凝土的研究现状
影响BFRP约束混凝土力学性能的参数主要有以下几个：BFRP的包裹量、混凝土强度、纤维类型、纤维包裹方式。虽然BFRP加固技术应用非常广泛，但由于起步较晚，到目前为止，无论是国内还是国外，都存在着理论落后于实际应用的状况，并且尚缺乏一套完整的、较为完善的理论分析方法。
1.3 BFRP纤维约束方柱混凝土的强度和变形
1.3.1 试验数据概况
随着纤维加固技术的不断发展，碳纤维加固技术已经在工程实际中大量使用，并取得很好的效果。近年来国内在碳纤维约束混凝土方面的研究已有较多的研究并取得了很多成果。
随着纤维加固技术的不断发展，碳纤维加固技术已经在工程实际中大量使用，并取得很好的效果。
主要参数有：混凝土立方体强度fcu、包裹层数n、碳纤维抗拉强度、碳纤维布加固率、含纤特征值、未约束混凝土轴心抗压强度和峰值应变、碳纤维约束混凝土峰值应力、峰值应变：’以及极限应变’。含纤特征值，即，经过计算变化范围为0.052-1.038。试验数据见表1。
1.3.2 试验数据分析
试验中，大部分试件都是因为角部纤维布的拉断而破坏，说明虽然对混凝土试件做了倒角处理，但角部依然存在不同程度的应力集中；不同层数包裹玄武岩纤维布的混凝土方柱的极限强度都有明显的提高，以往的试验研究也表明，BFRP布加固混凝土柱体可以大幅度提高混凝土的极限抗压强度（见图1～图3）。
1.3.3 试验结果分析
（1）研究表明，采用碳纤维条带约束混凝土方柱时，其破坏过程及曲线特征与螺旋箍筋约束混凝土类似。当纤维特征值较大时，其强度的变形可以得到显著提高。
（2）研究表明碳纤维约束可以提高混凝土变形能力改变其延性。
（3）随着的增大，峰值应变呈非线性提高，碳纤维布的横向约束可以有效的提高混凝土的变形能力，并且峰值应变随着含纤特征值的增加较峰值应力增加更为明显。
（4）碳纤维约束可以有效的提高混凝土的强度，并且碳纤维约束混凝土强度随着含纤特征值的增加而增大。所收集试验数据峰值应力最高提幅（即混凝土强度相对增大值）可达120%。
2 结论
碳纤维约束混凝土方柱的受力机理及影响约束效果的因素，其中以纤维加固量影响较大。收集了较为典型的碳纤维约束混凝土试件近20个试件。通过对试验数据的回归分析，建立了以含纤特征值为参数的碳纤维约束混凝土方柱强度、峰值应力及极限应力的经验公式。分析可知，碳纤维可以很好的提高混凝土的强度和变形能力；增大含纤特征值，混凝土峰值应力和峰值应变和延性均显著提高。
参考文献
[1] 赵彤，谢剑，等.碳纤维布改善高强混凝土性能的研究[J]工业建筑，2001，31（3）：42-44.
[2] 李静，钱稼茹，蒋剑彪.C皿P约束混凝土应力一应变全曲线研究[C]//第二届全国土木工程用纤维增强复合材料（BFRP）应用技术学术交流会论文.2002.
高强混凝土论文范文第14篇
【关键词】框架结构；混凝土施工；缝处理方法
大量工程结构震害实例表明， 框架结构节点普遍破坏较重，往往导致结构失效， 中外学者分析表明， 这是多方面的原因， 包括设计失误， 没有加强节点强度， 实现强节点强锚固等原因。同时施工中也存在施工质量弱点， 难于保证设计预期目标。施工中新老混凝土施工间隔期， 接续面方位， 接续面处理方法， 新老混凝土生熟配料及振捣控制质量都密切的影响着节点粘结强度， 因此在框架结构工程施工过程中，由于每一层柱子施工中必然与下层柱子存在施工缝，怎样留置施工缝， 怎样处理施工缝， 使工程质量不受影响，保证砼结构的安全性，更显得尤为重要。
一、当前框架结构梁柱节点施工方法及缺陷
（一） 早期在一般的框架结构施工中， 浇注完一层柱子后， 进行支模， 模板安装完成后才进入下道工序浇注上层梁混凝土， 因此根据施工工期及人， 材， 机等情况， 新老混凝土接续间隔期长短不一， 在浇注时一般节点随梁混凝土一起浇注， 并且节点混凝土强度等级按梁进行施工。
（二） 随着科研的发展及施工水平的提高， 尤其是专业化水平较高的开始针对梁柱节点施工质量薄弱的特点采取一系列措施， 在浇注上层梁柱时用钢钎进行凿毛处理， 浇注前对老混凝土进行浇水湿润， 并用高标号水泥砂浆铺在交接面上， 梁柱节点区混凝土强度等级一般采用柱子，在浇注节点区时加强振捣并严格控制水灰比。经过一系列处理措施后， 施工质量得到了提高， 但梁柱节点区混凝土仍旧是施工薄弱区， 很难取得理想的接续效果。
（三） 虽然接续部位进行了处理， 但其缺陷是很明显的： 首先用钢钎进行凿毛处理， 极易伤及老混凝土， 以致老混凝土产生初始微裂缝， 严重影响新老混凝土的接续强度， 且凿毛处理难于控制处理质量标准， 浇注前对接续部位进行浇水湿润很容易适得其反， 从而增大了交接面处混凝土的水灰比， 而用高标号水泥砂浆铺在交接面上很容易由于高标号水泥砂浆与新混凝土浆体凝结及收缩不同， 从而使接续面更容易产生初应力和初始微裂缝。而节点区混凝土强度等级区别与梁， 从而使柱梁节点区实际产生了四个界面区， 在施工时很难控制振捣密度与时间， 很容易由于振捣过深而伤及老混凝土， 或者由于加强振捣而使本来水灰比就比较小的混凝土产生局部泌水现象， 从而影响混凝土强度的增长， 降低界面粘结强度。
二、梁柱节点区破坏机理及抗震设计要求
梁柱节点区的破坏， 大都是由于节点区无箍筋或少箍筋， 在剪压作用下混凝土出现斜裂缝甚至挤压破坏，造成纵向钢筋压屈成灯笼状。因此， 保证节点区不过早发生剪切破坏的主要措施是保证节点区混凝土的强度及密实性， 在节点区配置足够的箍筋。设计梁柱常常采用不同等级的混凝土， 施工时必须注意梁柱节点部位混凝土等级应该和柱混凝土的等级相同或略低。从而实现强节点强锚固。在竖向压力及梁端柱端弯矩， 剪力作用下， 节点区存在较复杂的应力状态。
从进行的节点实验可见， 节点的破坏过程大致可分为二个阶段： 第一阶段为通裂阶段。当作用与核心的剪力达到60～70% 时， 核心区出现贯通斜裂缝， 裂缝宽度约为0.1～0.2m m ，钢筋应力很小，这个阶段剪力主要由混凝土承担。第二阶段为破裂阶段。随着反复荷载逐渐加大， 贯通裂缝加宽， 剪力主要由混凝土承担， 箍筋陆续达到屈服，在混凝土挤碎前达到最大承载能力。设计时以第二阶段作为极限状态。
三、规范对施工缝留置及处理要求
为使混凝土结构具有较好的整体性， 混凝土的浇注应连续进行。若因技术或组织的原因不能连续进行浇注， 且中间的停歇时间有可能超过混凝土的初凝， 则应在混凝土浇注前确定在适当位置留设施工缝。施工缝就是指先浇混凝土已凝结硬化， 再继续浇注混凝土的新旧混凝土间的结合面， 它是结构的薄弱部位， 因而宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位。柱应留水平缝， 梁板墙应留垂直缝。论文参考网。
当从施工缝处开始继续浇筑混凝土时， 须待已浇筑的混凝土抗压强度达到1.2N /m m ⒉后才能进行， 而且需对施工缝作一些处理， 以增强新旧混凝土的连接， 尽量降低施工缝对结构整体性带来的不利影响。处理过程是： 先在已硬化的混凝土表面上， 清除水泥薄膜和松动石子以及软弱混凝土层， 并加以充分湿润， 冲洗干净， 且不得留有积水； 然后在浇筑混凝土前先在施工缝处铺一层水泥浆或与混凝土内成分相同的水泥砂浆； 浇筑混凝土时， 需仔细振捣密实， 使新旧混凝土结合紧密。
四、根据科研成果结合实际施工提出改进施工缝处理方法
（一） 首先大量实验表明接续面进行粗糙处理可以明显提高接续面粘结强度， 但粗糙度提高到一定程度后， 接续面粘结强度的提高不再明显。论文参考网。用普通凿毛方法存在明显缺陷， 而采用高压水喷射处理可以得到较好的粗糙界面， 并且不伤及老混凝土， 但高压水设备造价昂贵， 技术含量高， 在现阶段从我国实际施工技术及施工水平来看， 应用高压水处理较少数量的施工缝不太实际。
在浇注下层柱子时， 待混凝土初凝后用人工方法使柱子上表面呈现锯齿状， 根据混凝土粗骨料粒径大小， 锯齿深度为粘结面老混凝土最大骨料粒径的1/4～1/2；切槽的平均宽度为粘结面老混凝土最大骨料粒径的1～1.5 倍。此法的最大优点是便于控制施工质量，使粘结面上的粗糙度具有良好的均匀性。这样既避开了凿毛， 避免伤及老混凝土结构， 又实现了接续面的粗糙， 且容易控制质量标准， 在接续时只用剥离松动的粗骨料。
（二） 为了减少节点区薄弱界面数量， 本人认为应在节点区二侧把梁断开浇注， 而节点连同上层柱子一起浇注， 这样使得节点区存在三个接续面， 柱子只有一个接续面， 有利于提高柱子混凝土的抗剪能力， 延缓柱子斜裂缝的出现。同时也符合抗震要求的强柱弱梁原则， 延缓柱子屈服的时间。因而使节点区同上层柱子构成整体。
本文重点从现行工程实际出发并充分考虑经济及现实因素， 提出了节点部位施工缝接续处理的新方法讨论其理论依据， 并且已经在部分工程中进行实践， 取得了良好的接续效果。但有待于大量工程实践证明其有效性， 同时值得进一步进行理论及实验分析。从而尽快把理论成果应用于实践， 提高我国施工企业的整体素质， 保证施工质量， 更好的满足设计预期目标。
高强混凝土论文范文第15篇
关键词：混凝土，质量控制
混凝土结构在建筑工程中占有很大的比重，在结构的安全、可靠度和耐久性方面起绝对的作用。因此，监理工程师对混凝土的质量控制至关重要。
（一）对原材料的质量控制
混凝土是由水泥、砂、石、水组成，有的还有掺合料和外加剂。监理应对组成混凝土的原材料进行控制，使之符合相应的质量标准。
1、水泥质量控制，水泥在使用前，除应持有生产厂家的合格证外，还应做强度、凝结时间、安定性等常规检验，检验合格方可使用。切勿先用后检或边用边检。不同品种的水泥要分别存储或堆放，不得混合使用。大体积混凝土尽量选用低热或中热水泥，降低水化热。在钢筋混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。
2、骨料的质量控制
河砂等天然砂是建筑工程中的主要用砂，但随着河砂资源的减少和价格的上升，不少工程已使用山砂和人工砂。用于混凝土的砂应控制泥和有机质的含量。砂进场后应做筛分试验、含泥量试验、视比重试验、有机质含量试验。
普通混凝土宜优先选用细度模数2.4-2.6之间的中砂，泵送混凝土用砂对0.315mm筛孔的通过量不宜小于15%，且不大于30%；对0.16mm筛孔的通过量不应小于5%。
石子一般选用粒径4.75-40mm的碎石或卵石，泵送高度超过50mm时，碎石最大粒径不宜超过25mm；卵石最大粒径不宜超过30mm。石子进场后应做压碎值试验、筛分试验、针片状含量试验、含泥量试验、视比重试验。储料场对不同规格、不同产地、不同品种的石子应分别堆放，并有明显的标示。
3、拌合用水可使用自来水或不含有害杂质的天然水，不得使用污水搅拌混凝土。预拌混凝土生产厂家不提倡使用经沉淀过滤处理的循环洗车废水，因为其中含有机油、外加剂等各种杂质，并且含量不确定，容易使预拌混凝土质量出现难以控制的波动现象。
（二）外加剂质量控制 ，外加剂可改善混凝和易性，调节凝结时间、提高强度、改善耐久性。应根据使用目的混凝土的性能要求、施工工艺及气候条件，结合混凝土的原材料性能、配合比以及对水泥的适应性等因素，通过试验确定其品种和掺量。低温时产生结晶的外加剂在使用前应采取防冻措施。预拌混凝土生产厂家不得直接使用粉状外加剂，应使用水性外加剂。毕业论文，混凝土。必须使用粉状外加剂时，应采取相应的搅拌匀化措施，并确保计量准确的前提下，方可使用。监理工程师应对外加剂的选择加以限制，避免出现品种多而杂的情况。毕业论文，混凝土。
（三）掺合料质量控制，在混凝土中掺入掺合料，可节约水泥，并改善混凝土的性能。掺合料进场时，必须具有质量证明书，按不同品种、等级分别存储在专用的仓罐内，并做好明显标记，防止受潮和环境污染。
二、混凝土配合比的控制
混凝土的配合比应根据设计的混凝土强度等级、耐久性、坍落度的要求，按《普通混凝土配合比设计规程》难过试配确定，不得使用经验配合比。试验室应结合原材料实际情况，确定一个既满足设计要求，又满足施工要求，同时经济合理的混凝土配合比。
影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，要控制混凝土质量，最重要的是控制水泥用量和混凝土的水灰比两个主要环节。在相同配合比的情况下水泥强度等级越高，混凝土的强度等级也越高。水灰比越大,混凝土的强度越低，增加用水量混凝土的坍落度是增加了，但是混凝土的强度也下降了。
泵送混凝土配合比应考虑混凝土运输时间、坍落度损失、输送泵的管径、泵送的垂直高度和水平距离、弯头设置、泵送设备的技术条件、气温等因素，必要时应通过试泵送确定。设计出合理的配合比后，要测定现场砂、石含水率，将设计配合比换算为施工配合比。毕业论文，混凝土。
混凝土原材料的变更将影响混凝土强度，需根据原材料的变化，及时调整混凝土的配合比。
（一）混凝土浇筑质量的控制
1、混凝土浇筑前，对有特殊要求、技术复杂、施工难度大（例如基础、主体、技术转换层、大体积混凝土和后浇带等部位）的结构应要求施工单位编制专项施工方案，监理工程师认真审查方案中的人员组织、混凝土配合比、混凝土的拌制、浇筑方法及养护措施；混凝土施工缝的留置部位、后浇带的技术处理措施；大体积混凝土的温控及保湿保温措施；施工机械及材料储备、停水、停电等应急措施；审查模板及其支架的设计计算书、拆除时间及拆除顺序，施工质量和施工安全专项控制措施等。并审查钢筋的制作安装方案、钢筋的连接方式、钢筋的锚固定位等技术措施。
2、浇筑混凝土时，严格控制浇筑流程。合理安排施工工序，分层、分块浇筑。毕业论文，混凝土。对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。毕业论文，混凝土。二次振动完成后，板面要找平，排除板面多余的水分。若发现局部有漏振及过振情况时，及时返工进行处理。
3、加强混凝土的养护。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻袋等覆盖，并注意洒水养护，延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在高温季节泵送时，宜及时用湿草袋覆盖混凝土，尤其在中午阳光直射时，宜加强覆盖养护，以避免表面快速硬化后，产生混凝土表面温度和收缩裂缝。毕业论文，混凝土。在寒冷季节，混凝土表面应设草帘覆盖保温措施，以防止寒潮袭击。