聞寶聯(lián)

（建筑材料工業(yè)技術情報研究所，北京 100024）

工作關系，經常與設計院的結構設計師打交道。設計是工程的龍頭，設計師無疑是工程的靈魂人物。設計師依據(jù)國家和行業(yè)或是地方規(guī)范進行相關的結構計算和設計，其對工程的理解以及專業(yè)知識的掌握程度直接影響到工程能否順利開展，設計師在設計文件的設計說明中，經常會寫明結構材料等的相關要求，但往往由于結構設計師本身對規(guī)范的掌握和理解差異，對材料知識的掌握不足，特別是如果引用的規(guī)范出現(xiàn)問題，將給項目的實施帶來很大困擾。

關于圖紙要求與規(guī)范的優(yōu)先順序，施工合同文件解釋順序：除專用條款另有約定外，組成本合同的文件及優(yōu)先解釋順序如下：（1）本合同協(xié)議書，（2）中標通知書，（3）投標書及其附件，（4）本合同專用條款，（5）本合同通用條款，（6）標準、規(guī)范及有關技術文件，（7）圖紙，（8）工程量清單，（9）工程報價單或預算書。但是如出現(xiàn)認識不統(tǒng)一，即便圖紙要求有誤，施工方也不得擅自更改施工圖中的要求，如發(fā)現(xiàn)錯誤應通知設計方明確，待設計方明確并簽字后，此時的設計方文件大于規(guī)范，即再有責任由設計方負責。如果沒有通知設計方，而善改，一切后果自己負責，如果發(fā)現(xiàn)問題還施工，此時的責任由設計、監(jiān)理、施工等方共同負責，只是責任大小不一樣。

術業(yè)有專攻，設計師的強項是結構設計，承載力、剛度、穩(wěn)定性等，這通過配筋可以解決，但結構不只是承載的問題，特別是混凝土結構，對裂縫也非常敏感，涉及對材料的要求往往設計師就很難把握了，往往從相關規(guī)范或以前的設計圖一抄了之，有了問題，再進行更改，走設計變更程序并非一件容易的事。對于專項工程，制定切合實際的專項技術要求，對細節(jié)進行把控，以便于工程的開展、實現(xiàn)設計和規(guī)范的要求，再經過專家論證來實施，更有利于項目的進行。

我經常與做設計的朋友一起聊天，與他們講，既然材料不是你們的強項，就沒必要寫在設計文件里，因為你們往往理解出現(xiàn)偏差，給工程造成很多困擾，文件里只寫要求就可以了，比如強度等級、抗凍等級、耐久性相關指標等，至于如何達到指標要求，設計不要過多去要求，要求過多不僅會對后續(xù)的工程開展造成不必要的麻煩，也對新技術新材料的推廣造成障礙。

一般而言，對材料了解不足，是大多數(shù)結構設計師的短板。

比如對于 C50 混凝土，高性能混凝土設計規(guī)范里，明確要求膠凝材料用量不超過 450kg，這一條是從我國引入德國高鐵建設技術時候，連同德國規(guī)范一并引入的，主要是提高混凝土本身的抗收縮性能，而我國以前規(guī)范要求的是 C50 混凝土膠材用量不超過 500kg。混凝土最重要的性能是工作性，不超過 450kg 的前提是骨料的粒型好、級配好、空隙率要低，國外骨料是整形的，而我國骨料的生產工藝基本都是顎破＋錘破，粒型不佳、級配不良，450kg 粉料量在實驗室可以做出，但在現(xiàn)場很難施工，我們在處理這類問題時候，膠材用量一般控制在 480kg，對控制收縮和保障工作性能都起到了兼顧作用，現(xiàn)在一些最新出臺的規(guī)范也都是要求在480kg 了。

在橋面濕接頭，也就是預制箱梁或預制 T 梁架設到蓋梁以上后，要進行連接，重新澆筑混凝土，使之成為一個整體（圖 1）。

圖 1 后澆的濕接頭

既然混凝土硬化過程也是個收縮過程，為了保障新老混凝土的粘結，對于后澆帶混凝土往往會要求使用微膨脹，這在很多設計文件上都有明確要求。

用的最多的膨脹劑就是 UEA，主要組分硫鋁酸鹽熟料、明礬石、石膏等材料磨細而成，下面的方程式是膨脹劑的膨脹機理：

也就是說膨脹劑要膨脹，需要大量的水參與反應。

Power TC 通過測定和計算得到（1960 年，高效減水劑問世前）：水泥完全水化的水灰比 0.227；使水泥完全水化而無毛細孔時的水灰比 0.379（水化的結合水＋凝膠孔中水）；使水泥完全水化并具有最低毛細孔孔隙率的水灰比為 0.437；使混凝土具有可施工的流動性（無外加劑），水灰比為 0.5。

混凝土變形（膨脹和收縮）與限制是個矛盾的統(tǒng)一體。膨脹要通過鋼筋和鄰位約束才能在結構中建立預壓應力。使用膨脹劑時需要注意膨脹劑的使用條件。由于膨脹劑的水化特性，并不是任何場合都適于使用膨脹劑。濕接頭的混凝土為 C50，水膠比在 0.30～0.32，結構密實，內部缺乏使膠凝材料充分水化的水分，本身水化水分就不夠用，如果膨脹劑膨脹過早，特別是需水量大的硫鋁酸鹽型膨脹劑，其內部水化程度更低，膨脹劑補償收縮的作用不能發(fā)揮，混凝土強度降低兩個等級。圖 2 為 C50 混凝土摻和不摻膨脹劑的破型對比照片。

另外，對橋面板類的薄板結構，缺乏必要的約束條件，也不適合膨脹劑使用。

圖 2 C50 配比混凝土破型照片

施工經驗的欠缺，也往往造成結構設計本身的先天不足。同樣的配筋，粗而疏有利于混凝土的澆筑施工但不利于抗裂，細而密有利于結構的抗裂但有時不利于施工。

如圖 3 所示。

圖 3 不合理的配筋

圖 3 左圖可見鋼筋布置比較密，對混凝土的澆筑造成困難，如果再加上鋼筋連接、焊接不規(guī)范，圖 3 右圖，只能灌砂漿了，但從設計角度肯定會按密實的鋼筋混凝土來進行計算，但實際上很可能會形成蜂窩狗洞，留下質量隱患。

對于結構設計師，多了解一些必要的材料知識、多了解施工是很有利于工作開展的，另外，設計圖上盡量要求主要的指標，不建議過細，因為相應的規(guī)范也都有技術要求，如果引用不當適得其反。