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摘要：预应力混凝土是最近几十年发展起来的一项新技术，近年来，随着施工工艺不断发展和完善，预应力混凝土的应用范围愈来愈广。本文从探究预应力混凝土应选用什么材料入手，论述了预应力混凝土的特点及分类，详述了预应力混凝土的先张法、后张法等施工工艺的特点及流程。
关键词：预应力混凝土材料 预应力混凝土特点 先张法 后张法
随着施工工艺的不断发展，预应力混凝土技术不但在传统工业与民用建筑的屋架、吊车梁、大型屋面板、空心楼板等单个构件上广泛应用外，还成功地运用到多层工业厂房、高层建筑等技术难度较高的大型整体结构上。那么，预应力混凝土是由什么材料组成的，它有什么特点，它的先张法和后张法施工工艺如何，下面我们将一一阐述。
1 预应力混凝土采用的材料
预应力混凝土抗裂性的高低，取决于钢筋的预拉应力值。钢筋预拉力愈高，混凝土预压力愈大，构件的抗裂性就愈好。为了获得较大的预应力，通常都采用高强度钢筋和高强度混凝土。
1.1 预应力筋选用的基本要求 对预应力筋的基本要求是高强度、较好的塑性、较好的粘结性能以及良好的加工性能。其中，预应力筋的高强度表现为钢材强度越高，损失率越小，经济效益也越好，因此当具备此条件时，应尽量采用强度高的钢材做预应力筋；同时，预应力筋还具有较好的塑性，这要求钢筋切断时具有一定的延伸率，当构件处于低温荷载下，更应注意塑性要求，否则可能发生脆性破坏；此外，预应力筋还应与混凝土有较好的粘结度，并充分发挥其良好的加工性能。
1.2 混凝土选用的基本要求 在预应力混凝土结构中应采用高强、轻质和高耐久性的混凝土，一般要求混凝土的强度等级不低于C30。目前，我国在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用C50～C60的高强混凝土，最高混凝土强度等级已达到C80，并逐步向更高强度等级的混凝土发展。此外，还应严格要求混凝土构件的生产质量，严禁掺用氯盐，否则会发生严重的质量事故。
2 预应力混凝土的特点及分类
2.1 预应力混凝土的特点 预应力混凝土能发挥钢筋和混凝土各自的特性，与普通钢筋混凝土相比，具有以下几个优势：首先，提高了混凝土的抗裂度和刚度，增加了构件的耐久性，可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土，能充分发挥钢筋和混凝土各自的特性；其次，预应力混凝土具有构件截面小、自重轻、质量好、材料省等优点；第三，预应力混凝土扩大了高、大、重型结构的预制装配化程度；最后，预应力混凝土具有很强的抗疲劳性能。
2.2 预应力混凝土的分类 预应力混凝土根据预应力施工工艺的不同一般分为先张法、后张法，根据预应力筋与混凝土的粘结又可分为有粘结和无粘结。其中，先张法是先张拉预应力筋后浇筑混凝土的预应力混凝土施工方法。该方法需要专用的生产台座和夹具，以便张拉和临时锚固预应力筋，当混凝土达强度满足设计要求后，放松预应力筋。先张法适用于预制石生产中小型预应力混凝土构件；后张法是先浇筑混凝土后张拉预应力筋的预应力混凝土施工方法。该方法必须采用专用的锚具，还要预留孔道，张拉锚固的预应力筋要求进行孔道灌浆。现场预制大型预应力混凝土构件最好采用后张法；有粘结预应力混凝土指的是预应力筋沿全长均与周围混凝土相粘结；无粘结预应力混凝土的预应力筋沿全长会与周围混凝土发生相对滑动，为避免预应力筋腐蚀和与周围混凝土粘结，在预应力筋表面刷涂料并包塑料布。
3 先张法的施工工艺
预制檩条、空心板等定型的中小型构件时最好采用先张法施工。工艺流程为：张拉、固定预应力筋→浇筑混凝土构件→养护混凝土构件（至75%强度）→放张预应力筋。下面我们以台座生产过程为例进行各工艺环节阐述。
3.1 预应力筋的铺设 为了便于脱模，在预应力筋铺设前，对台座及模板应先刷隔离剂；采用牵引车铺设预应力钢丝，若遇到钢丝需要接长，可用20～22号铁丝通过铜线拼接器密排绑扎；冷拔低碳钢丝的绑扎长度至少为钢丝直径的40倍，高强刻痕铜线的绑扎长度至少为钢丝直径的80倍。
3.2 预应力筋的张拉 施工时，严格按设计要求进行预应力筋的张拉，单根张拉法和成组张拉法是常用的张拉方法。单根张拉方法常见于施工现场，这种方法由于所用的设备构造简单，易于保证应力均匀，但是生产效率低；成组张拉法常见于预制厂，这种方法优点在于张拉效率比较高，但所用设备构造较复杂，且需用大的张拉力。
在进行张拉时，应注意张拉控制应力、张拉力和张拉伸长值校核等因素的作用。首先，张拉时，控制应力与张拉效果呈正相关，预应力值随着控制应力数值的增大而增大；其次，张拉力是根据设计的张拉控制应力、预应力筋的截面积和张拉程序中所规定的超张拉系数求得；通过应力控制张拉效果时，为了校核预应力值，张拉时必须对预应力筋的实际伸长值进行量测，若实际伸长值比计算伸长值大10%或小5%，要停止张拉，然后分析原因，采取相应的纠偏措施然后继续张拉。
3.3 混凝土的浇筑与养护 预应力筋张拉完后，即应绑扎骨架、立模、浇筑混凝土。设定预应力混凝土配合比时，要注意防止混凝土发生收缩和徐变，从而降低预应力损失。张拉结束后，立即开始绑扎和立模工序，即应浇筑混凝土，每条生产线应一次浇筑完毕。
采用湿热养护或自然养护的方式对强预应力混凝土加强养护。当预应力混凝土构件在台座上进行湿热养护时，混凝土逐渐硬结，而预应力筋由于膨胀伸长的应力损失无法恢复。可以采取两次升温的措施：初次升温应在混凝土尚未结硬、未与预应力筋粘结时进行，温差不得超过20℃，第二次升温则在混凝土构件具备一定强度时。
3.4 预应力筋的放张 预应力筋进行放张时，必须确保混凝土强度满足施工要求。若施工设计未作特殊要求，混凝土的实际强度至少要超过设计值的75%。在放张过程中，应选择正确的方法和顺序，否则会引起构件翘曲、开裂和断筋等现象。
4 后张法的施工工艺
后张法施工具有较大的优势，它直接在构件上张拉预应力筋，不需要专门的台座设备，大型构件可分块制作，运送到现场拼接，利用预应力筋连成整体；它施工灵活性较大，适宜于现场预制的大型构件。它的施工工艺工程是指：浇筑混凝土构件（预留孔道）→穿预应力筋并张拉锚固→孔道灌浆。
4.1 孔道留设 孔道留设是后张法构件制作中的关键工作，孔道有直线孔道、曲线孔道和折线孔道。结合预应力混凝土构件的受力特点，根据预应力筋张拉锚固的尺寸和特点来设计孔道直径和孔道布置。预应力筋孔道间距至少为50mm，孔道与构件边缘至少要保持40mm的距离，需要起拱的混凝土构件，预留孔道最好同步于构件起拱。为确保孔道成形时的位置和尺寸均符合设计要求，而且孔道平顺、接头不漏浆，端部预埋钢板与孔道中心线垂直，可采用钢管抽芯法、胶管抽芯法和预埋管法等。
4.2 预应力筋张拉 预应力筋张拉是生产预应力构件的关键。安装张拉设备时，直线预应力筋应使张拉力的作用线与孔道中心线重合；曲线预应力筋应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。预应力筋张拉、锚固完毕，留在锚具外的预应力筋长度不得小于30mm。锚具应用封端混凝土保护，长期外露的锚具应采用防锈措施。
4.3 孔道灌浆 预应力筋张拉后，应立即进行孔道灌浆，以防止预应力筋锈蚀，增加结构的整体性和耐久性，提高结构的抗裂性和承载能力。在灌浆过程中，应严格遵守各项流程：首先，搅拌好的水泥浆必须通过过滤器置于贮浆桶内，并不断搅拌，以防沉泌水沉淀；其次，灌浆顺序应先下后上，以免上层孔道漏浆把下层孔道堵塞；第三，灌浆工作应缓慢均匀地进行，不得中断，并应排气通顺；第四，对较大的孔道或预埋管孔道，可采用二次灌浆法；最后，要求灌浆应在正温下进行。
综上所述，随着预应力混凝土越来越广泛地运用，必然为建筑工程施工工艺的进一步完善，提供更加有效的途径。
参考文献：
[1]张厚先，王志清.建筑施工技术[M].北京：机械工业出版社，2003.
[2]危道军，李进.建筑施工技术[M].北京：人民交通出版社，2006（5）.
[3]应惠清.建筑施工技术[M].北京：高等教育出版社，2001.
关键词：预应力混凝土材料 预应力混凝土特点 先张法 后张法
随着施工工艺的不断发展，预应力混凝土技术不但在传统工业与民用建筑的屋架、吊车梁、大型屋面板、空心楼板等单个构件上广泛应用外，还成功地运用到多层工业厂房、高层建筑等技术难度较高的大型整体结构上。那么，预应力混凝土是由什么材料组成的，它有什么特点，它的先张法和后张法施工工艺如何，下面我们将一一阐述。
1 预应力混凝土采用的材料
预应力混凝土抗裂性的高低，取决于钢筋的预拉应力值。钢筋预拉力愈高，混凝土预压力愈大，构件的抗裂性就愈好。为了获得较大的预应力，通常都采用高强度钢筋和高强度混凝土。
1.1 预应力筋选用的基本要求 对预应力筋的基本要求是高强度、较好的塑性、较好的粘结性能以及良好的加工性能。其中，预应力筋的高强度表现为钢材强度越高，损失率越小，经济效益也越好，因此当具备此条件时，应尽量采用强度高的钢材做预应力筋；同时，预应力筋还具有较好的塑性，这要求钢筋切断时具有一定的延伸率，当构件处于低温荷载下，更应注意塑性要求，否则可能发生脆性破坏；此外，预应力筋还应与混凝土有较好的粘结度，并充分发挥其良好的加工性能。
1.2 混凝土选用的基本要求 在预应力混凝土结构中应采用高强、轻质和高耐久性的混凝土，一般要求混凝土的强度等级不低于C30。目前，我国在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用C50～C60的高强混凝土，最高混凝土强度等级已达到C80，并逐步向更高强度等级的混凝土发展。此外，还应严格要求混凝土构件的生产质量，严禁掺用氯盐，否则会发生严重的质量事故。
2 预应力混凝土的特点及分类
2.1 预应力混凝土的特点 预应力混凝土能发挥钢筋和混凝土各自的特性，与普通钢筋混凝土相比，具有以下几个优势：首先，提高了混凝土的抗裂度和刚度，增加了构件的耐久性，可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土，能充分发挥钢筋和混凝土各自的特性；其次，预应力混凝土具有构件截面小、自重轻、质量好、材料省等优点；第三，预应力混凝土扩大了高、大、重型结构的预制装配化程度；最后，预应力混凝土具有很强的抗疲劳性能。
2.2 预应力混凝土的分类 预应力混凝土根据预应力施工工艺的不同一般分为先张法、后张法，根据预应力筋与混凝土的粘结又可分为有粘结和无粘结。其中，先张法是先张拉预应力筋后浇筑混凝土的预应力混凝土施工方法。该方法需要专用的生产台座和夹具，以便张拉和临时锚固预应力筋，当混凝土达强度满足设计要求后，放松预应力筋。先张法适用于预制石生产中小型预应力混凝土构件；后张法是先浇筑混凝土后张拉预应力筋的预应力混凝土施工方法。该方法必须采用专用的锚具，还要预留孔道，张拉锚固的预应力筋要求进行孔道灌浆。现场预制大型预应力混凝土构件最好采用后张法；有粘结预应力混凝土指的是预应力筋沿全长均与周围混凝土相粘结；无粘结预应力混凝土的预应力筋沿全长会与周围混凝土发生相对滑动，为避免预应力筋腐蚀和与周围混凝土粘结，在预应力筋表面刷涂料并包塑料布。
3 先张法的施工工艺
预制檩条、空心板等定型的中小型构件时最好采用先张法施工。工艺流程为：张拉、固定预应力筋→浇筑混凝土构件→养护混凝土构件（至75%强度）→放张预应力筋。下面我们以台座生产过程为例进行各工艺环节阐述。
3.1 预应力筋的铺设 为了便于脱模，在预应力筋铺设前，对台座及模板应先刷隔离剂；采用牵引车铺设预应力钢丝，若遇到钢丝需要接长，可用20～22号铁丝通过铜线拼接器密排绑扎；冷拔低碳钢丝的绑扎长度至少为钢丝直径的40倍，高强刻痕铜线的绑扎长度至少为钢丝直径的80倍。
3.2 预应力筋的张拉 施工时，严格按设计要求进行预应力筋的张拉，单根张拉法和成组张拉法是常用的张拉方法。单根张拉方法常见于施工现场，这种方法由于所用的设备构造简单，易于保证应力均匀，但是生产效率低；成组张拉法常见于预制厂，这种方法优点在于张拉效率比较高，但所用设备构造较复杂，且需用大的张拉力。
在进行张拉时，应注意张拉控制应力、张拉力和张拉伸长值校核等因素的作用。首先，张拉时，控制应力与张拉效果呈正相关，预应力值随着控制应力数值的增大而增大；其次，张拉力是根据设计的张拉控制应力、预应力筋的截面积和张拉程序中所规定的超张拉系数求得；通过应力控制张拉效果时，为了校核预应力值，张拉时必须对预应力筋的实际伸长值进行量测，若实际伸长值比计算伸长值大10%或小5%，要停止张拉，然后分析原因，采取相应的纠偏措施然后继续张拉。
3.3 混凝土的浇筑与养护 预应力筋张拉完后，即应绑扎骨架、立模、浇筑混凝土。设定预应力混凝土配合比时，要注意防止混凝土发生收缩和徐变，从而降低预应力损失。张拉结束后，立即开始绑扎和立模工序，即应浇筑混凝土，每条生产线应一次浇筑完毕。
采用湿热养护或自然养护的方式对强预应力混凝土加强养护。当预应力混凝土构件在台座上进行湿热养护时，混凝土逐渐硬结，而预应力筋由于膨胀伸长的应力损失无法恢复。可以采取两次升温的措施：初次升温应在混凝土尚未结硬、未与预应力筋粘结时进行，温差不得超过20℃，第二次升温则在混凝土构件具备一定强度时。
3.4 预应力筋的放张 预应力筋进行放张时，必须确保混凝土强度满足施工要求。若施工设计未作特殊要求，混凝土的实际强度至少要超过设计值的75%。在放张过程中，应选择正确的方法和顺序，否则会引起构件翘曲、开裂和断筋等现象。
4 后张法的施工工艺
后张法施工具有较大的优势，它直接在构件上张拉预应力筋，不需要专门的台座设备，大型构件可分块制作，运送到现场拼接，利用预应力筋连成整体；它施工灵活性较大，适宜于现场预制的大型构件。它的施工工艺工程是指：浇筑混凝土构件（预留孔道）→穿预应力筋并张拉锚固→孔道灌浆。
4.1 孔道留设 孔道留设是后张法构件制作中的关键工作，孔道有直线孔道、曲线孔道和折线孔道。结合预应力混凝土构件的受力特点，根据预应力筋张拉锚固的尺寸和特点来设计孔道直径和孔道布置。预应力筋孔道间距至少为50mm，孔道与构件边缘至少要保持40mm的距离，需要起拱的混凝土构件，预留孔道最好同步于构件起拱。为确保孔道成形时的位置和尺寸均符合设计要求，而且孔道平顺、接头不漏浆，端部预埋钢板与孔道中心线垂直，可采用钢管抽芯法、胶管抽芯法和预埋管法等。
4.2 预应力筋张拉 预应力筋张拉是生产预应力构件的关键。安装张拉设备时，直线预应力筋应使张拉力的作用线与孔道中心线重合；曲线预应力筋应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。预应力筋张拉、锚固完毕，留在锚具外的预应力筋长度不得小于30mm。锚具应用封端混凝土保护，长期外露的锚具应采用防锈措施。
4.3 孔道灌浆 预应力筋张拉后，应立即进行孔道灌浆，以防止预应力筋锈蚀，增加结构的整体性和耐久性，提高结构的抗裂性和承载能力。在灌浆过程中，应严格遵守各项流程：首先，搅拌好的水泥浆必须通过过滤器置于贮浆桶内，并不断搅拌，以防沉泌水沉淀；其次，灌浆顺序应先下后上，以免上层孔道漏浆把下层孔道堵塞；第三，灌浆工作应缓慢均匀地进行，不得中断，并应排气通顺；第四，对较大的孔道或预埋管孔道，可采用二次灌浆法；最后，要求灌浆应在正温下进行。
综上所述，随着预应力混凝土越来越广泛地运用，必然为建筑工程施工工艺的进一步完善，提供更加有效的途径。
参考文献：
[1]张厚先，王志清.建筑施工技术[M].北京：机械工业出版社，2003.
[2]危道军，李进.建筑施工技术[M].北京：人民交通出版社，2006（5）.
[3]应惠清.建筑施工技术[M].北京：高等教育出版社，2001.