建筑工程新技术应用介绍

建筑工程新技术应用介绍

第一节高性能混凝土技术

1.混凝土裂缝防治技术

混凝土裂缝防治结构设计措施本方案不做论述，本方案主要从有关防止混凝

土裂缝的施工技术措施:混凝土的搅拌、运输、浇筑和养护技术以及大体积混凝

土、预应力混凝土的施工技术进行说明。

(1)混凝土裂缝防治的材料措施

1)一般规定

为控制混凝土裂缝的产生，必须严格选择混凝土的材料组成和配合比，使混

凝土除符合设计和施工要求外，同时具有良好的抗裂性能。

对抗裂性能要求较高的混凝土，必须根据抗裂性试验和评价方法进行原材料

的选择和配合比的优化设计。

2)混凝土原材料的选择

水泥：要求水泥产品质量稳定、生产批量大、大型水泥生产厂家的产品。本

工程要求预拌混凝土搅拌站在冀东、拉法基、硫璃河三个厂家的低碱普通硅酸盐

中选择一家用至结构封顶。大体积混凝土选用低热水泥。无特殊要求时，不选用

早强水泥、含碱大的水泥、细度较细的水泥和超细水泥。

掺合料：优先选用一级粉煤灰作为掺合料，以改善混凝土的抗裂性能。

外加剂：必须注意外加剂之间的匹配以及与水泥的适应性。优先选用有减缩

抗裂性能的高效减水型外加剂，不得使用引气量大于4%的外加剂。

细骨料：严格按照《普通混凝土用砂质量标准和检验方法》控制砂的细度模

数、含泥量和泥块含量。细骨料级配较差时，选用向种不同的细骨料进行级配，

选择其最佳配级。优先选用含泥量小于1.5%,泥块含量小于0.5%的中砂。

粗骨料：选择粒型好、针片状含量少、空隙率小、连续级配的粗骨料，地下

室潮湿环境必须采用低碱骨料。

其它：本工程抗裂混凝土可适当考虑加掺入一定量的纤维和阻裂型的有机聚

合物。

3）混凝土配合比主要参数选择

水泥用量：在满足混凝土强度要求的情况下，必须尽量降低水泥用量。普通

强度等级的混凝土水泥用量一般为150kg-450kg/m3,高强混凝土中水泥及掺合

料总量不大于550kg/m3o

水胶比：水胶比适当，除采取特殊措施的情况下，宜为0.4-0.55。

砂率：在满足混凝土工作性能要求前提下，降低砂率，防止混凝土拌合物离

析而使抗裂性能劣化。

掺和料：加入水泥用量20%以上的一级粉煤灰。

坍落度：在满足混凝土强度等级要求的前提下，采用较小的混凝土坍落度，

防止混凝土的离析泌水导致混凝土表面裂缝。

4）抗裂混凝土配合比优化设计要求与原则

混凝土配合比优化设计在强度配合比设计的基础上进行，使混凝土在保证强

度要求的同时具有良好的和易性和抗裂性，配合比的优化遵循下列原则：

[1]最小水泥用量原则

在满足混凝土工作强度和工作性要求的前提下，选择最小水泥用量，以增大

骨料体积，提高混凝土体积的稳定性和抗裂性。

[2]最大骨料堆积密度原则

必须重视混凝土中骨料的级配设计，以获取骨料的最大堆积密度、最小孔隙

率，最少胶凝材料的用量。

[3]适当水胶比原则

水胶比的选择要满足混凝土强度和耐久性的要求，不超过0.55,不小于0.4O

（2）混凝土裂缝防治的施工措施

1）一般规定

[1]项目部建立健全质量管理体系、质量控制制度和质量检验体系，相关施

工人员持证上岗。在图纸会审阶段，认真分析结构抗裂设计的有关内容。在编制

施工组织设计、施工、技术方案和进行施工技术交底时，编制专项的碎裂缝控制

措施。

[2]结构施工前对水泥的安定性、骨料的碱活性、混凝土原材料及混凝土的

抗裂性能进行试验检测，通过抗裂性能试验对混凝土原材料进行优化选择。必须

对碎的配合比进行优化设计，在满足混凝土强度及泵送要求的情况下，选择抗裂

性能最佳的混凝土。

[3]保证模板体系具有足够的承载力、刚度和稳定性。上下层模板支架的立

柱对准，并铺设垫板。拆模时的碎强度、模板拆除的顺序及拆模后的支顶加固措

施到位。

[4]采取有效的钢筋位置及保护层控制措施，防止浇捣混凝土时结构受力钢

筋位移。

[5]混凝土板、墙中的预埋管线宜置于受力钢筋内侧，当置于保护层内时，

在外侧设置防裂钢筋网片，混凝土中的预留孔洞周边配有足够的加强钢筋并保证

足够的锚固长度。

[6]严格控制施工荷载，若施工时的荷载效应比正常使用时的荷载效应更为

不利时，对承受施工荷载的构件进行结构性能核算，必要时在结构构件下方设置

支撑，当上一层在浇筑混凝土时，下一层的模板或支撑不能拆除。

[7]严格控制混凝土楼板上人、上料时间，必须根据结构设计、同条件试块

强度和支撑的具体情况确定楼板堆载及施工荷载，且均匀堆放或沿周边堆放。

2）混凝土施工

[1]混凝土拌制前制定详细的技术要求。商品混凝土，填写本市结构长城杯

要求的《商品混凝土浇灌记录》，严格记录每车混凝土的搅拌时间、出站时间、

进场时间、开始浇筑时间、浇筑完成时间，现场坍落度测试数据，并分批汇总整

理。

[2]混凝土拌制前严格按照施工配合比进行各种原材料的计量，并根据原材

料的含水率等对设计配合比进行调整。保证混凝土的搅拌时间，控制混凝土入模

坍落度符合商品混凝土技术合同的规定，严禁混凝土二次加水搅拌。

[3]混凝土浇筑时，保证振捣的时间和位置，防止漏振、欠振和过振。严禁

用振捣棒撬拔钢筋或用振动钢筋的方法振捣混凝土。对钢筋密集部位的混凝土采

用小直径振捣器或外部辅助振捣。对已初凝的混凝土不得再次进行振捣，避免破

坏已形成的混凝土结构强度，待其充分凝固以后按施工缝的接槎进行处理。

[4]对于断面相差较大的构件或结构，应先浇较深的部分，根据气候条件静

停0.5〜1.5h以后再与较薄部分一起浇筑。

[5]底板、楼板混凝土浇筑完成到初凝前，进行二次振捣，终凝前对表面进

行二次搓毛和抹压，避免出现早期失水裂缝。

[6]现浇混凝土楼板可在拌合物下料时预备出一定厚度，待浇筑完毕后于初

凝前在表面掺入清洗干燥后的小颗粒碎石，并与底层混凝土搅拌后作二次振捣,

避免板面裂缝。浇筑时厚度的预备量（10-2mm）、每平方米石子的掺入量、二次

搅拌后的混凝土试件取样、相应的混凝土强度等级均在浇筑前确定并满足设计要

求。

[7]混凝土结构的预应力钢筋锚固区及门、窗、洞口的凹角部位，按设计规

范的要求配置网片钢筋或孔边构造钢筋。孔洞边的构造钢筋不得在凹角处弯折而

应直线伸出并保证足够的锚固长度。

[8]对混凝土结构中容易产生裂缝的部位（预应力钢筋的锚国区域、凹角、

洞口、孔边等应力集中处以及板面、梁侧、墙面等容易发生干缩裂缝处），宜采

用掺入合成纤维（聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维等）的方法控制混凝

土结构的裂缝。合成纤维的掺，入量可为0.4〜3kg/m3,根据工程需要通过试

验及工程经验确定。

（3）混凝土裂缝防治施工缝施工

1）施工缝的留置位置在混凝土浇筑前按照设计要求和施工技术方案确定。

缝宜留置在结构受力较小且便于施工的部位，并利用设计的伸缩缝或沉降缝。施

工缝处不用钢丝网堵挡混凝土，采用快易收口网免拆模板后背短钢筋棍支顶，利

用浇筑后弹面处形成的机械剪切面，达到不用拆模和剔凿，冲洗干净即可进行另

一侧的碎浇筑。

2）施工缝的处理，在混凝土浇筑2d后进行，且已浇筑的混凝土的抗压强度

不小于1.2N/mm2o用钢丝刷将快易收口网表面的水泥浮渣清理干净，接搓面充

分湿润和冲洗干净，且不得有积水。在施工前铺一层水泥浆或与混凝土内成分相

同的水泥砂浆（引浆）以利粘结。

（4）养护与成品保护

1）混凝土初凝后要及时洒水保湿养护；重要部位养护宜采用保水较好的草

袋、麻袋或编制物湿润接触覆盖；对于表面积较大的板类构件或大体积混凝土,

可采用蓄水养护，墙体混凝土表面不便浇水或采用覆盖养护时，涂刷养护剂。

2）冬期施工要提前制定施工技术方案。采用暖棚法或保温法施工时，混凝

土养护期内应始终使混凝土处于潮湿状态，覆盖材料宜采用保湿保温良好的材料。

雨期混凝土施工应根据天气情况，尽量避免雨中混凝土施工，防止刚浇筑完的混

凝土被雨水浇淋。

3）在上人通道口等显著位置设置禁止上人警示牌，混凝土强度未达到

1.2MPa前，不得上人踩踏、安装模板及支架或施加其它荷载。拆模或进行其他

作业时，严禁撞击混凝土构件。混凝土楼地面装修需要打孔钻眼时，应按有关施

工技术方案的规定。

4）在干燥、高温、暴晒、冬施或风力较大的环境条件下浇筑的预拌混凝土

或泵送混凝土楼板，在浇筑混凝土后立即覆盖塑料薄膜保湿养护，并在混凝土浇

筑完成12h内洒水养护。

（5）大体积混凝土与预应力混凝土裂缝防治

1）混凝土结构实体最小尺寸等于或大于1m或水泥水化热引起的混凝土内外

温差过大容易发生裂缝的混凝土结构统称为大体积混凝土结构。大体积混凝土结

构裂缝控制的原则是控制混凝土内部绝热温升；配置抗裂钢筋和限制混凝土体积

和尺寸等。

2）大体积混凝土结构施工时宜控制混凝土内部最高温度与表面温度差不大

于25℃；拆除模板或表面覆盖时混凝土表面温度与环境温度差不宜大于15℃o

3）按国家有关规范规定掺用粉煤灰的混凝土，用60d、90d等后期强度作为

混凝土结构评定值，以减少混凝土水泥用量，减少水化热和收缩。根据混凝土的

绝热升温值和环境温度，制定必要的技术措施，控制砂、石、拌和温度并采取运

输过程的降温方法，降低混凝土的入模温度。选用低水化热和凝结时间较长的水

泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸水泥，矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水

泥、火山灰质硅酸盐水泥等。在满足混凝土强度等级及浇筑时混凝土拌合物和易

性的条件下，选择粒径较大的石料和中粗砂；粗骨料宜采用连续级配；通过试验

确定掺合料及外加剂的型号和数量，以减少水泥的用量。

4）严格控制坍落度，优先选择分段分层或斜面分层连续浇筑，并采取有效

措施防止施工过程中表面泌水。

5）大体积混凝土温度监测能真实反映混凝土的内外温度差、降温速度及环

境温度。采用预埋测温线用建筑电子测温仪进行测温，避免传统温度计产生的较

大误差。测温点布设于混凝土的上表面、中部、下表面，在养护过程中对温度测

试数据及时进行分析。如混凝土内外温差及降温速度不符合计算要求，应根据实

际情况采取控温措施。养护的持续时间，根据内外部温度情况确定，一般为14do

要随时保持混凝土表面的湿润。保温拆除分层逐步进行，不得采取强制、不均匀

的降温措施。

6）在满足设计混凝土强度等级和施工工艺要求的情况下，宜减少水泥的用

量和坍落度水灰比控制在0.5以下并适当延长养护时间，增强混凝土的抗裂能力。

减小预应力束在梁端的偏心（即减小e）,增大梁端面的宽度以降低局部压力值：

增加抵抗横向应力的构造钢筋网片或采用纤维混凝土，增强抗裂能力。

第二节高效钢筋与预应力技术

1.1HRB400级钢筋应用技术

我国钢筋的应用水平与国外存在一定差距。为了改变一不合理状况，在20

世纪80年代，原国家科委和冶金部将屈服强度400Mpa的热轧带肋钢筋作“六五”

和“七五”计划国家科技攻关项目。该项成果于1990年末通过了技术鉴定。经

过冶金、建设部门广大科技工作者近10年的努力、终于研制成功屈服强度为

400MPa级的热轧带肋钢筋。大约从20世纪90年代开始正式投产并推广使用。

（1）HRB400级钢筋的技术指标

1）在国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499—1998）中规定采

用HRB335、HRB400、HRB500三个强度级别。其中HRB400级作为更新换代产品，

包括3个牌号20MnSiV、20MnSiNb和20MnTio由于钢中化学成分含有微量的V、

Nb、Ti合金，故称HRB400级钢筋为微合金热轧带肋钢筋。在保证钢筋力学性能

和工艺性能的前提下，对钢筋的化学成份给出了规定的上限值。

化学成份（％）

牌号

CSiMnpSCep

HRB4000.250.801.600.0450.0450.54

2）力学性能和工艺性能

HRB400级钢筋的力学性能和工艺性能要求

公称直径6s(或6Po.2)6b65弯曲试验

牌号

(mm)MpaMpa%弯曲直径

6-254d

HRB400>4002570三14

28-505d

钢筋在最大力下的伸长率6gt不小于2.5虬根据实际统计结果，很多厂家

的Sgt远大于此值，约在10%左右。相当于最新版欧版规范2(混凝土结构设计)

定义的钢筋延性等级C6gt》7•5%)的水平。在A、B、C三个延性等级中，B、

C级延性钢筋可适用于非线性分析或塑性分析的结构设计以及抗震设计中构件

临界区域的配筋。在我国辽阔的地域中，85类左右的城镇有抗震设防要求，HRB400

级钢筋是用于抗震设计中的优质钢材。在抗震设防要求的构件中使用，尚应满足

施工及验收规范的要求。

(2)HRB400级钢筋的设计参数

新版《混凝土结构设计规范》(GB500010-2002)已将HRB400级钢筋作为混

凝土结构用钢的主导钢筋。热轧钢筋的强度标准值系根据屈服强度确定，HRB400

级钢筋的强度标准值取400MPa,强度设计值定为360MPao

(3)HRB400级钢筋的优越性

1)采用HRB400级钢筋是适当提高混凝土结构可靠度水准的有利措施，通过

设计比较利用提高钢筋设计强度而不是增加用钢量来提高建筑结构的安全储备

是一项经济合理的选择。

2)一般钢筋混凝土结构设计中，在钢材强度得到充分利用的情况下，采用

HRB400级钢筋与采用H纹钢筋相比，可节约钢材10%〜15虬

3)由于加入微合金元素(v、Nb、Ti等)，使钢筋性能稳定、碳当量低，焊

接性能好，具有良好的工艺性能。虽然钢筋强度提高，仍有较好的延性，其拉断

伸长率一般在18%〜26%范围，且具有较高的最大平均伸长率，满足抗震要求。

2.粗直径钢筋直螺纹连接技术

钢筋直螺纹连接技术是指在热轧带肋钢筋的端部制作出直螺纹，利用带内螺

纹的连接套筒对接钢筋，达到传递钢筋拉力和压力的一种钢筋机械连接技术。本

工程采用滚轧直螺纹钢筋接头。

(1)技术特点

1）滚轧直螺纹钢筋接头强度高、工艺简单，最适合钢筋尺寸公差小的工况。

2）当钢筋尺寸公差或形位公差过大时，易出现缺牙、秃牙、表面光洁度差

等现象，影响接头质量。

3）钢筋纵横肋过高对直接滚轧不利，滚轧过程中纵横肋倒伏易形成虚假螺

纹、剥肋工序可明显改善滚轧螺纹外观和螺纹内在质量。

4）选择技术和质量管理水平高的单位供应或分包，钢筋接头是重要的，用

不良设备、工艺制作的螺纹丝头还常带有较大锥度和椭圆度。

5）严格控制丝头直径及圆柱度是重要的，否则，滚轧直螺纹钢筋接头易出

现螺纹滑脱。

（2）直螺纹钢筋接头质量控制

直螺纹接头的连接套筒是确保接头质量的重要环节，其质量控制要点是：

1）套筒设计：设计套筒尺寸时，应使套筒的净横截面积与套筒材料强度的

乘积大于钢筋面积与钢筋标准强度乘积的1.1倍；套筒的内螺纹应满足产品功能

要求，其公差带宜选用6H或7H；

2）套筒原材料：应选用强度高、延性好、易加工、且价格较低的钢材来制

造，通常45号优质碳素结构钢，也可选用低合金高强度结构钢制造；应有合格

的原材料供应商，确保材料性能合格、稳定，生产加工前应对原材料的机械性能

进行抽样复检；

3）生产过程的质量控制：套筒生产从毛坯到制成品各道工序均有严格的抽

检制度和质量量控制标准，成品表面应有生产批号标记，以便必要时可以核查与

追溯；

4）套筒应防锈处理和分类包装。

套筒的质量是通过供应商的产品合格证来保证的，为此，用户应该选择技术

水平高、有信誉的供应商，尤其是重要结构工程应选用经过ISO9001产品质量

认证的供应商供货。

（3）钢筋端部螺纹的质量控制

钢筋端部螺纹（简称丝头）的质量控制是正确实施本技术的关键，其要点有：

1）选择良好的设备及工艺是制作合格丝头的前提；

2）操作工人必须经培训合格后持证上岗，且班组人员应相对稳定；

3）用螺纹规（通规和止规）对螺纹中径尺寸进行检验，抽检数量不少于10%：

4）用专用量规检查丝头长度，加工工人应逐个检查丝头的外观质量。

（4）接头安装

1）应保证丝头在套筒中央位置相互顶紧,按长城杯要求两端外露丝扣不大于

1个完整丝；

2）用专用扭矩扳手对安装好的接头进行抽检、检查是否满足规定的力矩值。

（5）接头的工艺检验和现场抽检

1）钢筋连接工程开