吳飛

（中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550000）

在建筑工程建設(shè)環(huán)節(jié)中，混凝土是經(jīng)常應(yīng)用的一種材料。伴隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的提升，機(jī)制砂由于優(yōu)勢極高而被廣泛應(yīng)用到了工程建設(shè)階段，特別是在公路以及鐵路建設(shè)環(huán)節(jié)中，使用天然石材對機(jī)制砂進(jìn)行生產(chǎn)是緩解天然砂資源趨勢的最佳方式。本文以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)特征和發(fā)展現(xiàn)狀為主，分析了機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝土的各項性能，并且全面論述了機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝土梁受力性能實驗工作的實施要點，以此確保工程的安全性。

1 對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)特征以及發(fā)展現(xiàn)狀的論述

所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，主要是指結(jié)構(gòu)承受外荷載的前期階段中，應(yīng)當(dāng)采取人為方式增加某項預(yù)應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)類型，此種外應(yīng)力增加能夠推遲裂縫的出現(xiàn)，或者是避免裂縫形成，有利于進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛性。伴隨著預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的全面改進(jìn)，自身抗裂性以及耐久性逐漸體現(xiàn)了出來，所以，在工程建設(shè)環(huán)節(jié)中應(yīng)用極為普遍。通過分析可以看出，預(yù)應(yīng)力混凝土優(yōu)勢如下所示：

首先能夠縮減界面的尺寸，減輕自重以及工程材料，經(jīng)濟(jì)效果良好，在改善結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)構(gòu)建受力效果的基礎(chǔ)上解決裂縫現(xiàn)象，增強(qiáng)構(gòu)件的抗裂程度，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形；其次預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用還有利于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)自身的耐久性，抗疲勞性和抗震效果同時將使用其他結(jié)構(gòu)材料難以解決的技術(shù)問題，徹底解決。一般來講，該種類型的技術(shù)通常是應(yīng)用于大型和重載建筑工程建造環(huán)節(jié)中，對于預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計和施工來講，有著一定的復(fù)雜性特征，其對材料質(zhì)量提出的要求是非常高的。在施工期間，可以采取專業(yè)性工具實施施工作業(yè)，要求施工人員有著豐富的經(jīng)驗，同時，質(zhì)量控制環(huán)節(jié)也是非常復(fù)雜和煩瑣的，只有在合適的場合內(nèi)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土才可以提升施工質(zhì)量，產(chǎn)生提高的效果。

2 機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝土的性能體現(xiàn)

無論是在房屋建筑、市政工程還是公路、橋梁以及隧道等工程中，水泥混凝土均屬于建筑材料中的主要部分，水泥混凝土的組成部分細(xì)集料對于混凝土流動性和坍落度以及耐久性等方面有著直接的影響，因為天然砂過于缺乏，因此，機(jī)制砂的重要性逐漸體現(xiàn)了出來。以某項高速公路舉例說明，該項公路項目周圍地形環(huán)境極為復(fù)雜化，橋隧比例在路線總長中占據(jù)的比例為80%，施工期間少不了諸多數(shù)量的混凝土材料，此項目缺少天然砂，水泥價格合理，當(dāng)使用當(dāng)?shù)貎Υ媪繕O為豐富的機(jī)制砂時，價格較低，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益良好。在近年，我國工程技術(shù)人員加大了機(jī)制砂方面的研究力度，并且產(chǎn)生了極高效果，成功配置出了和各項要求相一致的高性能混凝土，機(jī)制砂和標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求相符合，配置的混凝土在指標(biāo)上甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了天然砂配置的混凝土，所以，在混凝土技術(shù)應(yīng)用期間，機(jī)制砂是最佳的一種選擇。

2.1 機(jī)砂混凝土的抗?jié)B性能

對于混合砂混凝土以及天然土中沙混凝土試件同一條件下實施相關(guān)的抗?jié)B性實驗操作從中得出。前者的抗?jié)B效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于后者的抗?jié)B效果。

2.2 機(jī)制砂混凝土的抗凍性能

由進(jìn)行機(jī)制砂混凝土和天然砂混凝土抗凍性對比實驗可以得出，前者的重量損失率和強(qiáng)度損失率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于后者的損失率，此種現(xiàn)象從一定程度上表明，機(jī)制砂混凝土的抗凍性能良好，效果極佳。

2.3 機(jī)制混凝土的收縮效果

混凝土自身收縮效果決定了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的提升，特別是在28d 齡期前，混凝土試塊自身的收縮量伴隨著齡期增長速度而進(jìn)一步增長，在齡期以后，齡期增長的情況下，混凝土試塊收縮量增長速率，呈現(xiàn)出一定的降低狀態(tài)。

2.4 機(jī)制砂混凝土的強(qiáng)度

當(dāng)探究兩項頂級機(jī)制砂混凝土強(qiáng)度可以看出，處于相同配比的情況下機(jī)制砂混凝土砂率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于天然砂混凝土的砂率，并且強(qiáng)度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于天然砂混凝土的強(qiáng)度。

2.5 機(jī)制混凝土的徐變性能

在制作預(yù)應(yīng)力混凝土工作期間，徐變是經(jīng)常使用的一項技術(shù)指標(biāo)，其可以將混凝土在荷載作用下產(chǎn)生的變形效果清楚地體現(xiàn)出來，并且直接影響構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失情況。

3 機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝土梁受力性能實驗工作的實施

3.1 進(jìn)行實驗加載方面的實驗

對于相關(guān)機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝土梁來講，一般是采取簡支方式，三分點對稱加載而荷載施加主要是以跨中純彎段的計算彎矩為基本依據(jù)，依照跨中彎矩?fù)Q算為兩點集中加載的力，同時，在機(jī)制砂運(yùn)力混凝土中，一般是采取分級加載的方式進(jìn)行加載和處理。

3.2 試驗測量相關(guān)要點

（1）實施應(yīng)變量測工作。當(dāng)制作機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝土梁期間，需要依照基本要求處于合理的位置處實施測量工作，在試驗梁施工環(huán)節(jié)中，動態(tài)性的監(jiān)督和檢測對應(yīng)變現(xiàn)象，將機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝土梁的力詳細(xì)記錄下來。

（2）量測裂縫。當(dāng)試驗梁裂開后，應(yīng)當(dāng)詳細(xì)觀察裂縫發(fā)展情況，當(dāng)每級別荷載持荷到相應(yīng)時間段以后，開始量測最大裂縫寬度、長度以及間距等，將實際情況記錄到試驗梁中。對于垂直裂縫寬度而言，還必須在試驗梁內(nèi)的側(cè)面相應(yīng)受拉主筋高度實施量測工作。

（3）量測撓度。依照混凝土結(jié)構(gòu)試驗標(biāo)準(zhǔn)方式可以看出，對于受彎構(gòu)件量測撓度曲線的測點來講，必須依照構(gòu)件的跨度方向進(jìn)行合理布設(shè)，其中涉及量測支座沉降和變形情況，需要明確認(rèn)識到的是，測點數(shù)量不可以低于五點，對于寬度非常大的構(gòu)件而言，還可以結(jié)合實際情況合理增加測點數(shù)量。

（4）量測開裂荷載以及極限荷載。在試驗加載和開裂荷載相接近的情況下，應(yīng)當(dāng)動態(tài)性地實施試驗梁量測操作，當(dāng)發(fā)生裂縫后，必須馬上停止加載現(xiàn)象的實施，將準(zhǔn)確的開裂荷載值記錄下來。一旦試驗梁臨近破壞以后，荷載穩(wěn)定性下降，面對此種現(xiàn)象，就需要記錄極限荷載值。

3.3 機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝土梁的受力特征以及被破壞形式

在加載試驗梁到破壞環(huán)節(jié)中，可以將實際的受力情況分為多方面，具體情況如下所示：

（1）彈性工作階段。由于加載的初期荷載十分小，混凝土并沒有完全裂開，相關(guān)構(gòu)件依舊處于彈性狀態(tài)，試驗梁的剛度處于不變化狀態(tài)，此環(huán)節(jié)的鋼筋應(yīng)力不大，不管是鋼筋應(yīng)力增長還是混凝土應(yīng)力增長等，都趨于穩(wěn)定性。

（2）帶裂縫的工作時期。主要是指荷載增加的背景下，試驗梁內(nèi)的跨中純彎段薄弱截面逐漸產(chǎn)生了一些裂縫現(xiàn)象，試驗梁逐漸進(jìn)入帶裂縫的工作環(huán)節(jié)中。在裂縫初期出現(xiàn)環(huán)節(jié)中，形狀為細(xì)且短，數(shù)量非常少。

開裂后，在開裂截面上，受拉區(qū)混凝土將會停止工作，在開裂前期階段中，承擔(dān)的部分拉應(yīng)力將會轉(zhuǎn)移到鋼筋方面承擔(dān)，非預(yù)應(yīng)力縱筋的應(yīng)變比之間開裂之前存在著增大情況，鋼筋應(yīng)力有了明顯的改變。

（3）破壞環(huán)節(jié)。也就是說，非應(yīng)力鋼筋屈服后，試驗梁存在著塑性變形現(xiàn)象，裂縫寬度逐漸擴(kuò)大，撓度速度增加比較快。荷載撓度曲線發(fā)生一定程度的轉(zhuǎn)折現(xiàn)象后，將會演變成第二階段以及第三階段的轉(zhuǎn)折點，處于該種狀態(tài)下，荷載處于不變化或者是荷載變化程度非常小的時候，實驗撓度增加速度極快，試驗梁處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3.5 結(jié)論

經(jīng)過相關(guān)探究來看，機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝土梁受力性能極佳，荷載撓度曲線在混凝土開裂以及非預(yù)應(yīng)力鋼筋屈服期間，有著一定程度的轉(zhuǎn)折現(xiàn)象，臨近破壞的時候擾度以及裂縫寬度存在著明顯增大情況，比較得出，試驗梁的延性極好。機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝土界面混凝土應(yīng)變和截面要求相符合，當(dāng)構(gòu)件臨近破壞的時候，受拉鋼筋可以達(dá)到屈服，梁頂混凝土壓碎，機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝梁正界面承載能力極限狀態(tài)計算期間，可以依照標(biāo)準(zhǔn)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要求進(jìn)行計算。

在機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力混凝土梁內(nèi)，混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼絞線能夠進(jìn)行良好的協(xié)同工作，鋼筋在機(jī)制砂預(yù)應(yīng)力梁內(nèi)的受力性能和天然砂預(yù)應(yīng)力梁是一樣的，試驗梁在臨近破壞的時候，非預(yù)應(yīng)力鋼筋以及預(yù)應(yīng)力鋼絞線可以達(dá)到屈服，強(qiáng)度增強(qiáng)，價值被全面體現(xiàn)出來。

4 結(jié)語

從以上論述來看，伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各項建設(shè)項目數(shù)量逐漸增加，其中，在基礎(chǔ)建設(shè)階段中，混凝土是普遍使用的一種材料，產(chǎn)生的消耗量是非常多的，而天然砂是短時間內(nèi)的不可再生資源，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用機(jī)制砂將其替代。如今，在混凝土梁施工作業(yè)開展期間，應(yīng)用機(jī)制砂優(yōu)勢非常高。本文主要對實際情況進(jìn)行了相關(guān)探究，以此確保公路橋梁工程的安全性和穩(wěn)定性。