麻鵬飛，程寶軍，沈 銳，敖 芳，王 軍，黃漢洋

(1.中建西部建設(shè)建材科學(xué)研究院，成都 610094；2.中建商品混凝土有限公司，武漢 430000)

近年來，中國與美國在混凝土領(lǐng)域的合作項(xiàng)目不斷增加，因此必須了解美國的規(guī)范和中國規(guī)范的差異。目前對中美規(guī)范差異的研究十分缺乏，為了提高國內(nèi)的混凝土施工水平，需要對美國混凝土的規(guī)范進(jìn)行學(xué)習(xí)以彌補(bǔ)中國施工規(guī)范的不足。該文對中國和美國混凝土施工方法進(jìn)行了深入而系統(tǒng)的比較?；炷潦┕ぐ０骞こ獭摻罟こ?、混凝土工程三部分[1]，該文將從這三部分進(jìn)行說明。

1 模板工程

1.1 模板現(xiàn)行規(guī)范

國內(nèi)模板研究起步較晚，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范嚴(yán)重滯后，美國模板權(quán)威規(guī)范為美國混凝土協(xié)會《模板混凝土操作指南》[2]，美標(biāo)相關(guān)模板規(guī)范與國標(biāo)對比見表1。

表1 中美模板標(biāo)準(zhǔn)對比

1.2 中美規(guī)范對于荷載的規(guī)定

美標(biāo)和國標(biāo)都考慮混凝土的澆筑溫度、澆筑速度、混凝土的自重、墻和側(cè)壓、水平荷載考慮風(fēng)力荷載、懸索張力、傾斜支撐、機(jī)器設(shè)備等荷載。國標(biāo)側(cè)壓力的公式見GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]A.0.4，適用于內(nèi)振搗。

1.3 模板拆除

國標(biāo)和美國混凝土標(biāo)準(zhǔn)模板應(yīng)采取不破壞結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性為前提的方式進(jìn)行拆除，主要保證拆模后而暴露的混凝土應(yīng)有足夠的強(qiáng)度以至于不會由于拆模工程而遭到破壞。

國標(biāo)[3]規(guī)定了拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)滿足混凝土拆模及支架要求；當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí)，同條件養(yǎng)護(hù)試件的混凝土抗壓強(qiáng)度應(yīng)符合GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。

2 鋼筋工程

2.1 中美建筑用鋼筋標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用對比分析

美國建筑用鋼筋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)如表2所示，主要有美國材料與試驗(yàn)協(xié)會( American Society for Testing and Materials，ASTM) 制定的ASTM A615[4]和ASTM A706[5]。在鋼筋應(yīng)用方面，主要有美國混凝土學(xué)會( American Concrete Institute，ACI) 制訂的鋼筋混凝土房屋建筑規(guī)范ACI 318[6]。中國主要標(biāo)準(zhǔn)主要有GB1499.1—2008，GB1499.2—2007；在混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)用方面現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)主要有《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010—2010和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011—2010[7]等。

表2 中美建筑用鋼筋標(biāo)準(zhǔn)對比

美國ACI318 規(guī)范限制75級和80級鋼筋在結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，另外規(guī)范要求設(shè)計(jì)時(shí)仔細(xì)確認(rèn)鋼筋連接技術(shù)和連接成本。我國的設(shè)計(jì)規(guī)范使用的鋼筋強(qiáng)度等級最高是400 MPa，而針對500 MPa級鋼筋的具體應(yīng)用技術(shù)措施還不完備。

2.2 鋼筋應(yīng)用

我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010—2010和美國ACI 318同樣以60級( 400 MPa) 作為結(jié)構(gòu)主要受力配筋。我國大量使用300 MPa級光圓鋼筋作為輔助配筋，而ACI 318為了提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，一般只能使用40級帶肋鋼筋，光圓鋼筋僅允許用于鋼筋網(wǎng)片和螺旋箍筋。依據(jù)我國實(shí)際使用中只能以335 MPa 級替代300 MPa級。

2.3 機(jī)械連接與機(jī)械錨固

我國規(guī)范將鋼筋連接強(qiáng)度等級Ⅲ級作為最低要求與ACI 318—2011的12.14.3.2條的規(guī)定相同，都規(guī)定接頭強(qiáng)度應(yīng)不小于鋼筋屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的1.25倍。在機(jī)械錨固方面，兩國的要求基本相同，倡導(dǎo)采用機(jī)械錨固，以節(jié)約鋼材，方便施工。ACI 318的第12.6.1條、12.6.2 條機(jī)械錨固技術(shù)方面的規(guī)定，比我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010—2010、JGJ256—2011[8]的相關(guān)規(guī)定成熟。

3 混凝土工程

3.1 攪拌、運(yùn)輸和澆筑

3.1.1 澆筑前準(zhǔn)備

美國和中國都規(guī)定確認(rèn)無誤后再進(jìn)行混凝土澆筑。

3.1.2 混凝土澆筑

ACI 318和GB50666—2011[9]混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范都要求：混凝土應(yīng)該避免離析現(xiàn)象，混凝土應(yīng)以一定的速度進(jìn)行澆筑，保證混凝土一直處于塑性狀態(tài)并且很容易地流進(jìn)鋼筋的空隙之間。任何輸送應(yīng)保證混凝土被輸送到澆筑地點(diǎn)不產(chǎn)生灰漿損失或改變混凝土的水灰比、坍落度、空氣含量、均勻性。選用什么輸送方法需要考慮拌合物的成分和比例、澆筑類型、澆筑可接近性，要求的輸送性能、攪拌站的地點(diǎn)及氣候條件。

不同之處在于GB50666—2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定混凝土澆筑和振搗應(yīng)采取防止模板、鋼筋、鋼構(gòu)、預(yù)埋件及其定位件移位的措施。規(guī)定可以通過采取二次添加外加劑的方式保證混凝土的工作性；ACI 318規(guī)定了多種澆筑運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸澆筑相關(guān)的規(guī)定，并規(guī)定了運(yùn)輸時(shí)間。

3.2 混凝土的測試

3.2.1 坍落度測試方法的適用范圍

中美坍落度測試方法的適用范圍見表3。

表3 中美坍落度測試方法的適用范圍

3.3.2 混凝土的溫度

美國規(guī)范ACI 301 M—05第5.3.6.5節(jié)和中國規(guī)范GB 50164—2011第6.7.7條都要求測試恒溫溫度，美標(biāo)規(guī)定當(dāng)混凝土表面的溫度與周圍環(huán)境溫度相差11 ℃以內(nèi)時(shí)，可以取消保護(hù)：大體積混凝土的表面溫度的控制除特別聲明外，逐步冷卻混凝土使其表面溫度的下降在任一24 h期間都不超過11 ℃；為防止混凝土受凍，規(guī)定當(dāng)混凝土表面溫度在24 h的下降幅度不超過表4中的值時(shí)，可以取消保護(hù)。

表4 表面溫度下降幅度限值

國標(biāo)規(guī)定當(dāng)表面與外界溫差不大于20 ℃時(shí)，方可撤除養(yǎng)護(hù)措施或構(gòu)件出池。大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)應(yīng)進(jìn)行熱工計(jì)算確定其保溫、保濕或降溫措施，并應(yīng)設(shè)置測溫孔或埋設(shè)熱電偶等測定混凝土內(nèi)部和表面的溫度，使溫差控制在設(shè)計(jì)要求的范圍以內(nèi)。當(dāng)無設(shè)計(jì)要求時(shí)，溫差不宜超過25 ℃；冬季施工時(shí)，模板和保溫層應(yīng)在混凝土冷卻到5 ℃后方可拆除。當(dāng)混凝土溫度與外界溫度相差大于20 ℃時(shí)，拆模后的混凝土應(yīng)臨時(shí)覆蓋，使其緩慢冷卻。

4 結(jié) 論

國內(nèi)模板研究起步較晚，一直處于混亂狀態(tài)，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范滯后；美國建筑用鋼筋標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系完善并有超前意識，鋼筋級別設(shè)置合理。國標(biāo)和美國混凝土標(biāo)準(zhǔn)模板應(yīng)采取不破壞結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性為前提的方式進(jìn)行拆除；美標(biāo)則無具體強(qiáng)度數(shù)據(jù)指標(biāo)，但是需要足夠的強(qiáng)度。美國行業(yè)內(nèi)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理等部門在鋼筋應(yīng)用技術(shù)、認(rèn)識和操作上都有較高水平，值得我國借鑒。

美國和中國都規(guī)定確認(rèn)無誤后再進(jìn)行混凝土澆筑。美國規(guī)范和中國規(guī)范對混凝土澆筑過程中和澆筑后的溫度規(guī)定不同；美標(biāo)規(guī)定當(dāng)混凝土表面的溫度與周圍環(huán)境溫度相差11 ℃以內(nèi)時(shí)，可以取消保護(hù)，國標(biāo)規(guī)定當(dāng)表面與外界溫差不大于20 ℃時(shí)，方可撤除養(yǎng)護(hù)措施或構(gòu)件出池。