譚炳剛

摘要：在現(xiàn)階段建筑施工過程中，作為一種施工材料--預(yù)應(yīng)力混凝土對建筑物、構(gòu)筑物的質(zhì)量有著十分重要的作用，預(yù)應(yīng)力混凝土既能增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗裂性又能增加建筑結(jié)構(gòu)的剛度和耐久性，這種材料在社會上也得到了廣泛的應(yīng)用，該項(xiàng)工程技術(shù)的應(yīng)用具有一定的專業(yè)性，現(xiàn)從多個(gè)角度對預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行分析研究，對提高建筑施工質(zhì)量具有非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力;混凝土;施工;工業(yè)民用建筑;實(shí)踐;分析

隨著國家的發(fā)展以及人們生活水平的提高，工程建筑物的數(shù)量逐漸增多，在工程建筑施工過程中，人們大量采用了預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)進(jìn)行施工。具體施工過程中，要求我們重點(diǎn)掌握建筑結(jié)構(gòu)本身的功能，同時(shí)應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，才能有效提高工程建筑的施工質(zhì)量。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展

預(yù)應(yīng)力混凝土在我國20世紀(jì)70年代開始運(yùn)用，之前主要采用冷拉鋼筋作為預(yù)應(yīng)力筋，生產(chǎn)和預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土框架，吊車梁等工業(yè)廠房的構(gòu)件。最先開始使用冷拔低碳鋼絲配筋的預(yù)應(yīng)力混凝土中小型構(gòu)件，后來預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大量應(yīng)用于中等、大型公共建筑、高層及超高層建筑、跨度大的橋梁和多層工業(yè)廠房等現(xiàn)代化工程。在幾十年的探索進(jìn)程中，我們國家在預(yù)應(yīng)力混凝土的理論設(shè)計(jì)、計(jì)算方法、構(gòu)建系列、結(jié)構(gòu)體系、張拉錨固體系、預(yù)應(yīng)力施工工藝、預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土材料等方面都形成了一套獨(dú)有的體系。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土的技術(shù)含義及特點(diǎn)

2.1 工民建中預(yù)應(yīng)力混凝土的含義

由于我國工程建筑數(shù)量增多，混凝土材料的應(yīng)用類型也比較多樣化，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土材料就是其中的一種，由于其對生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)工藝有超高的要求，就對張拉設(shè)備，灌漿機(jī)械和生產(chǎn)臺座等產(chǎn)生了特殊需要，以及專業(yè)的技術(shù)操作人員，其制作安裝工藝具有較強(qiáng)的專業(yè)性，在對其制作過程中，必須全方位的掌握其質(zhì)量特性，才能減少施工質(zhì)量問題的發(fā)生。在我國工業(yè)民用建筑施工過程中預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土技術(shù)運(yùn)用，主要是以鋼筋混凝土作為主要的施工對象，而從預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土設(shè)計(jì)的理念來說，主要是將高強(qiáng)度的鋼筋和混凝土相結(jié)合，提前施加大量壓力，使混凝土構(gòu)件能夠獲取足夠的荷載，能夠有效提高混凝土承受荷載的抗拉能力，減少混凝土構(gòu)件的拉應(yīng)力，防止或延遲出現(xiàn)混凝土裂縫的情況，使其完整無損，還能夠有效提升混凝土構(gòu)件的剛度和強(qiáng)度，增加抗剪能力和抗疲勞性，節(jié)省鋼材和水泥，減小結(jié)構(gòu)截面尺寸，減少結(jié)構(gòu)自身重量，還能讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更具有美觀、輕便的特點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力混凝土比普通混凝土而言，具有強(qiáng)大的抗拉力。若根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土的強(qiáng)度大小來進(jìn)行區(qū)分：可分為全預(yù)應(yīng)力混凝土與部分預(yù)應(yīng)力混凝土。若根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土施工方式進(jìn)行區(qū)分：可分為預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土、現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土和疊合預(yù)應(yīng)力混凝土。若根據(jù)預(yù)加應(yīng)力的方法進(jìn)行區(qū)分：又可分為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土。在具體的施工過程中，需要按照實(shí)際設(shè)計(jì)規(guī)范和要求進(jìn)行施工，要達(dá)到符合國家標(biāo)準(zhǔn)的施工質(zhì)量，符合相應(yīng)的使用目的。

2.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的特征

2.2.1 能夠增加結(jié)構(gòu)的剛度

我們在設(shè)計(jì)、安裝、使用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件過程中，需要使用高強(qiáng)度鋼材和混凝土相結(jié)合，既能夠增加預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的彈性，荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)能夠有效防止或減少混凝土出現(xiàn)裂縫，所以彌補(bǔ)了普通鋼筋混凝土剛度的不足。

2.2.2 能夠提高結(jié)構(gòu)的抗裂性

在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的受拉區(qū)內(nèi)存在預(yù)壓應(yīng)力，在外部施壓作用下，將會出現(xiàn)超出預(yù)應(yīng)力所能承受力度相互抵消的現(xiàn)象，有效防止混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的可能。

2.2.3 能夠擴(kuò)大其應(yīng)用范圍

如果我們從預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土施工技術(shù)在工程民用建筑施工的實(shí)際施工環(huán)境來說，它與一般的混凝土施工工藝相比，有較高的抗裂性能、防水性能、抗?jié)B透性能，由于使用了高強(qiáng)度鋼材和混凝土相結(jié)合，使其結(jié)構(gòu)、構(gòu)件重量較輕，工程施工質(zhì)量較好，更適用于跨度較大、荷載較重的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，在工業(yè)民用建筑施工方面能節(jié)省大量的建筑施工材料的用量，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得更為經(jīng)濟(jì)、輕巧、美觀，減少整個(gè)工程造價(jià)的投入，從而有助于提高工業(yè)民用建筑施工企業(yè)的施工效益，對整個(gè)建筑行業(yè)都有非常大的促進(jìn)作用。當(dāng)前我們國家在大型公共建筑、高層及超高層建筑、跨度大的橋梁和多層工業(yè)廠房等現(xiàn)代化工程等現(xiàn)代工程中也大量采用預(yù)應(yīng)力混凝土材料。在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的施工工藝、施工技能、施工管理方面，我們都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

2.2.4 能夠提高材料的強(qiáng)度

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要是在荷載作用前就讓混凝土預(yù)先受壓造出來的構(gòu)件，鋼筋能夠提前受到拉伸，在荷載作用下就能增加張拉力，使混凝土結(jié)構(gòu)處于一個(gè)高拉應(yīng)力環(huán)境。高強(qiáng)度的鋼筋和高強(qiáng)度的混凝土結(jié)合在一起，不僅減小構(gòu)件結(jié)構(gòu)截面尺寸，降低構(gòu)件重量，讓結(jié)構(gòu)構(gòu)件更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用，既增加了結(jié)構(gòu)剛度又節(jié)省了鋼材和水泥。設(shè)計(jì)人員能夠根據(jù)工業(yè)民用建筑特定的功能設(shè)計(jì)和具體的環(huán)境條件，選取合理的預(yù)應(yīng)力范圍，以尋求較強(qiáng)的使用能力、最低的造價(jià)、最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，能夠有效減少施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，能夠提高整個(gè)建筑行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.5 嚴(yán)格施工質(zhì)量管理

在工業(yè)民用建筑預(yù)應(yīng)力混凝土施工過程中，由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝比普通的鋼筋混凝土構(gòu)件復(fù)雜，技術(shù)要求高，應(yīng)當(dāng)配備有專門的張拉設(shè)備、灌裝機(jī)械、生產(chǎn)臺座等以及專業(yè)的操作技術(shù)人員，為了保證預(yù)應(yīng)力混凝土的質(zhì)量，在使用專門的施工材料，專業(yè)的施工機(jī)械設(shè)備時(shí)，對生產(chǎn)現(xiàn)場、施工現(xiàn)場的管理，應(yīng)當(dāng)具有高度的嚴(yán)謹(jǐn)性，嚴(yán)格按照操作規(guī)程，按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的實(shí)踐分析

隨著國家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，在進(jìn)行大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中，工業(yè)民用建筑施工技術(shù)、施工工藝也得到了不斷的完善，預(yù)應(yīng)力混凝土材料也得到了進(jìn)一步的推廣和使用，根據(jù)以往預(yù)應(yīng)力混凝土運(yùn)用的實(shí)際情況來看，主要采用了以下兩種方式：一是先張法預(yù)應(yīng)力混凝土的技術(shù)，二是后張法預(yù)應(yīng)力混凝土的技術(shù)。雖然這兩種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中都發(fā)揮著重要作用，但是他們之間也有一定的區(qū)別，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的類型不同，決定了需要采用不同的預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)形式，才能有效提升混凝土的抗拉應(yīng)力和荷載力，還能有效防止和減少縫隙問題的發(fā)生，保障混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度。

3.1 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

根據(jù)試驗(yàn)，普通鋼筋混凝土抗拉強(qiáng)度低（極限應(yīng)變0.0001～0.0015），正常環(huán)境下受拉區(qū)混凝土也容易開裂，混凝土剛度小。若想要防止混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，限制混凝土裂縫出現(xiàn)寬度，可以從混凝土容易過早出現(xiàn)裂縫及鋼筋不能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)相對價(jià)值這對矛盾開始探究，有人曾想到過在結(jié)構(gòu)構(gòu)件或者混凝土構(gòu)件的受拉區(qū)對鋼筋進(jìn)行拉伸，充分利用鋼筋的回彈力運(yùn)用于混凝土中，通過這種方式讓混凝土出現(xiàn)預(yù)壓應(yīng)力，讓混凝土呈現(xiàn)出壓縮變形狀態(tài)，讓受拉區(qū)的結(jié)構(gòu)受外力后，混凝土拉伸變形會和壓縮變形實(shí)現(xiàn)部分的抵消，在外力的逐步增加中，混凝土逐漸被拉伸，因此可以推遲混凝土的裂縫出現(xiàn)時(shí)間。與普通混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件比普通混凝土構(gòu)件具有更強(qiáng)的剛度、更好的抗裂性和耐久性。在相同條件下，預(yù)應(yīng)力混凝土具有截面小、自重輕、質(zhì)量好、省材料、利用機(jī)械裝備化程度高等特點(diǎn)。但是，預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝復(fù)雜，對操作有更高的要求，應(yīng)當(dāng)配備專門的機(jī)械設(shè)備、組建具有高素質(zhì)的施工隊(duì)伍、相關(guān)專業(yè)的管理人員、完整的預(yù)應(yīng)力機(jī)具設(shè)備。一個(gè)國家預(yù)應(yīng)力混凝土使用范圍和數(shù)量的多少，成為衡量一個(gè)國家建筑技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志之一。目前在我國大跨度橋梁領(lǐng)域預(yù)應(yīng)力混凝土占有統(tǒng)治地位，而先張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)，在我國混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件中使用非常廣泛。

3.2 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

在我國工業(yè)民用建筑中，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝為：澆筑混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)再拉伸鋼筋，按照一定的施工順序：埋管制孔-->澆筑混凝土-->抽管-->養(yǎng)護(hù)穿筋張拉-->錨固-->灌漿-->鋼筋錨固處理，這樣的施工過程，需要依賴模具來防止鋼筋的回彈，并使混凝土截面出現(xiàn)預(yù)壓應(yīng)力，只有在這樣的操作中能夠保證鋼筋與混凝土成為一個(gè)完整的整體，這樣的施工工藝又被稱為有粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土，但可能出現(xiàn)粘結(jié)阻力的影響，降低鋼筋的拉應(yīng)力，同時(shí)也會降低混凝土的壓應(yīng)力。在實(shí)際施工中，可以在預(yù)應(yīng)力鋼筋表面涂刷防腐材料瀝青，包上塑料制品或者套管，以求減少預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土的粘結(jié)阻力作用。對于一些大型工民建筑施工環(huán)境，采用后張法施工比先張法施工有較多的優(yōu)勢。后張法預(yù)應(yīng)力施工還能進(jìn)行構(gòu)件預(yù)制，小型塊體預(yù)制，在后續(xù)過程中完成拼裝，以此實(shí)現(xiàn)整體效果。

3.3 工民建施工中預(yù)應(yīng)力混凝土的養(yǎng)護(hù)分析

澆筑混凝土被振搗后，在適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件下，混凝土將會發(fā)生水化作用，為了保證混凝土強(qiáng)度增長可控，必須對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在工業(yè)民用建筑施工現(xiàn)場，對于預(yù)應(yīng)力混凝土的養(yǎng)護(hù)工作非常重要，它能決定整個(gè)建筑工程質(zhì)量的好壞。在現(xiàn)階段，對于預(yù)應(yīng)力混凝土的養(yǎng)護(hù)主要分為兩種形式：一是在常溫情況下以28天作為養(yǎng)護(hù)周期的自然養(yǎng)護(hù)法。二是蒸汽養(yǎng)護(hù)法，由于養(yǎng)護(hù)就是要保證混凝土的硬化條件，所以在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制混凝土的溫度和濕度，盡量減少混凝土暴露在空氣中的時(shí)間，盡量減少混凝土表面的水分流失。如預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的蒸汽養(yǎng)護(hù)一般可分為靜停、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段，混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)應(yīng)分別符合以下規(guī)定：靜停期間環(huán)境溫度不低于5℃，澆筑振搗混凝土后4～6小時(shí)，待混凝土終凝后才可以升溫，升溫速度不大于10℃/h。恒溫期間混凝土內(nèi)部的溫度不宜超過60℃，最大不得超過65℃。降溫速度不宜大于10℃/h。

4 結(jié)語：

在我國大量的基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)民用建筑建設(shè)過程當(dāng)中，人們對施工質(zhì)量越來越重視，對預(yù)應(yīng)力混凝土工程質(zhì)量控制的好壞，直接影響著工程的總體質(zhì)量水平，關(guān)系到人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全，關(guān)系到建筑施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。從當(dāng)前整個(gè)建筑行業(yè)來看，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，經(jīng)濟(jì)效益也非常好，應(yīng)用前景十分廣闊。該項(xiàng)技術(shù)既能節(jié)省施工材料又能減少施工成本，還能夠減少工程施工的質(zhì)量問題。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，在了解整個(gè)工程概況的前提下，選擇相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，最大程度發(fā)揮預(yù)應(yīng)力混凝土的效果。

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作者簡介：何曉勇，（1975.3.2-），男，漢族，山東濟(jì)南人，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：土木工程。工業(yè)與民用建筑工程。