冷轧螺旋槽钢筋陶粒混凝土受弯构件的应用及施工技术.pdf

浙 江建 筑 ， 第 2 8卷 ， 第 4期 ， 2 0 1 1年 4月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n，Vo 1 2 8，No 4，Ap r 2 01 l 冷 轧螺旋槽钢筋 陶粒 混凝 土受弯 构件 的应用及 施工技术 Ap p l i c a t i o n a n d Co n s t r u c t io n T e c h n o l o g y o f Ce r a mi c Co n c r e t e B e a m wit h Co l d r o l l e d T wis t e d St e e I l mb e d e d 张列 军 ， 华锦 耀 ZH ANG L i e -j u n，HU A J i n y a o ( 华 丰建设 股份有限公司 ， 浙江 宁波 3 1 5 0 4 0 ) 摘要 ： 介绍 了节能型冷 轧螺旋槽 钢筋陶粒混 凝土受弯构 件 的材 料要 求 、 工 艺特 点及施 工要 点 ， 通 过试 验研究 和工程 应 用 实践 ， 证 明冷轧螺旋 槽钢筋 陶粒 混凝土受 弯构件与 普通钢 筋混凝 土 受弯构 件相 比， 具有 质轻 、 节 能等 优点 ， 有很 高 的推广 应用 价值 。 关键词 ： 冷轧螺旋槽钢筋 ； 陶粒混凝土 ； 受弯构件 中图分类号 ： T U 7 5 6 4 文献标识码： B 文章编号 ： 1 0 0 83 7 0 7 ( 2 0 1 1 ) 0 40 0 3 1 0 3 1 冷轧螺旋槽钢筋陶粒 混凝土简介 混 凝 土作 为 传 统 的 工 程 结 构 材 料 ， 发 展 至 今 已广 泛 用 于 建 筑 工 程 中 ， 如 何 在 混 凝 土 结 构 中 节 约能 源 与 资源 是 当前 面 临 的一 大课 题 。采 用 陶 粒 为粗 骨料 结 合 普 通 砂 、 胶 凝 材 料 和 水 配 制 而 成 的 干 表 观 密 度 不 大 于 1 9 5 0 k N m 的 混 凝 土 称 为 陶 粒 混 凝 土 。 1 1 工 程 用 钢 筋 冷 轧螺旋 槽 钢筋 是 以 H P B 2 3 5钢 筋 盘条 为 原 材 料 ， 经冷轧冷扭形成有数条螺旋状纵槽且规 则间隔 的冷 加工 钢筋 ， 其 截面 形状 仍 为 圆形 ， 冷轧 螺旋 槽 钢 筋规格： 、 、 、 m n ， 咖 2 ， 主要用于板及次梁； 采 用冷 轧螺旋 槽 钢筋 以正反 扭工 艺成 对 式配 置于 板 和 墙中， 见图 1 ， 可有效提高混凝土板 和墙 的刚度和抗 裂度 。 1 2 工 程 用 混 凝 土 常 用 陶 粒 混 凝 土 强 度 等 级 为 L C 2 5 、 L C 3 0 、 势 注 ： 图 中箭 头 表 不 钢 筋 的扭 向 图 1 正反扭冷轧螺旋槽钢 筋成对配置示意 L C 3 5 、 L C 4 0 。水 泥 常用 P 4 2 5级 普 通 硅 酸 盐 水 泥 ； 粗 骨 料 陶 粒 最 大粒 径2 0 mm， 连 续 粒 径 52 0 mm； 细骨料 中粗 砂 的 细 度 模 数 2 53 0 ； 掺 合 料 粉 煤 灰 ； 外掺 剂 有高 效 泵 送 缓 凝 型 减 水 剂 等 。材 料 应 符 合 轻骨料混凝 土结 构技术规程 ( J G J 1 2 - 2 0 0 6 ) 的 规 定 。 其 中作 为粗 骨 料 的 陶粒 是 关键 材 料 ， 既要 有 较 高的筒压强度和较低 的吸水率 ， 又要尽可能采用节 能 的再 生材 料 ， 最 终 选 择 由粉 煤 灰 和淤 泥 混 合 生 产 的高强圆粒型陶粒。其筒压强度大于6 MP a ， 吸水率 控制 在 l 0 以 内。 收稿 日期 ： 2 0 1 01 22 0 作者简介 ： 张列军 ( 1 9 7 4 一 ) ， 男 ， 浙江象 山人 ， 工程 师 ， 从事建筑施工管理工作。 3 2 浙江建筑 2 0 1 1年第 2 8卷 2材 料 和 工 艺 特 点 2 1 自重 轻 由于 混凝 土 中的粗骨 料采 用 陶粒 代替 普通 混凝 土 中的碎 石 ， 而 陶粒 的 堆 置 自重 为 7 5 k N m ， 仅 为 碎石 堆置 自重 1 4 5 k N m 的一 半左右 。冷 轧螺 旋槽 钢筋 混凝 土 ( L C 3 0 ) 自重 在 l 8 51 9 5 k N m ， 是普 通钢 筋混 凝 土 ( C 3 0 ) 自重 2 5 0 k N m 的 7 5 ， 可减 轻 自重 2 0 2 5 。梁 板结 构 自重轻 ， 为 降 低结 构 自重和荷 载效应 组合 值提 供 了条件 。 2 2导 热 系数低 根据 冷轧 螺 旋 槽 钢 筋 陶粒 混凝 土 的 ( L C 3 0 ) 试 点 工程所 作材 料导 热 系 数 实测 结 果 可 知 ， 其 导 热 系 数 平均 值在 0 4 4 0 4 7 W m k 之 间 ， 远 低 于 普通 钢 筋混凝 土 导 热 系 数 为 1 7 4 W m k ， 由 于 陶粒 混 凝土的导热系数远低于普通混凝土 的导热系数 ， 故 有利 于房 屋建 筑 的楼 屋 面及 外 墙 的保 温 ， 即 结 构 的 自保温性 能强 。 同时 陶粒 骨 料采用 以粉 煤灰 和淤 泥 为 主要原 料 ， 经机 械 加 工成 球 ， 入 窑高 温烧 结 而成 ， 属 于节 约能 源的可 再生 材料 。 2 3预 湿 处 理 针 对 陶粒 轻 骨 料 的 吸水 率 比普 通 碎 石 大 的情 况 ， 应在 使 用前 采 用 喷 淋 、 浸 泡 等 方 法 进 行 预 湿 处 理 ， 尤其 是泵 送浇 捣 陶粒 混凝 土 时 ， 陶粒 骨料 预湿 后 含 水率 不应 小 于 其2 4 h 吸水 率 ， 且 吸水 饱 和 度 宜 大 于 7 0 。预湿处 理后 的 陶粒 ， 有利 于提 高 陶粒 混凝 土 的工作 性 和抗裂 性 。 2 4采用 强制式搅 拌机 搅拌 陶粒混 凝 土 中的 陶粒 骨料 自重 轻 ， 自落 式 搅 拌 机 难 以搅拌 均匀 ， 故 应 采 用 强制 式 搅 拌 机 搅拌 。拌 合 物在 运输 中应采 取措 施 以减小 坍落 度损失 防止 离 析 ； 拌合 物从 搅拌 机 卸 料起 到 浇 捣 入模 内 的延 续 时 间不 宜超过4 5 mi n 。 2 5提 高结构 刚度 为 了提 高结 构 的 刚度 ， 即克 服 陶粒 混凝 土 较 普 通混凝土弹性模量低 的不足 ， 采用冷轧螺旋槽钢筋 与混凝 土之 间特 殊粘 结 锚 固性 能 ， 即采用 冷 轧 螺 旋 槽 钢筋 正反 扭配 置工 艺 ， 将 正 反 扭 钢 筋 成对 配 置 于 受弯构件 ， 以提高钢筋与混凝土之间的约束 ， 从而达 到提高构件刚度的 目的， 冷轧螺旋槽配筋板现场照 片见 图 2。 图 2现浇板冷轧螺旋槽钢筋 冷 轧螺 旋槽 钢 筋混 凝 土 板 的对 比试 验 ： 将一 组 按常规 冷轧 螺旋 槽 钢 筋 配筋 ， 另一 组 在 配 筋 率相 同 情 况 下 ， 按 正 、 反 扭冷 轧螺 旋槽 钢筋 成对 配筋 。试验 结果表 明按 正 、 反 扭 工 艺 成对 配筋 板 比按 同 方 向旋 扭工 艺配筋 板 刚度提 高 2 6 以上 。 2 6加 强梁柱 节点核 心 区 当柱 的 陶粒 混凝 土强 度设 计等 级高 于梁 、 板 ， 或 柱和梁 、 板 分别采 用普 通 混凝 土和 陶粒混凝 土 时 ， 混 凝土 的接缝 应设 置在 梁 、 板 中 ， 接缝 至柱边 的距 离不 应小 于梁 、 板 的截 面高度 。 当柱 和梁 、 板 分别采 用普 通混 凝土 和 陶粒 混 凝 土 ， 但 强 度 等级 相 ( 例如 柱 为 C 3 0 ， 梁板 为 L C 3 0 ) 时 ， 节 点核 心 区混 凝 土可 采用 与梁板 相 同强度 等 级 的 陶粒 混 凝 土 ， 但 应 在 核 心 区 附加 一段 钢筋笼 ， 见 图 3 。 纵梁箍筋纵梁主筋 I ： L 。 I 附 加 钢 J I 。 _1 H I 7fl I y ， 。 ，。0 。 一 y - _ 一 -一 l ： 主 l 附 加 钢 筋 笼 筮 L ( a ) 核心区钢筋平面图 ( b ) 核心区钢筋1 - 1 剖面图 图 3梁柱核心 区钢筋 3 施 工要点 3 1 绑 扎冷 轧螺 旋槽钢 筋 先绑 扎梁 的 钢 筋 ， 再绑 扎 板 的钢 筋 。冷 轧 螺旋 槽 钢筋 的主要 力学 性 能 指 标 经 试验 ， 其 极 限抗 拉 强 度 、 屈服强度 、 伸长率、 弹性模量、 1 8 0 。 冷弯均应符合 国家标 准 预应 力 混凝 土 用钢 棒 ( G B T 5 2 2 3 3 2 0 0 5 ) ( 非预应力部分 ) 的规定 。 第 4期 张列军等 ： 冷轧螺旋槽钢筋陶粒混凝土受弯构件的应用及施工技术 3 3 板 类 冷轧 螺旋 槽 钢 筋 宜 采 用 焊 接 钢 筋 网 ， 以 更 有 效地 发挥 其 刚 度 好 的 特 点 。 当采 用 绑 扎 形 式 时 ， 冷 轧螺 旋槽 钢筋 的铺 设 应 平 直 ； 混 凝 土保 护 层 厚 度 应 严格 控制 ， 钢 筋骨 架 的绑 扎应 牢 固 ， 双 向受力 网 片 的每个 交叉 点均 应 绑扎 牢 固 。 3 2浇捣 陶粒 混凝 土 钢筋 工 程 隐 检 合 格 后 ， 泵 送 浇 捣 陶粒 混 凝 土 。 陶粒 骨料 进场 后应 按 设计 的 品种 、 密 度 等 级 及 质 量 等级 分批 检验 合格 ， 并 在 搅拌 前充 分 预 湿处理 ， 采 用 强制 式搅 拌机 搅 拌 。 配 合 比设 计 时 ， 应 掺 加 粉 煤 灰 等 矿 物 掺 合 料 ， 且 胶 凝 材 料 的 总 量 不 小 于 3 5 0 k g m 。混 凝土 拌 合 物 在 运 输 过 程 中应 采 取 措 施 减少 坍 落度损 失 和 防止离 析 。混 凝 土拌 合物 人泵 时 的坍 落 度 应 控 制 在 l 5 2 0 e m的范 围 内 ， 最 大 泵 压 控制 在 1 61 8 MP a ， 略 大 于 普 通 混 凝 土 。对 梁 、 柱采用 插人式振 捣器分 层快插 慢拔 振捣 密实 ， 对 板采 用平板式振捣器振捣密实， 每个振点的振动时间根据 深度 的不 同 ， 控 制在 61 0 s 间。振 捣 以陶粒 骨 料 略 有上浮 作为振 捣 密实 的标 志 ， 应 防 止 过度 振 捣 ， 以免 大量 陶粒 骨料上 浮 。泵送 浇捣 陶粒混凝 土见 图 4 。 图 4泵送浇捣 陶粒 混凝土梁板 3 3养 护 陶粒 混凝 土 陶粒 混凝 土成 型后 ， 应 特别 注 意 防止表 面 失水 ， 避免混凝土表 面开裂， 故在浇筑完毕 1 0 h 内保湿养 护 十分 重要 ， 浇水 养 护 时 间 ： 一般 陶粒混 凝 土不 小 于 7 d ， 对抗 渗混 凝土 不 少 于1 4 d 。 4工程实例应 用 冷 轧螺 旋槽 钢 筋 陶粒 混凝 土应 用 于浙 江省 象 山 县 “ 华 丰 桃 花 源 ” 别 墅小 区 工程 的 D 2 7 # 、 D 2 8 # 楼 ， 每 幢 建筑 面积 为 7 3 5 m ， 其 中半 地 下 室 建 筑 面积 为 2 5 0 m ， 均 为 3层 现 浇 框 架 结 构 ， 屋 面 为 坡 屋 面 。 0 0 0 0 以上 的混凝 土 均 为 L C 3 0级 的 陶 粒 混凝 土 ， 梁 和 柱 的 主 筋 为 HR B 3 3 5钢 筋 ， 箍 筋 为 H P B 2 3 5钢 筋； 板配筋均为冷轧螺旋槽钢筋 咖 咖 ； 。主体工 程 施 工 于 2 0 0 9 年 ， 竣 工 验 收 于 2 0 1 0年 ， 一 次 性 合 格 。 应 用冷 轧 螺旋 槽 钢筋 陶粒 混凝 土 的别 墅群 工程 主体结构完成后 ， 对其 中的 D 2 7 # 楼进行 了现场静荷 载 试验 。按 正 常使 用 极 限状态 即荷 载效 应 标准 组合 下 进行 静荷 载试 验 ， 现 场静 荷载 试 验结 果 ： 板 跨 中最 大挠 度 仅为 跨 度 的 1 2 0 0 0 ， 无 裂 缝 出 现 ， 受 拉 区混 凝土拉应 力最 大实 测值为 1 3 9 N m m ， 小 于 L C 3 0 陶粒混凝土抗拉强度标准值 1 4 3 N mm ， 与试验结 果无 裂缝 出现是 一 致 的 。卸 载 后 板 回弹 基 本 复原 ， 说 明板在 标 准 荷 载 组 合 的作 用 下 处 于 弹 性 工 作 状 态 。试 点 工程 的梁 、 柱 也 都满 足设 计 和规 范 的要求 ， 进 一 步说 明在 建筑 结 构 中采用 冷 轧螺旋 槽 钢筋 陶粒 混 凝土 具有 广 阔 的应用 前 景 。 5 结 语 通 过试 验研 究 和工 程应 用证 明冷轧 螺旋 槽钢 筋 陶粒混凝土能有效地克服普通钢筋混凝土结构的缺 点 ， 为寻求既能承载荷载 ， 又能节约能源的结构形式 做 出了有 益 的探索 实 践 。 参 考 文 献 1 程志军 ， 朱聘儒 ， 顾万黎 ， 等 J G J1 2 - 2 0 0 6轻 骨料混凝土结 构技 术 规程 S 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 0 6 2 翟巧玲 ， 蔺秀艳 ， 俞 建荣 ， 等 G B T 5 2 2 3 3 2 0 0 5预应力混凝土 用 钢棒 S 北 京： 中国建筑工、 止出版社 2 0 0 5