淺談預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在工民建施工的應(yīng)用

譚華峰

重慶四方新材股份有限公司 重慶 401307

1 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的發(fā)展背景

現(xiàn)代普通鋼筋混凝土是帶裂縫工作，而裂縫的存在降低結(jié)構(gòu)的剛度，裂縫的發(fā)展使得侵蝕環(huán)境中混凝土耐久性降低。故為滿足變形和裂縫控制要求，需要增大混凝土構(gòu)件的截面積和用鋼量，這將會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自重過大，也不經(jīng)濟(jì)。在這樣的背景下，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)作為一種新型的混凝土技術(shù)手段，采用預(yù)先施加應(yīng)力間接提高混凝土抗拉強(qiáng)度，減少混凝土開裂，提高構(gòu)件的剛度、抗裂度，節(jié)約鋼材，減輕結(jié)構(gòu)的自重，故預(yù)應(yīng)力混凝土性能優(yōu)越在工民建中廣泛應(yīng)用，特別是橋梁工程，對于公民建筑施工過程優(yōu)化具有重要的價值與意義。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土概述

2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)

預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)能夠充分發(fā)揮鋼筋和混凝土各自的特性，依靠混凝土和鋼筋的彈性模量相近，形變相近，能提高鋼筋混凝土構(gòu)件的剛度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)度等級混凝土。與普通混凝土相比，在同樣條件下具有構(gòu)件截面小、自重輕、質(zhì)量好、材料?。晒?jié)約鋼材40%～50%、混凝土20%～40%），并能擴(kuò)大預(yù)制裝配化程度。雖然預(yù)應(yīng)力混凝土施工需要專門的機(jī)械設(shè)備，工藝比較復(fù)雜，操作要求較高，但在跨度較大的結(jié)構(gòu)中，其綜合經(jīng)濟(jì)效益較好。

2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類

預(yù)應(yīng)力混凝土按照預(yù)加應(yīng)力時間不同可分為先張法混凝土和后張法混凝土。其中，先張法混凝土一般應(yīng)用于工廠用工業(yè)化中小型構(gòu)件，具有生產(chǎn)周期短的特點(diǎn)。后張法混凝土又分為有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力、無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工，主要是看混凝土和張拉鋼筋之間有無縱向相對滑動，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土適合預(yù)制大型構(gòu)件，在運(yùn)輸條件許可的情況下，可在工廠預(yù)制，也適宜現(xiàn)澆整體式結(jié)構(gòu)中。另外按照預(yù)應(yīng)力施加值不同，分為部分預(yù)應(yīng)力混凝土、全預(yù)應(yīng)力混凝土。部分預(yù)應(yīng)力混凝土可根據(jù)構(gòu)件的不同使用要求、荷載及環(huán)境條件，施加合適大小的預(yù)應(yīng)力，從而減少錨具用量，簡化張拉、錨固等工藝；全預(yù)應(yīng)力混凝土由于預(yù)應(yīng)力值大，構(gòu)件在荷載作用下，增加了混凝土抗拉強(qiáng)度，使結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，提高混凝土抗裂性能。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在工民建施工中的應(yīng)用

3.1 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在工民建施工中的應(yīng)用

先張法是在澆筑混凝土前張拉預(yù)應(yīng)力筋，并將張拉的預(yù)應(yīng)力筋臨時錨固在臺座或鋼模上，然后澆筑混凝土，待混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的75%，保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土有足夠的黏結(jié)時，放松預(yù)應(yīng)力筋，借助于混凝土與預(yù)應(yīng)力筋的握裹力，對混凝土施加預(yù)應(yīng)力的施工工藝，一般應(yīng)用于預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)。

3.2 后張法有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力在工民建施工中的應(yīng)用

后張法有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)采用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中預(yù)留孔道，等到混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后，穿過預(yù)應(yīng)力筋，通過張拉預(yù)應(yīng)力筋并采用專用錨具將張拉力錨固在結(jié)構(gòu)中，之后在孔道中灌入水泥漿，最后做封錨處理。已應(yīng)用的典型案例有首都國際機(jī)場T3航站樓，上海虹橋交通樞紐等。

3.3 后張法無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力在工民建施工中的應(yīng)用

后張法無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工，預(yù)應(yīng)力筋通過鋼絞線涂抹建筑油脂外包塑料套管，像鋼筋一樣配置于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，在進(jìn)行澆筑混凝土?xí)r，必須要讓混凝土的強(qiáng)度能夠滿足設(shè)計(jì)的75%才能夠?qū)︿摻钸M(jìn)行張拉[1]通過張拉預(yù)應(yīng)力筋并采用專用錨具將張拉力永久錨固在結(jié)構(gòu)中，最后封錨處理。已應(yīng)用的典型工程有上海浦東國際機(jī)場、廣東花都機(jī)場。北京百榮世貿(mào)商城等工程。

3.4 工民建施工中預(yù)應(yīng)力混凝土的預(yù)應(yīng)力損失

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，從張拉鋼筋建立預(yù)應(yīng)力初始值開始，到構(gòu)件制作和使用過程中，預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉應(yīng)力值將隨時間的推移而不斷降低。我們將這種預(yù)應(yīng)力降低的現(xiàn)象稱之為預(yù)應(yīng)力損失，它的總和約為預(yù)應(yīng)力筋最初張拉應(yīng)力的15%～30%。通常情況下，主要考慮一下預(yù)應(yīng)力損失：①由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失；②預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失；③混凝土加熱養(yǎng)護(hù)室受張拉的預(yù)應(yīng)力筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力損失

3.5 工民建施工中預(yù)應(yīng)力混凝土養(yǎng)護(hù)措施

預(yù)應(yīng)力混凝土養(yǎng)護(hù)工作直接影響了工程的最終質(zhì)量，一般分為自然養(yǎng)護(hù)、蒸汽養(yǎng)護(hù)[2]。不同養(yǎng)護(hù)方式有著不同的優(yōu)點(diǎn)，在自然養(yǎng)護(hù)中常溫狀況之下周期為一個月，是一種常用的養(yǎng)護(hù)方式。蒸汽養(yǎng)護(hù)則主要就是在臺座上進(jìn)行，將臺座作為基礎(chǔ)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)操作。蒸汽養(yǎng)護(hù)外界溫度變化易導(dǎo)致鋼筋構(gòu)建出現(xiàn)膨脹造成預(yù)應(yīng)力損失等問題，在混凝土尚未完全硬化之前進(jìn)行處理，混凝土強(qiáng)度在8Mpa～10Mpa時是進(jìn)行溫度差控制的最佳時間，也是進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)的有效方式[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，相比于普通混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)勢，對工民建工程的施工有重要影響。隨著我國建筑工程數(shù)量的增加，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的規(guī)模和應(yīng)用也越來越廣。