民用建筑预应力混凝土工程新技术的相关研究

Word第第页民用建筑预应力混凝土工程新技术的相关研究1预应力混凝土技术基础简介

1.1预应力混凝土折板墙结构体系

折叠式预应力折板结构是一种板架合一的轻型空间屋盖结构，它的样子主要有V形和槽形两种。采纳把V形或者槽形的折板单元的两个板面或三个板面的结合部位造成可转折的，然后张开在长线台座上进行预制生产，折叠堆放和运输，在现场安装张开成V形或槽形，浇灌折缝后形成整体空间结构。预应力混凝土折板屋盖的施工上，虽然应力混凝土折板的施工技术较冗杂，但因其具有抗裂性高以及耐久性好等优点并可以用于大跨度结构(跨度可达30m，抗震烈度可达9度)等优点，在一些特别的民用建筑，如学校建筑中等，得到了泛运用。

1.2预应力混凝土的碳化

碳化将使混凝土的内部组成和组织发生改变图。一方面，混凝土碳化产物碳酸钙和其他固态产物堵塞在孔隙中，使已固化混凝土的密实度与强度提高;另一方面，碳化使混凝土脆性变大。但从总体上讲，碳化对混凝土力学性能及构件受力性能的负面影响不大，混凝土碳化的最大危害是会引起力筋锈蚀。即当碳化作用发生在钢筋四周时，能引起钢筋钝化膜不断遭到破坏，当pH下降到8.5左右时，力筋完全脱钝，在足够的氧气和水分条件下引起力筋锈蚀的发生，最终可引起结构的耐久性失效，混凝土碳化是环境中的二氧化碳气体不断向混凝土内部扩大，通过溶解后与水化产物中的可碳化物质发生反应的一个物理化学过程。其讨论方法主要有基于扩大理论的理论分析方法等，经过相关分析得到，混凝土的碳化速度主要取决于二氧化碳的扩大速度以及二氧化碳与混凝土中水化产物的反应性。其中，二氧化碳气体的扩大速度一般与混凝土材料本身的组织密实性以及二氧化碳的浓度等因素有关;而碳化反应性则与混凝土内孔隙溶液的组成以及水化产物的形态等因素有关。

1.3受力混凝土的冻融与疲惫

在我国北方寒冷地区因冻融产生的混凝土破坏是工程结构损坏的主要缘由之一，冻融循环还将对预应力混凝土的力学性能产生不利影响。此外，在寒冷地区，很多预应力混凝土结构(如大路及铁路桥梁等)在服役期内，除了承受冻融循环作用外，还要承受重复荷载的作用，疲惫荷载的'反复作用将对预应力混凝土的抗冻性能产生影响。所以要深度的对冻害机理进行了解并分析相关的影响因素，结合预应力，考虑到预应力作用导致的冻融损伤;而且需要留意疲惫损伤积累，它主要是由于水泥基础材料硬化过程中的化学改变以及温度作用等缘由，在水泥砂浆内部以及水泥砂浆和骨料结合面上形成很多原生的微裂纹以及微孔隙，也就是说混凝土在成型期间就形成了一些初始裂纹，即初始损伤。在疲惫荷载作用下这些原生微裂纹不断扩展以及贯穿并渐渐形成可见的宏观裂纹，直至产生疲惫破坏。

2预应力混凝土在民用建筑上的相关技术展望

2.1预应力混凝土结构的耐久性讨论现状

预应力混凝土结构的耐久性一般从以下几个方面讨论，在环境层次上，预应力混凝土(PC)结构的耐久性讨论与钢筋混凝土(RC)结构的耐久性讨论相像，主要是将结构所处的环境进行分类，并给出相应的作用等级;而在材料构件以及结构层次上，预应力混凝土结构的耐久性讨论有别于钢筋混凝土结构的耐久性讨论，其中的关键问题是要考虑预应力作用效应的影响，同时还要涉及锚具系统的耐久性在混凝土方面，在上述的方面的讨论已经足够多，并且国内外学者都有所突破，而预应力混凝土结构的耐久性讨论还相对较少，基本上是参照钢筋混凝土结构的耐久性设计与评估进行的，只是在此基础上提出了一些更高要求的构造措施和预防措施。事实上，预应力混凝土结构的耐久性评估与设计方法与相同的钢筋混凝土结构之间还是存在较大差异的，尤其是预应力钢筋的应力腐蚀效应更加显著和离散，因此其耐久性评估与设计更加冗杂，还需要作大量而深化的讨论。

2.2预应力混凝土技术进展规律与趋势

近些年以来，我国每年投入上万亿元，用于工业与民用建筑以及交通工程等大规模的基础设施建设，在过去30多年间，基本建设遵循着投入大以及速度快进展态势，但因此也造成了影响结构耐久性使用寿命的工程问题和危及材料资源与能源的环境问题渐渐凸显的后果。一个建筑假如其耐久性缺乏，特殊是预应力钢筋腐蚀引起的预应力混凝土结构过早破坏，会造成巨大的经济损失和社会影响，大量后期养护和加固费用的支出访得结构工程师们深切地熟悉到其结构使用寿命的重要性。因此将工程结构耐久性与结构使用寿命相联系，并把这一问题提升到影响人类生态环境、经济进展与社会文化可持续性的战略上来。

2.3预应力混凝土技术讨论前沿和科学问题

预应力混凝土结构耐久性问题的试验讨论与理论分析工作量大而其综合本钱高，其设计理论与方法讨论是一个冗杂的过程，目前的讨论总体上尚处于起步阶段，相关的设计理论与方法正处在孕育与进展之中，如何对现有预应力混凝土结构进行耐久性评估、对新建结构进行耐久性设计是目前工程界急需解决的一些问题，而这方面国内外可查的资料都很少，围绕该类结构耐久性问题有不少应用基础课题需讨论，这些问题制约和影响着预应力混凝土结构的进一步进展和推广应用，界定在给定环境与使用要求下，预应力混凝土结构耐久性失效状态;确定预应力混凝土结构中表征材料与结构耐久性劣化特征的指标与参数;建立预应力混凝土结构耐久性时变规律及其他问题等都是预应力混凝土结构耐久性亟待解决的关键科学问题。

3结束语

随着技术的进步及经济的进展，预应力混凝土结构的使用范围将越来越广，在冗杂环境的作用下，不断会有新