序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇高強混凝土論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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1、前言

在大型火力發電廠主廠房結構中，由于其高度較大，且豎向荷載較大，故裂縫問題較為突出。經常出現的情況是：框架柱的斷面由軸壓比限值確定，而框架柱的配筋由構造配筋率決定，這其中存在著不合理的地方。應用高強混凝土可以顯著減小構件的截面尺寸，減輕結構自重和鋼筋用量，具有明顯優點，可獲得較高的經濟效益。但高強混凝土的脆性會在某些情況下產生裂縫，強度等級愈高，脆性愈大。因此，在大型火力發電廠主廠房結構框架柱中應用高強混凝土，需研究改善高強混凝土柱抗裂縫能力的有效措施。

在火力發電廠結構工程中，裂縫的防治是一個有較大普遍性的問題。裂縫的擴展是結構物破壞的初始階段; 同時，對于結構物而言，裂縫可能引起滲漏，影響結構的使用功能，并且引起持久強度的降低，如鋼筋混凝土結構中保護層剝落。水工建筑物在水壓頭不高于水位的l0cm以下，就會產生的裂縫、滲漏、鋼筋腐蝕、混凝土碳化等。因此，對裂縫的成因進行分析，在此基礎上對預防裂縫的產生和發展及對裂縫形成后的處理

措施進行探討是非常必要的。

2、高強混凝土框架柱工程的特點

在美國，以圓柱抗壓強度標準值達到或超過42MOa為高強混凝土。歐洲國際混凝土委員會1995年的資料通報中定義高強混凝土為圓柱體抗壓強度高于50MPa的混凝土，大體相當于我國C60級混凝士。在我國通常將強度等級等于或超過C50級的混凝土稱為高強混凝土。這個分類標準適合我國國情。高強混凝土具有以下一些特性：

(1)高強混凝土受壓時呈高度脆性，延|生很差。

(2)高強混凝土的抗拉強度、抗剪強度和粘結強度雖然均隨抗壓強度增加而增加，但它們與抗壓強度的比值卻隨強度提高而變得愈來愈小，所以在處理高強混凝土構件的抗剪、沖切和扭轉等問題時必須慎重。

(3)在相同的橫向約束力作用下，高強混凝土縱向承載力的改善要比普通強度混凝土稍差，所以在計算配有間接鋼筋的螺旋箍筋柱和局部承壓等承載能力時，表示橫向約束作用貢獻的部分也要做出修正。

(4)受壓時高強混凝土還有易產生裂縫的傾向，因此在設計局部承壓以及鋼筋搭接錨固時應特別注意。在這些部位要加強設置橫向箍筋以防止裂縫。由于塑性變形能力較差，高強混凝土中鋼筋錨固粘結應力的分布變得更不均勻。彎起鋼筋的轉角處會使混凝土受到較高的局部擠壓力，也應注意防止裂縫。

3、混凝土框架柱裂縫的成因

在常用的建材，如鋼、混凝土、砂漿等中，均存在有材料內部的初始缺陷。以高強度混凝土為例在尚未受荷的混凝土和鋼筋混凝土結構中存在肉眼不可見的微裂。此微裂主要是存在于骨料與水泥石粘接面上的裂縫、骨料與骨料之間的裂縫、以及骨料本身的裂縫。微裂的分布是不規則的，這主要是由于混凝土內部的不均勻所所致。。在受荷的情況下，引起大于等于0.05mm宏觀裂縫的產生及發展，形成通常所稱的裂縫。由此可見，結構物裂縫的產生是有其內部原因和外部條件的，其內部條件為以上所述的材料的不均勻性所導致的內部缺陷和微觀裂縫。其外部條件可概述為以下幾點:

（1）由各種直接作用的外荷載如靜、動荷載引起的直接應力而導致的裂縫。在電廠結構工程中，常見的有結構物自重、土的主動壓力和被動壓力、水的側壓力、各類設備的靜、動荷載以及風荷載等等。此類荷載產生的應力一般可按常規計算方法得到，比較直接和明確，在設計過程中也較易得到控制，因此，此類荷載引起的應力導致的裂縫約只占結構裂縫的15%-20%左右。

（2）結構次應力引起的裂縫，此類應力產生的原因主要有: 結構物的實際工作狀態與常規模型的出入。從而引起結構中應力分布與理論計算不一致;局部的開孔、洞也會引起應力集中現象，使在應力集中的部位產生裂縫。

（3）由變形變化引起的裂縫。此類裂縫在工程實踐中最為多見，往往占裂縫的80%左右，比如高強混凝土的脆性會在某些情況下產生裂縫，強度等級愈高，脆性愈大。由于溫度場的不均勻、材料的收縮和膨脹，不均勻沉降等也會引起高強混凝土柱裂縫的產生。

4、裂縫的防治策略

高強混凝土的脆性隨著強度提高而嚴重，為了有效防治高強度混凝土柱產生裂縫，必須從以下幾個方面加以防治，才能充分利用高強度混凝土的特點，減少其缺陷。

（1）高強混凝土的脆性隨著強度提高而嚴重，所以主要受力截面上壓區高強混凝土必須設計成約束混凝土，混凝土受壓時在側向有膨脹趨勢，所謂約束就是從側向給受壓的混凝土以約束，限制其橫向的膨脹變形，這樣就能有效的防止高強度柱產生裂縫。

（2）合理添加外加劑各種止水劑、緩凝劑能有效減少混凝土的離析提高保水性，使混凝土內部結構較為均勻一致，養活因干縮、不均勻收縮、不均勻收縮引起的微裂; 同時，止水劑還能與混凝土的硅酸鹽、鋁酸鹽進一步反應生成網狀凝膠，堵塞裂縫，提高裂縫的自愈能力。

（3）注意溫度應力的影響，削減施工過程中溫度收縮應力和混凝土的干縮應力，從而防止干縮、溫度收縮裂縫的產生; 由于混凝土的溫差應力和干縮應力主要有氣溫、水化熱溫差等早期應力，因此，后澆帶的保留時間應盡可能長些，一般不應少于40d。

綜上所述，在大型火力發電廠主廠房結構中，采用高強度混凝土柱有利于提高主廠房結構的穩定性，但是由于高強度混凝土脆性隨著強度提高而嚴重等自身的缺點，在施工和維護過程中必須采取合理的措施來防止高強度混凝土柱的裂縫的產生，，這對于最大限度的提高高強度混凝土柱在大型火力發電廠主廠房結構中的優勢具有指導意義。

參考文獻：

[1] 張國軍.呂西林.劉伯權高強混凝土框架柱的恢復力模型研究[D].[期刊論文]-工程力學 2007(3)

[2] 司炳君.孫治國.艾慶華Solid65單元在混凝土結構有限元分析中的應用[D].[期刊論文]-工業建筑 2007(1)

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1. 高強鋼骨混凝土綜述

HSRC結構是在鋼筋混凝土內部埋置型鋼或焊接鋼構件，并使鋼骨與混凝土組合成為一個整體共同工作，而形成的一種組合結構。其特點如下：

圖1 高強混凝土箱梁

圖2 PCI研究用T梁（1）與鋼筋混凝土結構相比，由于配置了鋼骨，使構件的承載力大大提高，從而有效的減小了梁柱截面尺寸，尤其是抗剪承載力提高、延性加大，顯著改善了抗震性能。

（2）與鋼結構相比，鋼骨高強混凝土構件的外包混凝土可以防止鋼構件的局部屈曲，提高構件的整體剛度，顯著改善鋼構件出平面扭轉屈曲性能，使鋼材的強度得以充分發揮。同時，外包混凝土增加了結構的耐久性和耐火性。

（3）鋼骨高強混凝土結構比鋼結構具有更大的剛度和阻尼，有利于控制結構的變形和振動。

鋼骨高強混凝土充分發揮了鋼與混凝土兩種材料的優點，在橋梁工程中得到了廣泛的應用，但到目前為止，國內外對其研究的成果多集中于構件的強度、剛度等方面，在施工方面經驗不多，可供參考的資料很少。而施工現場的施工質量又嚴重影響著這種組合結構性能的充分發揮。筆者結合試驗過程及具體的工程實踐提出確保鋼骨高強混凝土橋梁抗震延性的施工質量控制措施。

2. 典型高強鋼骨混凝土橋工藝參數分析

蘇州建園建設工程顧問有限公司以蘇州地區典型橋梁做研究。高新區寒山橋是此研究工程項目之一。此橋的特殊之處是東西兩側分別采用強度為70～100N／平方毫米高強鋼骨混凝土梁（圖1）和強度為35～40N／平方毫米T梁（圖2）。對不同混凝土進行造價比較。經比較，對于常規混凝土跨徑37m的梁，當采用高強鋼骨混凝土時跨徑可達44m。

圖3 最優造價曲線 高強鋼骨混凝土具有較高的強度，因此可加大跨徑或當跨徑不變時可采用較小的梁高。同時，高強鋼骨混凝土抗滲能力較強，因而氯化物的滲入可減少一半，從而提高結構的耐久性。在橋梁結構中采用高強鋼骨混凝土，效果十分明顯。蘇州建園建設工程顧問有限公司對常用的預應力混凝土梁進行優化設計。進行經費用戶效益分析如（圖3）， 對于圖3所示的曲線分三部分討論：

2.1 針對跨徑小于27.4m的梁。此類梁的控制條件為預加應力階段的初始預應力。由于預加應力階段的恒載長久起作用，對于所述跨徑采用高膽混凝土無實際意義。

2.2 針對跨徑27.4～30.5m，混凝土強度41～55MPa和跨徑27.4～33.5m，混凝土強度≥55MPa的情況。由于采用高強鋼骨混凝土，梁距可以加大。在此范圍存在著梁距加大帶來的節約及由此引起單位橋面費用增加的平衡點。

2.3 針對跨徑大于30.5m，混凝土強度在41～55MPa和跨徑大于33.5m，混凝土強度大于55MPa的情況。這個范圍代表了所分析斷面高強鋼骨混凝土的最優效益。圖3還反映出：

（1）隨著梁混凝土強度的遞增，最優造價曲線右移。這意味著在單位造價不增加的情況下，梁的跨徑增大了。

（2）梁混凝土強度超過 69MPa效益減小心高強鋼骨混凝土用于較小跨徑時無明顯效益。

近些年來，蘇州市交通局和蘇州建園建設工程顧問有限公司對采用高效預應力高強鋼骨混凝土在橋梁工程中的應用進行了較為深入的研究。以圖4斷面為例，由表1可以看出，蘇州地區采用高性能混凝土空心板較普通PC空心板可節省混凝土 35％以上，可節省鋼鉸線15％以上，在16～30m跨徑范圍內，材料費用節省20％。因此對于公路橋梁工程中大量使用的空心板采用高性能混凝土井進行優化設計，其經濟效益十分可觀。

圖4 L=16m中板優化斷面

圖5 焊接順序 3. 提高鋼骨高強鋼骨混凝土質量的施工措施

施工現場的施工質量嚴重影響著這種組合結構性能的充分發揮，筆者結合工程的調查分析對組合結構中鋼骨柱施工質量的缺陷及原因進行分析， 結果顯示鋼骨高強鋼骨混凝土柱施工質量缺陷主要表現在焊接質量差、H 型鋼柱不垂直、縱向產生彎曲、鋼牛腿標高出現偏差四個方面。其中焊接質量差、H 型鋼柱不垂直，是影響鋼骨高強鋼骨混凝土柱延性的主要原因。為此我們提出如下改進工藝：

3.1 提高焊接質量的施工工藝措施。

（1）焊接前應先進行工藝試驗，以取得最佳工藝系數，達到工藝合格、質量可靠和降低成本的目的。

（2）在焊接時改手工焊為采用ZXGI000R自動埋弧焊機，焊接時在其焊縫的兩端配置引入板、引出板，做到引入板、引出板與被焊件的坡口形式相同，其長度大于60 mm ，寬度大于50 mm ，焊縫引入、引出的長度大于25 mm ，焊縫焊接完畢后用氣割割除，并修磨平整。

（3）焊接時在專用的焊接胎膜上作全自動埋弧焊，按焊接工藝要求的焊接順序進行施工，減少焊接變形。焊接順序見圖5 。

（4）施焊時，每條焊縫原則上要連續操作完成，不得不在T 字口和構件邊緣停弧或換焊條時，施焊后的焊縫應立即覆蓋巖棉材料給予保溫，延長焊件降溫時間。

（5）配置超聲波探傷人員跟班檢查焊接質量，不合格者應及時返修。

3.2 減少焊接變形的方法。

（1） 采用拼裝模架將H 型、十字型鋼板拼裝成型，拼裝模架如圖6所示。

圖6 拼裝模架（2）拼裝后的幾何尺寸經檢驗合格后進行定位點焊，定位點焊的焊縫長度為60 mm ，焊縫的間隔為200 mm ，焊縫高度為6 mm。

（3）對埋弧焊電流、電壓、焊接速度參數進行監控，電流：600 A～650 A ，電弧電壓：35 V～38 V ，焊接速度： 0. 42 m/ min。

（4）為防止受熱不均勻造成過大變形，施焊前應進行預熱，預熱區域應在焊縫的兩側各100 mm ，使其產生相應的反變形。

（5）劃線下料應考慮焊接收縮量，以滿足組焊成型后設計尺寸，使吊裝就位后保證柱頂、孔眼標高一致。

4. 結論與建議

（1）鋼骨高強鋼骨混凝土組合結構是鋼與混凝土的優點結合，是建造高層與大跨度結構較好的途徑，在我國具有廣闊的前景， 施工現場的施工質量嚴重影響著這種組合結構性能的充分發揮，探討它的施工方法和施工工藝具有深遠的意義。

（2）采用高強鋼骨混凝土梁板斷面高度可以降低，從而較少工程投資，這對于新建和重建橋梁均具有重要意義。

參考文獻

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隨著高層建筑的不斷出現，高強混凝土的運用越來越廣泛，但高強混凝土的施工質量不易控制，本文研究了剪力墻高強混凝土的施工質量控制要點，并以某高層建筑工程為例，探討了這些施工要點和措施的實施，實例證明，這些要點和措施能夠比較好的保證高強混凝土的施工質量。

1 材料選用

1.1 低用水量和低水膠比

高強度混凝土的水膠比要小于0.40，C60~ C70高強度混凝土的水膠比宜低于0.36，C80以上水膠比一般小于0.30，此時，必須摻入高效減水劑，以保持投拌合物在低用水量時的流動度。

1.2 水泥

配制高強度混凝土在選擇水泥時應注意它與可能選用的高效減水劑之間的相容性，適于配置高強度混凝土的水泥主要有硅酸鹽類和硫鋁酸鹽系兩大類'在建筑工程中的硅酸鹽水泥主要有/快硬硅酸鹽水泥#高強度硅酸水泥#快硬無收縮硅酸鹽水泥，硫鋁酸鹽類主要用于配制修補工程用的高強水泥。

1.3 高效減水劑

荼磺酸鹽甲醛縮合物，其減水效果與磺酸基在荼環上的位置及縮合核體數有關$根據硫酸鈉含量不同，有高濃與低濃之別，由于高強混凝土摻高效減水劑劑量較大，以用高濃產品為宜。

1.4 礦物摻合料

1.4.1 硅粉，硅粉混凝土具有早強的特點，但后期強度增長幅度小，硅粉的價格昂貴，摻量大時不僅增加材料費用，而且也使粘聚性增加，增加攪拌和澆注的困難，對于強度不很高的高強混凝土，硅粉的摻量較低;

1.4.2 磨細高爐礦渣，磨細礦渣能水化并生成凝膠，能改善混凝土的微觀結構，并使之密化，對強度和耐久性起著有利的作用，超細礦渣不僅有很高活性，而且能明顯改善全部膠凝材料的顆粒級配，使之更為密實;

2 施工工藝

2.1 澆筑

2.1.1 盡可能使混凝土一次澆筑到位，避免混凝土堆積或傾斜，對下料斗的出料嚴格控制，緩緩推動料斗，從而形成帶狀澆筑。

2.1.2 整層澆筑，避免大塊或斜層澆筑，這樣往往容易造成混凝土離析(特別是當新制混凝土不具粘合性時)，每層澆筑厚度應予以限制，采用薄層澆筑方法，一般每層厚度不超過30cm，以免頂層混凝土的重量使底層的空氣無法逸出，滯留在內的空氣導致混凝土搗實不全，使表面出現缺陷;

2.1.3 盡可能快地灌筑混凝土，但這一速度不能超過震搗施工方法和設備允許的限度，一般混凝土澆筑速在，15m3/h左右，灌筑與振搗的速度應協調、均衡;

2.1.4 降低混凝土入模溫度，如何降低混凝土入模溫度是施工控制的重點之一，可以采取水泥罐加遮陽棚，并灑冷水降溫，砂石料灑冷水降溫，并用篷布覆蓋，拌合用水采用井水，必要時加冰塊或增加制冷機組，充分利用溫低的時間澆筑混凝土等措施，保證混凝土入模溫度不高于32℃(冬季施工混凝土入模溫度不低于5℃)，并且保證混凝土澆筑后混凝土的內外溫差不超過25℃。

2.2 震搗

采用附著式振搗器配以插入式振搗棒進行。一般剪力墻截面較窄，深度較深，加之較密的配筋，插入式振搗棒很難插到底，只有靠附著式振動器振搗，附著式振搗器的數量和間距應該符合下列要求:(1)無論朝什么方向，它們之間的間距控制在.3mm左右;(2)在接合處和拐彎的地方，它們的有效距離將縮短，所以可安置在距角落和交會處2m的地方，常設置雙排振搗器及梅花狀布置。(3)在混凝土施工開始前，打開振搗器并用手在模板上移動，以感受振動，并且看看是否有明顯的強、弱區，特別是確定沒有死角，否則要調整振搗器的位置，在全區域內獲得一致的振搗效果。

2.3 養護

高強混凝土養護應注意:

(1)加強混凝土外部保溫內部降溫措施，澆筑混凝土前可在模板外纏花塑料布后再包裹棚布，保證混凝土內外溫差不大于25℃，減少混凝土外表層與其環境溫差，若混凝土環境溫差與混凝土外表溫差較大，宜在模板外、纏花塑料布內設置保溫層或通少量蒸氣提高環境溫度。混凝土頂面要及時覆蓋灑水保濕、保溫養生，達到一定強度后要及時鑿毛，露出石子。

(2)混凝土自然養護時間為2~4小時，蒸氣養護時應控制好升降溫速度，升溫時應控制在)15℃/h，防止升溫過快混凝土表面體積膨脹太快而產生裂縫，恒溫時是混凝土強度增長的主要階段，恒溫溫度和時間是恒溫期決定混凝土強度及物理力學性能的工藝參數，混凝土在恒溫時的硬化溫度取決于水泥品種、水灰比。有活性摻合料的高強混凝土恒溫要比普通混凝土高，一般要達到70℃，左右，相對溫度保證在70~100%。降溫時，應控制在10℃/h，而且養護罩要密閉，當混凝土溫度與外界溫度不超過20℃時方可撤出護罩，冬季施工時尤其注意，否則會出現結構沿預留管道方向產生裂紋和其它收縮裂紋。拆模時，如果外界溫度高于10℃應對梁體灑水養護。切勿猛澆大量冷水，以免混凝土突然降溫而產生裂紋，拆模后要加以覆蓋養護防止降溫過快產生裂紋。

(3)高強混凝土的養護控制。高強度混凝土在澆完畢后應在8小時內加覆蓋并澆水或噴灑養護劑養護，澆水養護日期不得少于14天。由于高強混凝土水灰比低，部分水泥得不到水化，因而易引起后期強度降低或結構開裂，所以養護顯得尤其重要，一般盡量避開炎熱天氣下施工，如混凝土量不多可安排在早、晚施工，否則必須采取降溫措施。

2.4 溫控

剪力墻高強混凝土體積大，熱量不易散失，應該在澆筑后及時布置測溫點，進行溫度的測量和控制，并根據檢測結果及時采取必要措施。

應該在混凝土表面、中間及變截面處應力集中的部位設計測溫點，進行溫度跟蹤，采用溫度計觀測記錄各測溫點溫度及環境溫度，測溫頻率為1次/2h，做好記錄，通過分析，采取必要措施，如調整冷卻水流速及流量等，以些調節混凝土內部溫度，延長拆模時間，待混凝土內部最高溫度降到50℃，左右再拆模，拆模后及時灑溫水(水溫根據混凝土表面溫度定)覆蓋保濕、保溫養生至少14d。

3 施工實例分析

某高層建筑工程項目，地上五層，地下一層，框架-剪力墻結構，剪力墻采用C50混凝土，雙向配筋，配筋較密，剪力墻施工正值7月份，白天室內外溫度45℃左右，天氣炎熱。出于對施工質量的考慮，在剪力墻施工時，采用了如下措施:

3.1 嚴格骨料配置，優選摻合料和添加劑

項目靠江，所以選擇15mm以下的卵石，采用硅酸鹽水泥并摻粉煤灰，高效減水劑。

3.2 優化施工工藝，提高澆筑質量

由于施工時值夏天，白天溫度很高，不宜澆筑，所以剪力墻高強混凝土選擇在深夜澆筑;骨料在拌和前澆灑低溫自來水;澆筑時嚴格控制出料口和澆筑面的高差，避免混凝土離析，兩臺混凝土泵同時澆筑，一面墻一次性澆筑完畢;采用附著式振搗器配以插入式高頻振搗棒相結合的方式進行震搗，確保混凝土密實，在剪力墻底部、中部和中上部采用附著式振搗器，墻體雙面模板同時安裝四臺震搗器，墻體上部采用多臺高頻震搗棒同時震搗，并嚴格按照(快插慢拔、直上直下)的原則，采用梅花型布置震搗點，并控制點間距不大于40)，震動器的影響半徑，一般為70mm左右，震搗上層混凝土時插入下層混凝土70mm左右，盡量避免震搗棒碰上鋼筋。

3.3 嚴格養護措施

混凝土澆筑時溫度高，澆筑后及時養護，派專人負責灑水、蓋草袋;在墻體下部、中部和底部布置測溫點，嚴格控制混凝土內部溫度和內外溫差，每隔2小時測溫一次，并做記錄，繪制溫度曲線。

采用如上措施后，經過觀察和測量，該項目剪力墻高強混凝土的施工質量很好，回彈儀檢測后認為強度達到要求，拆模后混凝土表面平整、無裂縫，達到設計要求，業主和監理都很滿意。

篇（4）

 

1.預應力混凝土管樁施工工藝及其應用

預應力混凝土管樁是采用錘擊貫入或靜力壓入等方法，利用機械把預制預應力高強混凝土管樁送至設計指定的地基持力層的一種樁基型式。這種樁基問世以來，由于單樁承載力高、施工速度快，尤以靜力壓樁法，施工時無噪音、無震動，滿足文明施工的要求，且因其價格適中，已成為廣東省常用的一種樁基型式，特別適用于珠江三角洲有較厚軟弱土層的地域。

2.預應力混凝土管樁快速接頭技術的設想

預制的預應力混凝土管樁的樁長，由于生產、運輸及施工的原因，都不能一次滿足設計樁長的需要，必須在打樁時現場進行接樁，一般接樁一至兩次。傳統的樁接頭型式是采用焊接，接樁的時候，待先行沉入的樁上端離地面0.8m左右時，把待接的樁吊到已進入土中樁的上端，就位對中吊直后，由兩位焊工對稱操作，要求分兩層施焊，每個接頭約花20分鐘的時間，待接樁焊縫自然冷卻8分鐘后，才可繼續進行沉樁。采用焊接接樁方法，焊接工序耗費工時較多，使樁機等機械利用率降低，工作效率不高，施工成本為此相應增加。

3.預應力混凝土管樁快速接頭的構造及施工工藝

預應力混凝土管樁新型的快速接頭技術是在預制預應力高強混凝土管樁樁端每個接頭預埋鋼板上，均分焊上數個接樁用的連接槽，連接槽內藏帶鋸齒形的鋼銷板及壓力彈簧。鋼銷板為優質炭素鋼45#（經淬火）加工成鋸齒形齒牙向樁身的滑塊，鋼銷板后面用壓力彈簧作緊固的作用。論文參考網。管樁接駁時，首先在待接樁樁端預埋鋼板的每個連接槽上用小錘打入插上各根連接銷。連接銷也是用優質炭素鋼45#（經淬火）加工成兩端分別帶有齒牙向中的鋸齒形、截面為矩形的連接體。由于連接槽內裝有兩件帶了彈簧的鋼銷板，有伸縮緊固的功能，故連接銷可以很方便地連接槽內。兩根樁對接，通過連接銷與鋼銷板的機械嚙合而緊密地連接起來，耗時不到兩分鐘即可繼續沉樁的工序，方便簡捷，把工作效率大大提高。

4.快速接頭設計的理論基礎

4.1設計原則

預制樁接頭用機械連接的裝配原理，在國內外也有實踐的經驗。如國內用法蘭盤連接；國外文獻中介紹瑞典開發的裝配式接頭種種，其特點是連接操作方便迅速，可大大提高沉樁效率。這種適用于預應力混凝土管樁快速接頭技術，比上述裝配式接頭的詩點更為優勝，極有開發價值和競爭性。

快速接頭的設計原則是，接頭的受力不小于樁身的受力。具體要考慮的問題有： l）機械件的連接，應用機械原理使其能達到預應力混凝土管樁的受力要求。 2）連接銷要滿足抗拉要求。 3）連接嚙合要滿足抗剪要求。論文參考網。 4）接頭受力要滿足混凝土管樁抗彎要求。

4.2快速接頭設計的思路

預應力混凝土管樁快速接頭按預應力混凝土管樁的受力狀態，應滿足混凝土管樁設計承載力等的要求，現以400mm預應力混凝土管樁為例，對快速接頭的機械連接件作有關應力的分析和計算。

4.3有關應力計算

用快速接頭連接槽內一根連接銷齒鍵嚙合進行應力計算。連接部件采用熱處理表面淬火的優質炭素鋼45#，硬度為HRC35－40，按《機械設計手冊》得出：

抗拉強度Ob＝600N／mm2

屈服極限Os=355N／mm2

抗剪強度T=0．6Ob＝0．6×600=360N／mm2

一根連接銷橫截面抗剪力：

式中 Ft一一根連接銷橫截面抗剪刀。

H一連接銷厚度（齒牙削弱面的邊長）

S一齒深（或齒牙高；齒牙角度為450）

S＝0．75P＝0．75×3.3=2．475mm

P一齒距=3.3mm

B一連接銷寬度

一根連接銷抗拉力：

式中FL一一根連接銷抗拉力

一根連接銷齒鍵嚙合抗剪力：

式中 Fj一根連接銷齒鍵嚙合抗剪刀

n一齒牙總數

i-折減系數，這里取0．9

以400mm混凝土管樁為例，其樁身承載力設計值可取為1700kN，樁身抗拔承載力設計值為350kN。采明快速接頭時，樁端預埋鋼板上均布七個連接銷，理論計算橫截面抗剪力為1344．2kN，軸向抗拉力為2240．3kN，齒鍵嚙合抗剪力可達2514.8kN。從計算結果可知，快速接頭機械連接件的受力（抗拉威軸心受壓）可超過預應為高強混凝土管極單樁承載力設計值的要求。

5.快速接頭的試驗

5.1試驗的目的

通過快速接頭部件的應力計算得出，是可以滿足管樁樁身承載力的要求，但還須通過快速接頭的幾種受力狀態進行試驗，以求通過實驗論證計算的正確。

5.2試驗項目

預應力混凝土管樁快速接頭力學性能應與混凝土管樁樁身等同，受力除了在豎向力作用下受壓外，還要考慮抗拔作用下的受拉，承受水平力作用的抗剪和抗彎。由于該接頭的抗壓能力大于受拉能力，故只設定了三個試驗項目。論文參考網。一是機械接頭部件的抗拉試驗；二是機械接頭部件的抗剪試驗；三是混凝土管樁接頭實樣的抗彎試驗。

前兩個項目的試驗委托廣州市某質量安全檢測中心進行，用不同的齒鍵嚙合型式作了多組試驗。其試驗結果與計算基本相同。后一個項目的試驗是混凝土管樁接頭實樣的抗彎試驗，根據中華人民共和國國家標準《先張法預應力混凝土管樁GB13476－1999）的規定，'管樁接頭處極限彎矩不得低于管樁極限彎矩'，并按規范條文中的抗彎性能和試驗方法委托某大學土建工程實驗中心對混凝土管樁的快速接頭實樣進行了抗彎試驗。

5.3抗彎試驗目的

某土建工程實驗中心對某管樁廠生產的三根400×95A型和三根300×70A型預應力混凝土管樁快速接頭實樣隨機抽樣進行抗裂、抗彎性能試驗。參照先張法預應力混凝土管樁國家標準制定抗彎試驗方案，為簡文梁對稱加荷裝置，快速接頭位于最大彎矩處。試驗的目的是： l）測定采用快速接頭的預應力混凝土管極初裂強度及抗彎強度； 2）測定采用快速接頭的預應力混凝土管樁在各級荷載作用下的裂縫寬度及長度；3）測定采用快速接頭的預應力混凝土管樁跨內最大變形撓度；4）觀察測定采用快速接頭的預應力混凝土管樁的破壞形態。

5.4試驗結果分析

根據試驗結果得出：l）該樁快速接頭性能分別符合400mm和300mm管樁A型（原母材）國家標準。 2）由于快速接頭是機械嚙合，連接中接頭已存在一定的間隙，試驗結果對照國家標準規定，當加荷至極限彎矩時，管樁受拉區混凝土裂縫寬度不超過l．50mm。試驗結果該接頭的間隙相對展開約為1．50mm左右，其數值基本滿足標準。3）有五個試件當加荷至極限彎矩值的1．5倍或1．5倍以上時，快速接頭未破壞，但彎矩最大處的預應力高強鋼絲拉斷。 4）試件跨中最大撓度值為27．03－65mm，均小于試件跨度的L／50＝96mm。

5.5結論

從試驗結果可以得出的結論是，預應力混凝土管樁快速接頭性能不但與管樁生產的等級標準相適應，而且快速接頭的抗彎能力大于預應力混凝土管樁樁身抗彎強度，完全滿足國家規范'管樁接頭處極限彎矩不得低于管樁極限彎矩'的規定。

6.快速接頭的發展前景

篇（5）

開發新型優質高強混凝土，滿足結構設計要求，減輕結構自重、簡化施工工藝，降低施工成本，改變傳統的低強度等，已成為建筑施工科學研究發展方向之一。

1特點：

滿足了高層建筑及特殊結構的受力和使用要求，在高層建筑中可顯著減少結構截面尺寸，增大了工程的使用面積與有效空間；加快施工進度，保證工程質量以及節約用水、鋼材，工程成本低。高強混凝土是具有富配合比，低水灰比特點，而且高效減少劑，是配制高強混凝土必不可少的組成部分。由于高強混凝土的坍落度損失快，要求在施工中從攪拌運輸到澆筑各環節要緊扣，在短時間內完成。高強混凝土拌合物特點是粘性大，骨料不易離析，泌水量少。

2適用范圍。

高層建筑、大跨度建筑、構造物以及高效預應力混凝土等。

3工藝原理。

高強混凝土是通過摻加高效減水劑、活性摻合料，選用優質材料、合理的配比和攪拌系統的計量精度、嚴格控制水灰比的用水量，外加劑量以及澆筑成型，養護等各個環節，達到高強的目的。

4原材料：

4.1水泥：應不低于525#的硅酸鹽水泥。其質量必須符合GBJ175-85《硅酸鹽水泥，普通水泥》規定。水泥進場后，必須進行復驗，合格方可使用。

4.2細骨料：中砂、細度模量2.65-3.0容量1420kg/m3左右。符合11區級配要求，其品質符合IGJ52-79《普通混凝土用砂、質量標準及檢驗方法》規定含泥量不得超過2%。

4.3粗骨料：花崗巖碎石、石灰巖碎石，規格為0.5-2cm，最大不超過3.2cm，質地堅硬，外形接近正方形，針片顆粒狀不超過5%，壓碎指標9-12%，強度比與所配混凝土強度高20-50%，連續級配，含砂量不大于1%，各項技術指標符合JGJ53-79《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》的規定。

4.4F礦粉增強劑質量應符合以下要求：F礦粉增強劑質量不得低于6%；可溶性硅、鋁含量分別不低于8-10%與6-8%；細度控制0.08方孔篩的篩余量為1-3%。F礦粉技術特點：用內滲10%地礦粉的高強混凝土強度與對比純水泥強度基本相同，但每立方米混凝土可節省水泥40-50kg左右。改善了工藝性能，保水性好，一小時內無泌水現象。坍落度增大，滿足泵送混凝土施工要求。價格低，僅為水泥價的1/2-2/3。高效減水劑：質量應符合GB8076-87《混凝土外加劑質量標準》的規定。

4.5高效減水劑：質量應符合GB8076-87《混凝土外加劑質量標準》的規定。

4.6水：自來水。

5配合比。

高強混凝土的配合比必須滿足混的強度，耐久性要求以及施工工藝要求的和易性，可泵性，凝結時間、控制坍落度損失等。通過試配確定，并應通過現坍試驗合格后，才能正式使用。

5.1試配強度。高強混凝土配制強度，根據GBJ107-87（混凝土強度檢驗評定標準）和《高強混凝土結構施工規程建議》（初稿）的規定，并考慮現場實施條件的差異和變化確定配合比，試配強度定為所需強度等級乘系數1.15。mfcu≥mfcuk+1.64580；其中mfcu-混凝土試配強度；mfcuk-混凝土強度等級；1.645-為保證率95%系數。80-根據情況取5N/mm2。

5.2高強混凝土的水灰比控制在0.28-0.32范圍內，不大于0.32，并隨強度等級提高而降低，對C60及其以上的混凝土，水灰比應不大于0.28，拌料的和易性宜通過外加高效減水劑和外加混合料進行調整，在滿足和易性的前提下盡量減少用水量，為改善工作度，如用NF高效減水劑時，用量以不超過水泥量的1.5-2%。

5.3水泥用量宜用450-500kg/m3，對60Mpa及其以上的混凝土也不宜超過550kg/m3應通過外加礦物摻合料來控制和降低水泥量，尤其是外加硅粉可以較大幅度地減少水泥用量。高強混凝土必須采用優質水泥，其標號以525#以上。

5.4砂率一般控制在26-32%，泵送時砂率應在32-36%范圍內。

5.5摻F礦粉混凝土配合比計算宜采用絕對體積法或假定容重法，先計算出不摻F礦粉的基準混凝土配合比，再用F礦粉置換基準混凝土配合比中水泥用量的10%左右代替水泥。

5.6入模坍落度范圍根據運輸時間混凝土澆筑技術措施確定。其大小應通過高效減水劑摻量調整，坍落度的損失，通過摻載體流化劑或NF高效減水劑控制坍落度損失。

6施工工藝

6.1高強混凝土拌制：投料順序及攪拌工藝；嚴格控制施工配合比，原材料按重量計，要設置靈活，準確的磅砰，堅持車車過秤。定量允許偏差不應超過下列規定：水泥±2%；粗細骨料±3%；水、摻合料，高效減水劑±1%；高強混凝土攪拌時，應準確控制用水量，應仔細測定砂石中的含水量并從用水量中扣除，配料時采用自動稱量裝置和砂子含水量自動檢測儀器，自動調整攪拌用水。不得隨意加水；高效減水劑可用粉劑，也可制成溶液加入，并在實際加水時扣除溶液用水。攪拌時宜用滯水工藝最后一次加入減水劑；保證拌合均勻，制配高強混凝土要確保拌合均勻，它直接影響著混凝土的強度和質量要采用強制式攪拌機拌和，特別注意確保攪拌時間充分，不少于60秒。

6.2高強混凝土運輸與澆筑：快速施工。由于高強混凝土坍落度損失快，必須在盡可能短的時間內施工完畢，這就要求在施工過程中精心指揮有嚴密的施工組織，從攪拌、運輸、澆筑幾個工序之間要協調作業，各個環節要緊扣，保證一小時內完成；密實性對混凝土的強度至關重要。在施工過程中為保證混凝土的密實性，要采用高頻震搗器，根據結構斷面尺寸分層澆筑，分層震搗。澆筑混凝土卸料時，自由傾落高度不應大于2米；不同強度等級混凝土接處的施工宜先澆筑高強混凝土，然后再澆筑低等級混凝土，也可以同時澆筑。此時應特別注意，不應使低等級混凝土擴散到高混凝土的結構部位中去。

6.3養護：為免高強混凝土因早期失水而降低強度及由于內外溫差過大造成表面裂縫，因此要加強養護。高強混凝土澆筑完畢后，在八小時內加以覆蓋和澆水養生。澆水次數應維持混凝土結構表面濕潤狀態。澆水養護日期不得少于14晝夜。冬施時間要延長拆模時間，采取保溫措施，不得遭受凍害損失。

7機具：

強制式攪拌機；JS500混凝土攪拌機生產率23-27m3/h；混凝土輸送泵：HBJ60拖式混凝土輸送泵，輸送能力排出壓力5.1Mpa，水平距離620米，垂直距離115米，最大輸送量58m3/h；高頻震搗器：頻率8000-21000次/分。

8勞動組織：

泵送混凝土要多工種聯合作業。因此，要建立施工指揮體系，合理配備人員，統一協調有關泵送事宜。超級秘書網

9質量標準：

9.1高強混凝土的配制及施工，必須有嚴格的質量控制和質量保證制度。針對具體的工程對象，事先必須有設計、生產和施工各方共同制定的書面文件，提出質量控制和質量保證的具體細則，規定各種表記載的內容，并明確專人負責監督檢查和施行。

9.2高強混凝土施工前，施工單位必須對原材料性能，所配制手工勞動高強砼拌合物性能及砼硬功夫化性提出試驗結果報告，等設計單位或甲方監理單位許可后，方可施工。

9.3高強混凝土質量檢查及驗收，可參照《鋼筋混凝土工程施工及驗收規范》GBJ204-83中的有關規定。檢查內容，應包括澆筑過程的坍落度變化及凝結時間，當環境溫度與標準養護相差較大時，應同時留取在現場環境下養護的對比試件。標準養護的留取試塊宜比普通混凝土所要求的增加1-2倍，以測量早期及后期強度變化，測定抗壓極限強度的試件可用邊長為10cm立方體，對15cm邊長立方體強度的換算系數由50Mpa到90Mpa取0.95到0.91逐步遞減,中間取值可直線內插。

9.4對于大體積和大尺寸的高強混凝土工程或構件,應監測水化熱造成的溫升變化,并采取相應的防裂措施。

9.5高強混凝土強度檢驗評定標準參照《混凝土強度檢驗評定標準》GBJ107-87的有關規定。

10經濟效益。

篇（6）

一、高強高性能混凝土概述

高強高性能混凝土在我國的混凝土領域中還處于一個初級階段，其研究和探索也是一個起步階段，是推動十大建設新技術發展的核心內容之一，更是目前混凝土技術中最為關鍵的一個環節。

1、概念

所謂的高強高性能混凝土主要指的是在施工中以摻加高性能混凝土添加劑和活性摻合料為主的混凝土結構體系，同時也是采用高強度等級的水泥和優質刮料，這種混凝土結構的應用是一套綜合性的、系統的工程施工流程，也是混凝土工程領域中應用最多的一項。這種混凝土結構體系的應用中規定了鋼筋混凝土結構等級和強度不應當低于C15，而對于整個混凝土強度的范圍等級而言，其通常都應當從C15～C80之間去綜合分析。

2、形成高強高性能混凝土的途徑

在目前的建筑工程領域中，獲得高強高性能混凝土的最佳途徑在于在傳統的混凝土工程中摻入一定的外加劑和活性摻合料，并同時采用高等級的水泥和骨料作為施工原材料，從而形成一個抗拉強度高、抗彎等級好、沖擊韌性的一種綜合性措施，這種混凝土結構在目前已經廣泛的應用在各類建筑工程之中，我們常見的高強高性能混凝土主要包含有鋼纖維混凝土、聚酯纖維混凝土等。

二、高強高性能混凝土施工特點

在現代建筑工程領域中，混凝土結構不斷涌現，其施工數量、施工規模也得到了顯著的提升。高強高性能混凝土作為目前建筑工程領域中較為常見的一種，其以適應建筑物高層化、超高層化和大型化發展趨勢的混凝土體系，同時還有著能夠滿足混凝土荷載、大跨度發展的現代化木工建設要求。在現階段的工程項目中，這一工程領域中普遍存在著強度高、剛度大、耐久性能好的要求，同時在施工中還可以有效的滿足現代化生產和施工的要求。在目前的高強高性能混凝土施工中，常見的施工特點主要包含有強度高、質量輕、耐久性能好的特點。

1.強度高

高強高性能混凝土是基于普通混凝土基礎上形成的一種混凝土結構體系，是目前混凝土體系中最為常見和完善的一種。時至今日的社會發展中， 一般在混凝土結構施工中普遍的特點在于其強度高于一般的混凝土，價格也節約了近一半。但是其軸承的負荷能力卻也增加了一倍，但是由于在施工的過程中具有減少截面積，降低了重量的優勢，使得高強高性能混凝土成為建筑行業青睞的重點，然后耐久性的技術要求的基礎上，逐漸發展成為一個高強度和高性能混凝土。

2、質量輕

高強高性能混凝土在目前的建設工程領域中是重要的工程組成部分，由于其重量輕的特點，受到各類大型施工結構和橋梁建設的青睞與廣泛應用。同時在施工的過程中，高強高性能混凝土密度小、質量高的優勢，密度等級為300-1800kg/m3，比常用混凝土的密度小很多，但是其性能卻不必普通混凝土小，由于其使用過程中良好的輕質、高性能、高強度要求，是橋梁建設工程領域中一項不可缺少的施工方法和施工工藝。在施工中能夠合理及時的取消系統建設的支持，簡化了模板結構，從而縮短項目的時間限制，獲得更大的經濟利益。

3、耐久性能好

高強高性能混凝土的耐久性很好，一般可達到幾十年甚至上百年，是普通混凝土耐久性的3到10倍。混凝土耐久性的分析檢驗有兩個方面：自然老化和人為劣化。自然老化是指混凝土在自然環境下隨著時間增長而產生的性能破壞，例如產生裂縫、剝落、碳化等現象，結構安全度降低。人為劣化是指混凝土結構在日常使用過程中，由于各方面的人為因素導致混凝土的使用功能降低而無法再滿足生產生活需要。

三、高性能混凝土技術在房屋工程施工中的應用

1、高強混凝土砌塊應用

高強混凝土砌塊是高強混凝土在墻體材料中應用量最大的一種材料。在我國南方 地區，一般用密度等級為900-1200kg/m3的高強混凝土砌塊作為框架結構的填充墻，主要是利用該砌塊隔熱性能好和輕質高強的特點。目前該省高強混凝土砌塊的年用量達60萬平方米。在北方，高強混凝土砌塊主要用作墻體保溫層。此種砌塊是以聚苯乙烯高強塑料作為骨料，水泥和粉煤灰作膠凝材料，加入少量外加劑，經攪拌、成型和自然養護而成，其規格為200×200×200mm，可用于內、外非承重墻體材料，也可用于屋面保溫材料。它具有質量輕、導熱系數小、抗凍性高、防火、生產簡單、造價較低、施工方便等優點。

2、在高強混凝土輕質板的應用

目前用于建筑物分戶和分室隔墻的主要材料是GRC輕質墻板，由于其原料價格較高，影響了其推廣應用。中國建筑材料科學研究院采用GRC隔墻板生產工藝結合固體高強劑和高強水泥的研究成果，開發出了粉煤灰高強水泥輕質墻板的生產技術，并得到了應用。

四、高性能混凝土技術在建筑行業的發展前景

高性能混凝土的發展前景廣泛，因其具備多種優勢，現在唯一需要解決的問題就是如何結合國情，在目前材料供應有限的條件下仍能夠確保混凝土的施工質量。國內現有的有關高強高性能混凝土配合比的設計方案過于單一，無法滿足設計不同、施工要求不同等實際施工過程中的綜合要求，且缺乏對高性能混凝土科學便捷的試驗評價統一標準。在高性能混凝土的運用過程中必須考慮到現場的施工環境，根據房屋設計和施工特點，有效地配合各種施工設備和施工工藝。

五、結束語

綜上所述，房屋建筑施工過程中混凝土的施工是一項專業性非常強的綜合作業，必須確保房屋建筑工程的施工質量。高性能混凝土的研制，突破了以往的混凝土的技術性能缺陷，同時也對節能、工程質量、環境維護等方面產生了積極的影響。因此，高性能混凝土研制成功是混凝土發展歷程中的重要里程碑，也是混凝土技術性能進步的標志，其在工程上的應用范疇將越來越廣泛，取得更好的技術經濟效應。

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摘要：經過近一個世紀的發展，美國MPA教育已成為世界上較為成熟和完善的專業教育形式。而MPA在我國還處于剛剛起步階段，

>> 美國的公共管理碩士（MPA）教育及對我國的借鑒與啟示 研究共同體：公共管理碩士（MPA）學位教育的未來模式 關于印發公務員培訓兼職教師暨公共管理碩士（MPA）校外導師人員名單的通知 MPA管理的背景、影響及應對 MPA教育的政策瓶頸與辦學定位 MPA電子政務教學內容的改革探索 980MPa冷軋汽車板的開發 淺析MPA英語教學中美國文化知識的重要性 專業學位改革中MPA教育存在的問題與出路 1200MPa高強耐磨鋼焊縫顯微組織及沖擊韌性的研究 中國高校MPA專業學位人才培養評估的實踐與探索 面向MPA學員開設系統科學課程的探索與實踐 案例教學在MPA社會保障課程中的應用與思考 600 MPa高強鋼筋與混凝土的粘結錨固性能試驗研究 彎管流量計在3.6MPa蒸汽計量中的應用 淺談40MPA高壓活動彎頭密封的技術改進 590MPa級鋼用燒結焊劑和焊絲的研究 800MPa級高強鋼焊接工藝的探討 二級學院在MPA案例教學中的作用分析 中美公共管理專業碩士教育的比較與啟示 常見問題解答 當前所在位置：l.

[5]鄧斌照.中美公共管理碩士教育的比較研究[D].湖南師范大學碩士論文，2012.

[6]羅琳，美國公共管理碩士教育及對中國的借鑒意義[D].外交學院碩士論文，2006.

作者簡介：彭開麗（1975-），女，江西分宜人，博士，華中農業大學公共管理學院副教授，華中農業大學MPA教育中心副主任；楊剛橋（1964-），男，博士，湖南岳陽人，華中農業大學公共管理學院副院長、教授，華中農業大學MPA教育中心常務副主任。

篇（8）

 

將發泡劑引入混凝土,在混凝土內部產生微小密閉的均勻氣泡,可形成輕質高強、保溫隔熱性能良好的泡沫混凝土。發泡劑引入的微小氣泡在泡沫混凝土中類似滾珠軸承,幫助填充集料與膠凝材料之間的空隙,可以很好地提高混凝土的流動性和施工性;而大量泡沫的存在使得混凝土中的固相成分與氣相形成相互交織的特殊結構,保證了其具有優良的抗凍隔熱性能。泡沫混凝土還可以明顯降低因應力集中而造成的開裂現象。混凝土發泡劑的出現為配制高流動性、高耐久性的混凝土提供了重要保證,是制備高性能混凝土材料的重要組成部分。應用于泡沫混凝土中的發泡劑主要有表面活性劑類發泡劑、蛋白質類發泡劑、蛋白質/表面活性劑復合型發泡劑。

1泡沫混凝土特性

泡沫混凝土是利用機械方式將發泡劑溶液制作成泡沫,再將泡沫混入到硅質材料、鈣質材料等以及各種外加劑和水組成的混合料中,攪拌均勻澆筑成各種所需的規格,經養護而成的含有大量封閉氣孔的輕質混凝土。相比普通混凝土,泡沫混凝土具有質輕、保溫隔熱、隔音耐火、抗震、不燃等特性,是一種環保節能的新型建筑材料。

質量輕、密度小：泡沫混凝土的密度一般為300~1 200 kg/m3,比常規的建筑材料降低自重30%左右,可降低結構和基礎的造價,具有很好的抗震性能，可應用于對材料自身荷載有要求的領域。牛寧民研制的輕質發泡劑混凝土保溫隔熱性良好,容重較高密度硫鋁酸鹽泡沫混凝土減輕50%。

熱工性能好:泡沫混凝土內含有眾多獨立、不貫通的細小孔洞,熱工性能良好,通常導熱系數在0·08~0·25W /(m·K)之間,其保溫隔熱隔音效果明顯。泡沫混凝土還是很好的吸音材料，由于其內部含有大量的泡孔，當聲波傳到材料中時，由于泡孔的存在，相當一部分聲能會轉化為熱能或在漫反射中損耗掉，聲波被衰減。

高流態：由于摻入的泡沫是水膜性的，在與水泥（砂）漿混合攪拌時，部分泡沫會破裂變成水，因此泡沫混凝土是一種大水灰比的材料，一般均在0.6以上，具有很高的流動性，具有自密實的特點。

隔熱防火性能好:由于泡沫混凝土屬于多孔輕質材料,可用于樓層的向陽隔熱層和沿公路一側的隔音層。同時在防火、防水性能方面也具有良好的效果,而且可充分利用廢棄材料、節省耕地和能源、降低成本。王玉寶將膠液和松香堿液與自制防水劑按等比例混合后制得復合發泡劑,制備的泡沫混凝土在防水、隔熱性能都有顯著提高。[1]。

低彈性模量（耗能減震）：泡沫混凝土的彈性模量值明顯低于普通的混凝土，其干密度在500~1500kg/m3時，其對應的彈性模量在1.0~8.0KN/mm2之間。應力波在相鄰介質達到平衡前在泡沫混凝土泡壁與泡孔之間進行多次的反射和透射，從而將一部分能量耗散；動載作用下泡沫混凝土材料本身可以產生大變形來消耗沖擊能量，泡沫混凝土相對于普通混凝土來說，具有波阻抗低、大孔隙率的特性。比普通混凝土更容易進入塑性階段，能夠更有效的反射和吸收沖擊能量。因此泡沫混凝土具有很好的吸能減震的作用。

2泡沫混凝土的生產工藝

泡沫混凝土的基本原料為水泥、石灰、水、泡沫，在此基礎上摻加一些填料、骨料及外加劑。常用的填料及骨料為：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨脹聚苯乙烯、膨脹珍珠巖、苯脫克細骨料，常用的外加劑與普通混凝土一樣，為減水劑、防水劑、緩凝劑、促凝劑等。泡沫混凝土的生產方法有濕砂漿法和干砂漿法兩種。論文大全，發泡劑。。濕砂漿法通常是在混凝土攪拌站將水泥、砂與水等攪拌成砂漿，并用汽車式攪拌機車運至工地，再將單獨制成的泡沫加入砂漿，攪拌機將泡沫及砂漿拌勻，然后將制備好的泡沫混凝土注入泵車輸送或現場直接施工。論文大全，發泡劑。。干砂漿法是將各干組份通過散裝運輸或傳動系統輸送至施工現場，干組份與水在施工現場拌合，然后將單獨制成的泡沫加入砂漿，兩者在勻化器內拌合，然后用于現場施工。發泡劑的檢測方法主要有兩種：一種是高速攪拌法。將發泡劑溶液倒入高速攪拌機中,然后高速攪拌發泡液制取泡沫后加入混凝土充分攪拌。此法操作方便,重現性好,能較準確地反映出發泡劑的起泡能力和泡沫穩定性。是國內制泡技術普遍采用的測試方法。另一種是壓縮空氣法。此法直接用于生產泡沫混凝土的預制泡，,此法將泡沫直接吹入攪拌好的水泥漿中,減少了中間環節,更好地防止了中間環節導致的泡沫破滅。

3國外泡沫混凝土應用的新進展

泡沫混凝土既可現場制備、就地澆注,又可集中生產,還可在工廠預制成各種泡沫混凝土制品用于各種建筑工程，還可以加快工程進度,提高工程質量,在國內外的應用均呈擴大趨勢。第一，用作擋土墻。主要用作港口的巖墻。泡沫混凝土在岸墻后用作輕質回填材料可降低垂直載荷，也減少了對岸墻的側向載荷。這是因為泡沫混凝土是一種粘結性能良好的剛性體，它并不沿周邊對岸墻施加側向壓力，沉降降低了，維修費用隨之減少，從而節省很多開支。泡沫混凝土也可用來增進路堤邊坡的穩定性，用它取代邊坡的部分土壤，由于減輕了質量，從而就降低了影響邊坡穩定性的作用力。用于減少側向壓力的泡沫混凝土的密度為400~600 kg/m3。第二，作夾芯構件。論文大全，發泡劑。。在預制鋼筋混凝土構件時可采用泡沫混凝土作為內芯，使其具有輕質高強隔熱的良好性能。通常采用密度為400-600 kg/m3的泡沫混凝土。第三，用作復合墻板。用泡沫混凝土制作成各種輕質板材，在框架結構中用作隔熱填充墻體或與薄鋼板制成復合墻板，泡沫混凝土的密度通常為600 kg/m3左右。第四，用作貧混凝土填層。由于使用可彎曲的軟管，泡沫混凝土具有很大的工作度及適應性，因此它經常用于貧混凝土填層。如對隔熱性要求不很高，采用密度為1200 kg/m3左右的貧混凝土填層，平均厚度為0.05m；如對隔熱性要求很高，則采用密度為500kg/m3的貧混凝土填層，平均厚度為0.1-0.2m。第五，屋面邊坡。泡沫混凝土用于屋面邊坡，具有重量輕、施工速度快、價格低廉等優點。坡度一般為10mm/m，厚度為0.03~0.2m，采用密度為800~1200 kg/m3的泡沫混凝土。第六，用作儲罐底腳的支撐。將泡沫混凝土澆階在鋼儲罐（內裝粗油、化學品）底腳的底部，必要時也可形成一凸形地基，這樣可確保整個箱底的支撐在焊接時年處于最佳應力狀態，這一連續的支撐可使儲罐采用薄板箱底。同時凸形地基也易于清潔。泡沫混凝土的使用密度為800~1000 kg/m3[4]。

參考文獻

[1]劉佳奇,霍冀川,雷永林.發泡劑及泡沫混凝土的研究進展[J].化學工業與工程,2010,1

[2]呂勇.泡沫混凝土在建筑工程中的應用[J].黑龍江科技信息,2009,1

[3]張磊蕾,王武祥.泡沫混凝土的研究進展及應用[J].建筑砌塊與砌塊建筑,2010,1

篇（9）

中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A 文章編號：

Experimental study on the flexural behavior of concrete beamreinforced with high strength hot rolled bars of fine grains

Lv Jianpin

（Wuxi Nanchang City Investment and Development Co., Ltd., WuXi 214023, China）

Abstract: In order to investigate the flexural behavior of concrete beams reinforced with high strength hot rolled bars of fine grains, four rectangle cross-section concrete beams reinforced with HRBF400、four rectangle cross-section concrete beams reinforced with HRBF500 static bending test were made. Mechanics characteristic, flexural capacity of normal section, crack and deflection were analyzed. The results show that flexural capacity, stiffness, average crack spacing and maximum width calculated by the current code are close to tested value. Deflection and maximum width of HRBF400 RC beams still meet the requirement of current code under normal serviceability statue. Though maximum width of HRBF500 RC beams meet the requirement of current code under normal serviceability statue, deflection could not meet the requirement of current code and need check while design.

Key words: concrete beams; high strength hot rolled bars of fine grains; flexural; deflection; crack

0引言

隨著經濟的發展，高強度鋼筋在混凝土結構中得到廣泛使用。目前在國際上使用的是400MPa等級以上建筑鋼筋，我國現行規范 [1]已將HRBF400級鋼筋、HRBF500級鋼筋列為現澆混凝土結構的主導鋼筋。高強度鋼筋雖然提高了鋼筋的強度和結構的承載力，降低了用鋼量。但是，使用高強度鋼筋可能會造成鋼筋混凝土構件出現較大裂縫或撓度而無法滿足正常使用極限狀態的要求。配置高強鋼筋的混凝土結構在正常使用階段能否滿足結構適用性和耐久性的要求，是將高強鋼筋應用于實際工程應解決的重要問題之一，研究高強鋼筋混凝土結構的工作性能具有重要的理論和工程實際意義[2-7]。通過對4根400MP細晶粒高強鋼筋混凝土梁、4根500MP細晶粒高強鋼筋混凝土梁進行靜力抗彎性能試驗，研究細晶粒高強鋼筋混凝土受彎構件的受力特征、承載能力、裂縫和撓度。

1試驗概況

設計制作了4根HRBF400級鋼筋混凝土梁、4根HRBF500級鋼筋混凝土梁彎曲破壞的構件[8]，構件的截面尺寸及配筋情況見表1。采用液壓千斤頂加載，通過分配梁實現兩點集中加載，試驗加載裝置見圖1,試驗測量主要內容有跨中、兩加載點及兩支座處的位移、開裂荷載、極限荷載、各級荷載作用下的縱向受拉鋼筋及混凝土的應變、裂縫寬度及裂縫分布情況。

試驗測得鋼筋的力學性能見表2。由表2可見，HRBF400級鋼筋強屈比均大于1.3, 鋼筋彈性模量為185GPa；HRBF500級鋼筋強屈比均大于1.2，鋼筋彈性模量為195GPa；從伸長率可以看出細晶粒高強鋼筋的具有很好的延性。

2試驗現象

截面應變保持平面

鋼筋混凝土受彎構件計算理論是以平截面假定為基本前提的。本次試驗通過在梁側粘貼銅頭，用手持應變儀測得每級荷載下銅頭位移的變化，通過計算

表1 構件尺寸及配筋

Table 1 Member geometric parameter and steel bars

注：1）表示HRB335級鋼筋，表示HRBF400級鋼筋，表示HRBF500級鋼筋；2）混凝土保護層為25mm。

表2 鋼筋力學性能

Table 2 Mechanical performance of steel bars

圖1 試驗加載裝置

Fig. 1 Test set-up

得出混凝土的平均應變。B5D梁混凝土平均應變沿截面高度方向隨荷載變化見圖2。

圖2 混凝土平均應變沿截面高度變化

Fig. 2 Average concrete strain of different height

從圖2可以看出，隨著荷載的增加，截面的中性軸逐漸地向上移動，在各級荷載作用下，混凝土的平均應變呈線性分布，截面應變保持平面，符合平截面假定。

荷載-鋼筋應變/撓度曲線

構件跨中荷載-鋼筋應變曲線如圖3所示荷載-撓度曲線如圖4所示。

圖3 荷載-鋼筋應變曲線圖

Fig. 3 Load-strain curve of steel bars

圖4 荷載-撓度曲線圖

Fig. 4 Load-deflection curve of tested member

試驗初期荷載較小，截面尚未開裂，構件表現為彈性變形特征，鋼筋應變和構件撓度的增長都近似為直線。隨著荷載的逐漸增大，在構件純彎段或加載點附近出現第一批垂直裂縫，此時，構件撓度突然加大，隨即穩定，其增長速度較前一階段快。此時，荷載-撓度曲線出現第一個轉折點，鋼筋應力較開裂前明顯增大，荷載-鋼筋應變曲線也有轉折，這是因為混凝土開裂，受拉區混凝土部分退出工作，原來由混凝土承受的拉力傳遞給鋼筋，使鋼筋應變突然加大。隨著荷載繼續增大，鋼筋及混凝土應變進一步增加，裂縫條數增多，裂縫逐漸向上發展，撓度進一步發展，但變化均很穩定。隨著荷載進一步增大，鋼筋開始屈服，荷載-鋼筋應變曲線出現第二個轉折點。撓度增長很快，裂縫增長亦加快，荷載-撓度曲線也出現第二個明顯的轉折點。當鋼筋進人強化階段后，荷載基本不能增長，而撓度進一步增長直至混凝土被壓壞，呈現出明顯的延性。

3試驗結果與分析

3.1極限荷載

表3極限彎矩理論值與實測值對比

Table 3 Comparison of ultimate moment

HRBF筋混凝土梁極限荷載實測值、理論值及設計值對比見表3。其中，Mu,e為試驗梁極限荷載實測值；Mu,t為混凝土強度與鋼筋強度取實測值按現行規范計算出的理論值；Mu,d為混凝土強度取設計值，HRBF400級鋼筋設計強度取360MPa、 HRBF500級鋼筋受拉強度設計值取435MPa按規范計算出的極限荷載設計值。

從表3可以看出，HRBF筋混凝土梁極限荷載實測值與理論值比值Mu,e/Mu,t均值為1.02，變異系數為0.07，試驗值與理論值吻合較好，說明規范關于普通鋼筋混凝土梁正截面受彎承載力的計算公式可應用于HRBF筋混凝土梁；極限荷載實測值與設計值比值Mu,e/Mu,d均值為1.20，變異系數為0.10，試驗實測值均大于理論計算值，具有一定的安全儲備。

3.2剛度、撓度

各試驗梁在短期荷載作用下撓度實測值與根據規范計算的理論值對比見圖5（以B4D、B5D為例），其中，E表示試驗實測值，T表示規范計算值。

圖5 撓度實測值與計算值比較

Fig. 5 Deflection comparison

從圖5可以看出，各試驗梁根據規范計算的理論值與撓度實測值吻合較好，規范計算值基本大于試驗實測值，偏于安全，普通鋼筋混凝土受彎構件剛度計算公式仍繼續適用于HRBF級鋼筋混凝土梁。

短期荷載作用下，構件剛度為短期剛度Bs，按現行規范進行計算，本次試驗取正常使用荷載效應約為設計荷載效應的80%，荷載效應的準永久組合為荷載效應的標準組合的80%[16]，荷載長期作用對撓度增大影響系數為θ，長期剛度B與短期剛度Bs的關系為B=Bs/θ，試驗實測的短期荷載作用下的撓度ds,e、長期荷載作用下的撓度推測值dl,e、荷載長期作用下的撓度的計算值dt,s對比見表4。

規范規定受彎構件的撓度限值為d/l=1/200。從表4可以得到，B4組試件在荷載長期作用下的撓度與跨度的比值均小于1/200，B5組大部分試件在荷載長期作用下的撓度與跨度的比值大于1/200。因此在設計細晶粒高強鋼筋混凝土受彎構件時，需注意加強對長期荷載作用下撓度的驗算。

3.3裂縫間距與裂縫寬度

當構件臨近極限荷載的80%時，裂縫已趨于穩定。在描繪裂縫形態的同時，量測純彎段內各條裂縫的水平間距，將純彎段內裂縫間距取平均值，并與按規范計算得到的裂縫間距平均值同列于表5進行比較。

由表5可見，計算的平均裂縫間距與實測的平均裂縫間距的比值lcr,t/lcr,e，其均值u=1.06，變異系數

表4 撓度理論值與實測值對比

Table 4 Comparison of theory value and tested value of deflection

表5 裂縫平均間距與裂縫寬度理論值與實測值對比

Table 5 Comparison of theory value and tested value of average crack spacing and crack width

δ=0.07，實測值與計算值符合較好。

為加強對細晶粒高強鋼筋的推廣，對混凝土構件進行裂縫寬度驗算時，規范按荷載的準永久組合并考慮荷載的長期效應的影響。在正常使用極限狀態下，采用規范中最大裂縫寬度公式進行計算。取荷載長期作用下裂縫寬度的增大系數為1.5，根據短期荷載作用下實測的最大裂縫寬度可推測出荷載長期作用下的最大裂縫寬度。短期荷載作用下的最大裂縫寬度實測值ws,e、荷載長期作用下的最大裂縫寬度推測值wl,e與按規范計算的荷載長期作用下的最大裂縫寬度值wl,e對比見表5。

由表5可見，根據規范計算的長期荷載作用下的最大裂縫寬度wl,e與根據試驗實測值推測的荷載長期作用下的最大裂縫寬度wl,e的比值wl,t/wl,e均值u=1.18，變異系數δ=0.15，推測值與計算值符合較好。

規范規定：在一類環境下，普通鋼筋混凝土梁在荷載效應的準永久組合并考慮荷載長期作用影響的最大裂縫寬度限值應取0.3mm。由表6可以得到，推測的試驗梁的最大裂縫寬度值均小于0.3mm，因此細晶粒高強鋼筋混凝土受彎構件在正常使用極限狀態下裂縫寬度滿足要求。

4結語

細晶粒高強鋼筋混凝土梁同普通鋼筋混凝土梁受力性能相似，混凝土截面平均應變符合平截面假定。規范關于極限荷載、剛度、平均裂縫間距、最大裂縫寬度的理論與試驗結果吻合較好。HRBF400級鋼筋混凝土梁在正常使用狀態下的撓度、最大裂縫寬度滿足規范要求。新規范為推廣HRBF500級鋼筋，在進行正常使用狀態驗算時取荷載效應的準永久組合，HRBF500級鋼筋混凝土梁在正常使用狀態下最大裂縫寬度滿足規范要求，但其撓度仍不滿足規范要求，在設計時應加強對撓度的驗算。

參考文獻

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篇（10）

中圖分類號：TU377.1文章標識碼：A文章編號：

1 引言

建筑物的高層化超高層化，橋梁的大跨化超大跨化，使用環境的超惡劣化，使得水泥混凝土“強度低、流動性差”的低性能面臨著嚴峻挑戰。這種發展趨勢對混凝土的性能提出了新的要求，強烈地促使水泥混凝土材料由低性能向高性能方向發展。例如，高層和超高層建筑的出現，不僅提出了混凝土高強超高強的問題，更提出了施工可泵性的問題；大跨化超大跨化橋梁所處環境的超惡劣化，除了混凝土的強度、施工性問題，更對混凝土的耐久性能提出了更高的要求。

自1990年5月在美國國家標準與技術研究所(AIST)和混凝土協會(ACI) 主辦的第一屆高性能混凝土會議中提出“高性能混凝土(HPC)”的概念以來，混凝土得到了長足的發展[1]。當前，混凝土正向超高性能化的方向發展。超高性能混凝土越來越受到工程界的關注并越來越多地應用于高層和超高層建筑以及其他重要工程。

超高強高性能混凝土首先是高強混凝土，其首要技術特征是低水膠比。相對地，低水膠比又導致混凝土拌和體系性質粘稠，泵送施工難度非常大。因此，混凝土強度和混凝土可泵送性成為相互牽制的一對矛盾，在實際工程中往往難于同時兼顧。高強超高強混凝土的可泵性能已成為建筑行業有待解決的一大技術難題。因此，要平衡上述兩個“不可調和”的矛盾，就必須采用先進技術措施。

2 混凝土高強高性能化的關鍵措施

混凝土高強高性能化擬解決兩大關鍵問題[1]：改善混凝土內部結構和改善水泥石中的相組成。

2.1 改善混凝土內部結構

在普通混凝土中，為了保證混合料的施工和易性，其用水量（占水泥重量的50%～70%）比水泥水化所需的水量（水泥重量的15%～20%）大得多。多余的水在水泥硬化后蒸發，在水泥石集料界面區域形成大量的各種孔徑的孔隙，以及因泌水、干縮等所引起的微管和微裂縫，這些缺陷是導致混凝土強度下降和其他性能指標降低的根本原因[2]。因此，摻加高效減水劑是混凝土高強高性能化的重要措施。

2.2 改善水泥石中的相組成

眾所周知，硅酸鹽水泥水化后形成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鋁，水化鐵鋁酸鈣等多種膠凝物質，它們把混凝土中各種固體顆粒膠結成整體。其中，以水化硅酸鈣的數量最多，最為重要。水化硅酸鈣的種類很多，主要分為兩類:即低堿性水化硅酸鈣(C/S

其方法是在混凝土中摻入活性二氧化硅微粒或鋁硅酸鹽微粒等礦物摻和料。礦物摻合料的摻入，會產生以下三種效應[3]：

1) 火山灰效應：礦物摻合料具有良好的火山灰活性，含有的SiO2、Al2O3等活性組分，在堿性環境條件下，這些摻料與游離石灰以及高堿性水化硅酸鈣產生二次反應，生成低堿性水化硅酸鈣，使膠凝物質的質量得以改善，數量增加，從而使混凝土的強度大幅增加，其他性能也得到相應改善。

2）微集料填充效應：細微礦物摻合料顆粒填充在水泥顆粒之間，使膠凝材料具有良好的級配。在水灰比不變、不影響水泥漿體的孔隙率的條件下，可細化混凝土內部的孔隙。

3）減水效應：粒徑小于水泥的礦物摻合料填充于水泥顆粒之間的空隙中時，將原來填充于空隙中的填充水置換出來，配合高效減水劑進一步減水，提高混合料的流動性。

3 超高強高性能混凝土制備的技術途徑

國際通用的制備超高強混凝土的技術路線：硅酸鹽水泥+活性礦物摻料+高效減水劑，采用此技術路線并以礦物減水理論[4]為指導，選用常規的原材料及通用的施工工藝制作混凝土試件，可實現混凝土的超高強高性能化。具體的技術措施如下：

3.1 選用優質水泥

由混凝土強度理論可知，在其它條件相同的情況下，混凝土強度與水泥強度成正比，選用優質高標號水泥是提高混凝土強度的最根本措施。然而，由于制備超高強混凝土時水泥用量較大，水化熱高，所以需選取低水化熱水泥，即水泥中C2S比例須增大，而C3S及C3A量減少。

3.2 摻加高效減水劑

在和易性相近時，摻加高效減水劑可降低水膠比，達到減水的目的，從而改善混凝土的內部結構，提高混凝土的強度。高效減水劑對水泥有強烈分散作用，能大大提高水泥拌合物流動性和混凝土坍落度，同時大幅度降低用水量，顯著改善混凝土工作性。但有的高效減水劑會加速混凝土坍落度損失，摻量過大則泌水。高效減水劑基本不改變混凝土凝結時間，摻量大時（超劑量摻入）稍有緩凝作用，但并不延緩硬化混凝土早期強度的增長。

為適應高性能混凝土的發展要求，新一代的混凝土減水劑 ――聚羧酸系高性能減水劑已開始投入實際應用。

3.3 摻加活性礦物摻合料

活性礦物摻料是制備超高強混凝土不可或缺的組分。

目前，常用的活性礦物摻合料有硅灰、磨細礦渣、粉煤灰和稻殼灰等，活性最好的屬硅灰。

硅灰是在冶煉硅鐵合金和工業硅時產生的SiO2和Si氣體與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝而形成的一種超細硅質粉體材料。是在冶煉硅鐵合金和工業硅時產生的SiO2和Si氣體與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝而形成的一種超細硅質粉體材料，平均粒徑約為0.1μm，比表面積約為15～25m2/g。硅灰中非晶態Si02可達85%～95%，具有很高的火山灰活性，但其比表面積相當高，需水量大，必須配合使用高效減水劑[3]。摻入硅灰，會產生火山灰效應和填充效應。

礦渣的主要化學成分是CaO、SiO2、Al2O3，以及少量Fe2O3、MgO等，各成分的質量分數與水泥最為接近，具有潛在水硬性。經超細磨的礦渣（粒徑1～3μm），30%摻量會產生強烈的減水效應，是一種理想的礦物減水劑。

粉煤灰是煤粉在火力發電廠的燃煤鍋爐中燃燒后排出的煙氣中收集下來的粉塵。粉煤灰的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3，其中CaO、MgO的質量分數很小，具有一定火山灰活性。由于煤粉在高溫過程中形成玻璃珠，粉煤灰顆粒多成球形，在混凝土中發揮“滾珠作用”，改善混和料的流動性。

3.4 采用低水膠比

眾所周知，混凝土的強度取決于水膠比。水膠比越低，硬化水泥漿體越密實，混凝土強度就越高。有研究表明[5]，水膠比在0.185～0.23之間，C100超高強混凝土28d抗壓強度變幅很小。水膠比＜0.2時，流動性將迅速降低，為了保證混凝土的流動性，宜將水膠比控制在0.22～0.23。

3.5 選用優質骨料

配制超高強混凝土的骨料應符合以下要求：

1）骨料的最大粒徑要小。文獻[6]建議制備超高強混凝土的粗骨料的最大粒徑宜為10～14mm，因為骨料粒徑越大，存在微裂紋的概率就越大。

2）骨料母巖抗壓強度要大于混凝土強度。根據文獻[6]，混凝土中骨料的應力約為混凝土平均應力的1.7倍，因此，粗骨料母巖強度宜大于混凝土強度的1.7倍。

3）骨料粒形好，方圓型顆粒多，針、片狀顆粒少；含泥、含粉率小，級配良好。

3.6 提高膠凝材料的用量

由于本實驗中采用的水膠比很低，為保證混凝土的工作性，需提高膠凝材料的用量來保持必要的用水量。

3.7 控制水泥用量

水泥用量較大時，水化熱高。因此，須增大活性礦物摻合料用量，取代等質量的水泥。如摻入磨細礦渣、粉煤灰等火山灰活性較低的礦物摻合料，具有顯著的降低水化熱的作用，摻量越大，降低得越多。

4 結語

研制超高強高性能混凝土具有十分重大的意義。其配制必須從原材料的選擇、采用低用水量、低水灰比、高活性礦物磨細摻和料、高效減水劑、改善界面結構、提高水泥漿體的內聚力及水泥漿體與集料間的粘結力等因素來考慮。

參考文獻

[1] 蒲心誠.超高強混凝土的研究與應用[J].混凝土,1993,(05).

[2] 蔡基偉,周明凱. 超高強混凝土的配制原理與關鍵技術[J].房材與應用,2006,2:1-4.

[3] Mehta P.Kumar，Monteiro Paulo J.M. 混凝土的結構，性能與材料[M]. 覃維祖，王棟民，丁建彤譯.北京，中國電力出版社，2008：185-201.