『壹』 鋼筋混凝土特點有哪些
(1)節約鋼材,降低造價。由於合理地利用了兩種材料的特性,使構件強度較高內,剛度容較大,比起鋼結構來可節約鋼材;
(2)耐久性和耐火性較好。由於混凝土對鋼筋起到保護作用,使構件的耐久性和耐火性明顯優於鋼結構; (3)可塑性好。鋼筋混凝土可根據需要澆築成各種形狀; (4)現澆鋼筋混凝土結構整體性好、剛度大,又具有一定的延性,適用於抗震結構; (5)可以就地取材。鋼筋混凝土中的砂、石--般可以就地取材,降低造價。
『貳』 鋼筋和混凝土各自的優缺點
鋼筋混凝土結構的特點
1.混凝土結構的定義:混凝土結構是以混凝土為主要材料製成的結構,包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構等。素混凝土結構是指由無筋或不配置受力鋼筋的混凝土製成的結構;鋼筋混凝土結構是指由配置受力鋼筋的混凝土製成的結構;預應力混凝土結構是指由配置受力的預應力鋼筋通過張拉或其他方法建立預加應力的混凝土製成的結構。其中,鋼筋混凝土結構在工程中應用最為廣泛。
2.鋼筋混凝土結構的特點:鋼筋混凝土結構是以混凝土承受壓力、鋼筋承受拉力,能比較充分合理地利用混凝土(高抗壓性能)和鋼筋(高抗拉性能)這兩種材料的力學特性。與素混凝土結構相比,鋼筋混凝土結構承載力大大提高,破壞也呈延性特徵,有明顯的裂縫和變形發展過程。對於一般工程結構,經濟指標優於鋼結構。技術經濟效益顯著。
鋼筋有時也可以用來協助混凝土受壓,改善混凝土的受壓破壞脆性性能和減少截面尺寸。
3.鋼筋和混凝土能夠共同工作的主要原因:
(1)鋼筋與混凝土之間存在有良好的粘結力,能牢固地形成整體,保證在荷載作用下,鋼筋和外圍混凝土能夠協調變形,相互傳力,共同受力。
(2)鋼筋和混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數接近(鋼材為1.2×10-5,混凝土為(1.0~1.5)×10-5),當溫度變化時,兩者間不會產生很大的相對變形而破壞它們之間的結合,而能夠共同工作。
鋼筋混凝土結構的優點
(1)合理用材。能充分合理的利用鋼筋(高抗拉性能)和混凝土(高抗壓性能)兩種材料的受力性能。
(2)耐久性好。在一般環境下,鋼筋受到混凝土保護而不易生銹,而混凝土的強度隨著時間的增長還有所提高,所以其耐久性較好。
(3)耐火性好。混凝土是不良導熱體,遭火災時,鋼筋因有混凝土包裹而不致於很快升溫到失去承載力的程度。
(4)可模性好。混凝土可根據設計需要支模澆築成各種形狀和尺寸的結構。
(5)整體性好。整體澆築的鋼筋混凝土結構整體性好,再通過合適的配筋,可獲得較好的延性,有利於抗震、防爆和防輻射,適用於防護結構。
(6)易於就地取材。混凝土所用的原材料中占很大比例的石子和砂子,產地普遍,便於就地取材。
鋼筋混凝土結構的缺點
(1)自重偏大。相對於鋼結構來說,混凝土結構自重偏大,這對於建造大跨度結構和高層建築是不利的。
(2)抗裂性差。由於混凝土的抗拉強度較低,在正常使用時,鋼筋混凝土結構往往帶裂縫工作,裂縫存在會影響結構物的正常使用性和耐久性。
(3) 施工比較復雜,工序多。施工受季節、天氣的影響也較大。
(4)新老混凝土不易形成整體。混凝土結構一旦破壞,修補和加固比較困難。
鋼筋的品種
1.按化學成分劃分
(1)碳素鋼:碳素鋼按碳的含量多少分為低碳鋼、和高碳鋼。含碳量增加,能使鋼材強度提高,性質變硬,但也使鋼材的塑性和韌性降低,焊接性能也會變差。
(2)普通低合金鋼:普通低合金鋼是在煉鋼時對碳素鋼加入少量合金元素而形成的。低合金鋼鋼筋具有強度高、塑性及可焊性好的特點,因而應用較為廣泛。
2.按加工工藝劃分
我國生產的建築用鋼筋按加工工藝有熱軋鋼筋、冷加工鋼筋、熱處理鋼筋及高強鋼絲和鋼絞線等。
3.按表面形狀劃分
(1)光面鋼筋:表面是光滑的,與混凝土的粘結性較差。
(2)帶肋鋼筋:表面有縱向凸緣(縱肋)和許多等距離的斜向凸緣(橫肋)。其中,由兩條縱肋和縱肋兩側多道等距離、等高度及斜向相同的橫肋形成的螺旋紋表面。若橫肋斜向不同則形成了人字紋表面。這兩種表面形狀的鋼筋習慣稱為螺紋鋼筋,現在稱為等高肋鋼筋,國內已基本上不再生產。
斜向凸緣和縱向凸緣不相交,甚無縱肋,剖面幾何形狀呈月牙形的鋼筋,稱為月牙肋鋼筋,與同樣公稱直徑的等高肋鋼筋相比,凸緣處應力集中得到改善,但與混凝土之間的粘結強度略低於等高肋鋼筋。
鋼筋的力學性能
1.軟鋼的力學性能
軟鋼(熱軋鋼筋)有明顯的屈服點,破壞前有明顯的預兆(較大的變形,即伸長率),屬塑性破壞。
2.硬鋼的力學性能
硬鋼(熱處理鋼筋及高強鋼絲)強度高,但塑性差,脆性大。從載入到突然拉斷,基本上不存在屈服階段(流幅)。屬脆性破壞。
材料的塑性好壞直接影響到結構構件的破壞性質。所以,應選擇塑性好的鋼筋。
3.冷拉鋼筋的力學性能
冷拉是將鋼筋拉伸超過屈服強度並達到強化階段中的某一應力值,然後放鬆。若立即重新加荷,此時屈服點將提高。表明鋼筋經冷拉後,屈服強度提高,但伸長率減小,塑性性能降低,也就是鋼材性質變硬變脆了。此稱冷拉硬化。
如果卸荷後,經過一段時間再重新加荷,則屈服點還會進一步提高,稱冷拉時效。
鋼筋冷拉後,只提高抗拉強度,其抗壓強度並沒有提高。因此,不要把冷拉鋼筋用作受壓鋼筋。
鋼筋的選用
1.選用原則
(1)建築用鋼筋要求具有一定的強度(屈服強度和抗拉強度),應適當採用較高強度的鋼筋,以獲得較好的經濟效益。
(2)要求鋼筋有足夠的塑性(伸長率和冷彎性能),以使結構獲取較好的破壞性質。
(3)應有良好的焊接性能,保證鋼筋焊接後不產生裂紋及過大的變形。
(4)鋼筋和混凝土之間應有足夠的粘結力,保證兩者共同工作。
2.鋼筋混凝土結構中主要採用的鋼筋
Ⅰ級鋼筋(相當於HPB235):Ⅰ級鋼筋(Q235鋼)是熱軋光圓低碳鋼筋,質量穩定,塑性及焊接性能較好,但強度稍低,而且與混凝土的粘結稍差。因此,Ⅰ級鋼筋主要應用在厚度不大的板中或作為梁、柱的箍筋。
Ⅱ級鋼筋(相當於HRB335):Ⅱ級鋼筋(20MnSi)是熱軋月牙肋低合金鋼筋,強度、塑性及可焊性都比較好。Ⅱ級鋼筋在工程中應用較為廣泛。
Ⅲ 級鋼筋(相當於HRB400和RRB400):Ⅲ 級鋼筋(20MnSiV等)是熱軋月牙肋低合金鋼筋。其中余熱處理Ⅲ 級(K20MnSi)是鋼筋熱軋後立即穿水,進行表面冷卻,然後利用芯部余熱自身完成回火處理而形成。它的塑性及可焊性也比較好, 強度更高。Ⅲ級鋼筋在工程中應用越來越廣泛。
混凝土的強度
1.混凝土的單軸強度
(1)立方體抗壓強度fcu:不是結構計算的實用指標,它是衡量混凝土強度高低的基本指標,並以其標准值定義混凝土的強度等級。
(2)軸心抗壓強度fc:比立方體抗壓強度能更好地反映受壓構件中混凝土的實際抗壓強度,為一實用抗壓強度指標。
(3)軸心抗拉強度ft:反映混凝土的抗拉能力。
(二)混凝土的多軸強度
上面所講混凝土強度,均是指單向受力條件下所得到的強度。但實際上,結構物很少處於單向受力狀態。工程上經常遇到的都是一些雙向或三向受力的復合應力狀態。用單軸應力狀態的強度表示實際結構中混凝土的破壞條件(強度准則)不合理的,特別是對非桿件結構進行數值分析時,其強度准則的選取直接影響計算結果的精確度和正確性。所以研究復合應力狀態下的混凝土強度條件,對進行合理設計是極為重要的。但由於測試技術的復雜性和試驗結果的離散性,目前還未能建立起完整的強度理論。根據現有的試驗結果,可以得出以下幾點結論:
(1)雙向受壓的強度:雙向受壓的混凝土的強度比單向受壓的強度為高。也就是說,
一向強度隨另一向壓應力的增加而增加。
(2)雙向受拉的強度:雙向受拉的的混凝土強度與單向受拉強度基本一樣。也就是說,混凝土一向抗拉強度基本上與另一向拉應力的大小無關。
(3)一向受拉一向受壓的強度:一向受拉一向受壓的混凝土抗壓強度隨另一向的拉應力的增加而降低。或者說,混凝土的抗拉強度隨另一向的壓應力的增加而降低。
(4)正應力及剪應力下的強度:在單軸正應力σ及剪應力τ共同作用下,當為壓應力時,混凝土的抗剪強度有所提高,但當壓應力過大時,混凝土的抗剪強度反有所降低。為拉應力時降低抗剪強度。
三向受力下的混凝土強度規律與雙向受力時基本相同。
混凝土的變形
(一)混凝土的受力變形
1.混凝土的應力—應變曲線
試驗表明, 混凝土不論是受壓或是受拉,破壞的過程本質上是由連續材料逐步變成不連續材料的過程,即混凝土的破壞是微裂縫的發展導致橫向變形引起的。對橫向變形加以約束,就可以限制微裂縫的發展,從而可提高混凝土的強度。約束混凝土可以提高混凝土的強度,也可以提高混凝土的變形能力。復合應力狀態對混凝土強度的影響就在於此原因。「約束混凝土」可以提高混凝土的強度,但更值得注意的是可以提高混凝土的變形能力,配箍筋混凝土就起此效果。
隨著混凝土強度的提高,峰值應力、應變有所增大。但下降段的坡度變陡,即應力下降相同幅度時變形越小,極限應變減小,塑性變差,破壞時脆性顯著。載入速度較快時,強度提高,但極限應變將減小。
混凝土的徐變及對混凝土結構的影響
徐變是混凝土在荷載長期持續作用下,應力不變,隨著時間而增長的變形。
產生徐變的原因有:
(1)混凝土受力後,在應力不大的情況下,徐變緣於水泥石中的凝膠體產生的粘性流動(顆粒間的相對滑動)要延續一個很長的時間。
(2)在應力較大的情況下,骨料和水泥石結合面裂縫的持續發展,導致徐變加大。
徐變對混凝土結構的不利影響:
(1)徐變作用會使結構的變形增大。
(2)在預應力混凝土結構中,它還會造成較大的預應力損失。
(3)徐變還會使構件中混凝土和鋼筋之間發生應力重分布,導致混凝土應力減小,鋼筋應力增大,使得理論計算產生誤差。
一定要注意避免高應力下的非線性徐變。
(二)混凝土的收縮及對混凝土結構的影響
混凝土在空氣中結硬時,由於溫、濕度及本身化學變化的影響,體積隨時間增長而減小的現象稱為收縮。
收縮對混凝土結構的不利影響:
(1)收縮受到約束時會使混凝土產生拉應力,甚至使混凝土開裂。
(2)混凝土收縮還會使預應力混凝土構件產生預應力損失。
混凝土的收縮會帶來危害,而膨脹變形一般是有利的,不予討論。
鋼筋與混凝土的粘結
1.鋼筋與混凝土之間的粘結力
粘結力是在鋼筋和混凝土接觸面上阻止兩者相對滑移的剪應力。粘結力主要由三部分組成:
(1)水泥凝膠體與鋼筋表面之間的化學膠著力(膠結力);
(2)混凝土收縮,將鋼筋緊緊握固而產生的摩擦力(摩阻力);
(3)鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產生的機械咬合力。
光面鋼筋在粘結應力達到粘結強度破壞時,其表面有明顯的縱向摩擦痕跡。變形鋼筋,接近破壞時,首先由於橫肋擠壓混凝土引起的環向或斜向拉應力而使鋼筋周圍混凝土開裂,最終因肋間混凝土剪切強度不夠,將被擠碎帶出,發生沿肋外徑圓柱面的剪切破壞。其粘結強度比光面鋼筋要大得多。
影響粘結強度的主要因素
(1)混凝土強度。粘結強度都隨混凝土強度等級的提高而提高,粘結強度基本上與混凝土的抗拉強度成正比例的關系。
(2)鋼筋的表面狀況。鋼筋表面形狀對粘結強度有影響,變形鋼筋的粘結強度大於光圓鋼筋。
(3)混凝土保護層厚度和鋼筋的凈間距。增大保護層厚度(相對保護層厚度c/d),保持一定的鋼筋間距(鋼筋凈距s與鋼筋直徑d的比值s/d),可以提高外圍混凝土的抗劈裂能力,有利於粘結強度的充分發揮。也能使粘結強度得到相應的提高。
『叄』 鋼筋混凝土結構的優缺點有哪些
鋼筋混凝土結構的優點很多,除了能合理地利用鋼筋和混凝土兩種材料的特性外還有如下優點:
(1)可模性好:新拌和的混凝土是可塑的,可根據需要設計製成各種形狀和尺寸的結構或構件。
(2)整體性好:現澆鋼筋混凝土結構的整體性較好,設計合理時具有良好的抗震、抗爆和抗振動的性能。
(3)耐久性好:鋼筋混凝土結構具有很好的耐久性。正常使用條件下不需要經常性的保養和維修。
(4)耐火性好:鋼筋混凝土結構與鋼結構相比具有較好的耐火性。
(5)易於就地取材:鋼筋混凝土結構所用比重較大的砂、石材料易於就地取材,且可有效利用礦渣
、粉煤灰等工業廢渣有利於保護環境。
鋼筋混凝土結構具有下述主要缺點:
(1)自重大。鋼筋混凝土的重力密度約為25kN/m^3,比砌體和木材的重度都大。盡管比鋼材的重度小,但結構的截面尺寸較大,因而其自重遠遠超過相同跨度或高度的鋼結構的重量。
(2)抗裂性差。如前所述,混凝土的抗拉強度非常低,因此,普通鋼筋混凝土結構經常帶裂縫工作。盡管裂縫的存在並不一定意味著結構發生破壞,但是它影響結構的耐久性和美觀。當裂縫數量較多和開展較寬時,還將給人造成一種不安全感。
(3)性質脆。混凝土的脆性隨混凝土強度等級的提高而加大。
綜上所述不難看出,鋼筋混凝土結構的優點多於其缺點。而且,人們已經研究出許多克服其缺點的有效措施。例如,為了克服鋼筋混凝土自重大的缺點,已經研究出許多質量輕、強度高的混凝土和強度很高的鋼筋。為了克服普通鋼筋混凝土容易開裂的缺點,可以對它施加預應力。為了克服混凝土的脆性,可以在混凝土中摻入纖維做成纖維混凝土。
『肆』 什麼是混凝土和鋼筋混凝土,它們的特點和作用是什
混凝土是指用水泥、瀝青或合成材料(如樹脂、合成纖維)等作膠凝材料固結而成的材料的總稱。這些材料分別稱為水泥混凝土、瀝青混凝土、聚合物混凝土和纖維混凝土等。平常所說一般的混凝土,是指用水泥作膠凝材料,按適當比例加入骨料和水拌制後,經硬化而成的人造石材,故又稱水泥混凝土或普通混凝土,簡稱混凝土。
混凝土和天然石材一樣,能承受很大的壓力,但抵抗拉力的能力卻很低,一般僅為抗壓能力的1/10,在受拉時很容易斷裂,大大地限制了它的適用范圍。在梁、板等受彎構件中,由於在受力時上部受壓、下部受拉,當用混凝土製作這種受彎構件時,受力後很容易斷裂。如果在構件受拉部位配上一種抗拉能力很強的材料——鋼筋,並且使鋼筋和混凝土形成一個整體,共同受力,使它們發各自的特長,既能受壓又能受拉。這種配有鋼筋的混凝土,稱為鋼筋混凝土。
混凝土和鋼筋混凝土的主要優點:
強度高、剛性大 由於強度高,適用於各類承重結構物;由於剛性大,在使用荷載的作用下變形和撓度均較小,故近代有不少高層建築物和大型結構物都採用了鋼筋混凝土。
抗震、抗沖擊性能好 由於可灌築成整體式結構,能經受地震和風浪的沖擊而不易倒塌。在地震烈度較高的地區,常採用鋼筋混凝土建造高層建築物和煙囪、水塔等結構物;在海港工程中,則常用來建造抵禦巨浪的防波堤。
耐久、耐火性好 由於強度高,耐久性和耐火性也較好,耐用年限一般也較長;鋼筋混凝土結構中鋼筋又受混凝土所保護,不致在火災中喪失承載能力。
拌合物具有可塑性 可以灌築成符合設計要求的不同形狀、尺寸的構件或結構物,如空心樓板、薄殼等。
原材料來源容易 所用水泥的產地遍及全國,鋼筋用量較小運輸方便,用量最多的砂、石是地方性材料,多數地區可就地取材。
混凝土和鋼筋混凝土的主要缺點:
自重大,容重約2500公斤/米³,但對水利工程中的重力壩和海港工程中的防波堤、燈塔來說則是優點。
混凝土的抗拉強度低,容易出現裂縫。
『伍』 鋼筋混凝土結構有哪些特性
(l)合理發揮了鋼筋和混凝土兩種材料的力學特性,成為承載能力較高的結構內。
(2)鋼筋混容凝土結構具有很好的耐火性、整體性、可模性。
(3)鋼筋混凝土結構中,混凝土對鋼筋有很好的防護性,與鋼結構相比可省去很大的經常性維修費用。
(4)便於就地取材,造價降低
『陸』 什麼是混凝土和鋼筋混凝土,它們的特點和作用是什麼
1、混凝土是以膠凝材料、粗骨料、細骨料、水,必要時加入外加劑,按適當比例配合,經過均勻攪拌,密實成型及養護硬化而成的人工石材。
混凝土是現代土木建築工程不可缺少的重要工程材料。建築工程中用量最大、用途最廣的,是以水泥為膠凝材料、卵石或碎石為粗骨料、砂為細骨料。
它的特點是:具有較高的抗壓強度及耐久性能,而且可以隨著組成材料及配合比例的不同而得到不同的物理,力學性能,並且具有可塑性。主要缺點是抗拉強度很低,不能用於承受拉力,易受溫度變化、濕度變化等的影響而產生裂縫。
它的作用:混凝土是現代土木建築工程中不可缺少的重要工程材料。可以根據不同的模具成型,澆注成不同形狀的構件。
2、鋼筋混凝土是採用鋼筋做骨架的混凝土構件。這樣,鋼筋可以承受拉力,增加機械強度。
鋼筋混凝土合理地利用了鋼筋和混凝土兩種不同受力性能材料的強度,比鋼結構更節約鋼材。
它的主要優點是:鋼筋和混凝土共同作用,提高了構件的抗拉強度,耐久性,並且具有耐火性、整體性、可塑性,混凝土所用的砂石可就地取材。缺點是:自重大、抗裂性能差、施工時模板費用高。
它的作用:鋼筋與混凝土之間存在良好的粘結作用;鋼筋和混凝土的溫度線膨脹系數幾乎相同,在溫度變化時不致破壞鋼筋混凝土結構的整體性;鋼筋被混凝土包裹著,使鋼筋不會因大氣的侵蝕而生銹變質。
1824年發明了波特蘭水泥。鋼筋混凝土開始被試用於建造各種簡單的樓板、柱、基礎等。距今約140年歷史。
『柒』 簡述混凝土具有哪些優點和缺點
混凝土的優點主要反映在以下幾個方面:
()材料來源廣泛
混凝土中占整個體積80%以上的砂、石料均就地取材,其資源豐富,有效降低了製作成本。
(2)性能可調整范圍大
根據使用功能要求,改變混凝土的材料配合比例及施工工藝可在相當大的范圍內對混凝土的強度、保溫耐熱性、耐久性及工藝性能進行調整。
(3)在硬化前有良好的塑性
拌合混凝土優良的可塑成型性,使混凝土可適應各種形狀復雜的結構構件的施工要求。
(4)施工工藝簡易、多變
混凝土既可簡單進行人工澆築。亦可根據不同的工程環境特點靈活採用泵送、噴射、水下等施工方法。
(5)可用鋼筋增強
鋼筋與混凝土雖為性能迥異的兩種材料,但兩者卻有近乎相等的線脹系數,從而使它們可共同工作。彌補了混凝土抗拉強度低的缺點,擴大了其應用范圍。
(6)有較高的強度和耐久性
近代高強混凝土的抗壓強度可達100MPa以上,同時具備較高的抗滲、抗凍、抗腐蝕、抗碳化性,其耐久年限可達數百年以上。
混凝土的缺點:
自重大、養護周期長、導熱系數較大、不耐高溫、拆除廢棄物再生利用性較差等缺點,隨著混凝土新功能、新品種的不斷開發,這些缺點正不斷克服和改進。
『捌』 鋼筋混凝土優點。
鋼筋混凝土結構的優點很多,除了能合理地利用鋼筋和混凝土兩種材料的特性外還有內如下優點:
(容1)可模性好:新拌和的混凝土是可塑的,可根據需要設計製成各種形狀和尺寸的結構或構件。
(2)整體性好:現澆鋼筋混凝土結構的整體性較好,設計合理時具有良好的抗震、抗爆和抗振動的
性能。
(3)耐久性好:鋼筋混凝土結構具有很好的耐久性。正常使用條件下不需要經常性的保養和維修。
(4)耐火性好:鋼筋混凝土結構與鋼結構相比具有較好的耐火性。
(5)易於就地取材:鋼筋混凝土結構所用比重較大的砂、石材料易於就地取材,且可有效利用礦渣
、粉煤灰等工業廢渣有利於保護環境。
『玖』 鋼筋混凝土有哪些優缺點
特性;混凝土是水泥(通常硅酸鹽水泥)與骨料的混合物。當加入一定量水分的時候,水泥水化形成微觀不透明晶格結構從而包裹和結合骨料成為整體結構。通常混凝土結構擁有較強的抗壓強度(大約 3,000 磅/平方英寸, 35 MPa)。但是混凝土的抗拉強度較低,通常只有抗壓強度的十分之一左右,任何顯著的拉彎作用都會使其微觀晶格結構開裂和分離從而導致結構的破壞。而絕大多數結構構件內部都有受拉應力作用的需求,故未加鋼筋的混凝土極少被單獨使用於工程。
相較混凝土而言,鋼筋抗拉強度非常高,一般在200MPa以上,故通常人們在混凝土中加入鋼筋等加勁材料與之共同工作,由鋼筋承擔其中的拉力,混凝土承擔壓應力部分。例如在圖2簡支梁受彎構件中,當施加荷載P時,梁截面上部受壓,下部收拉。此時配置在梁底部的鋼筋承擔拉力(4),而上部陰影區所示混凝土(2)承受壓力(3)。在一些小截面構件里,除了承受拉力之外,鋼筋同樣可用於承受壓力,這通常發生在柱子之中。鋼筋混凝土構件截面可以根據工程需要製成不同的形狀和大小。
同普通混凝土一樣,鋼筋混凝土在28天後達到設計強度。
結構:鋼筋混凝土中的受力筋含量通常很少,從占構件截面面積的1%(多見於梁板)至 6%(多見於柱)不等。鋼筋的截面為圓型。在美國從0.25至1英尺,每級1/8英尺遞增;在歐洲從8至30毫米,每級2毫米遞增;在中國大陸從3至40毫米,共分為19等。在美國,根據鋼筋中含碳量,分成40鋼與60鋼兩種。後者含碳量更高,且強度和剛度較高,但難於彎曲。在腐蝕環境中,電鍍、外塗環氧樹脂、和不銹鋼材質的鋼筋亦有使用。
在潮濕與寒冷氣候條件下,鋼筋混凝土路面、橋梁、停車場等可能使用除冰鹽的結構則應使用環氧樹脂鋼筋或者其他復合材料混凝土,環氧樹脂鋼筋可以通過表面的淺綠色塗料輕松識別。
鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環
鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環會對混凝土的結構造成損傷。當鋼筋銹蝕時,銹跡擴展,使混凝土開裂並使鋼筋與混凝土之間的結合力喪失。當水穿透混凝土表面進入內部時,受凍凝結的水分體積膨脹,經過反復的凍融循環作用,在微觀上使混凝土產生裂縫並且不斷加深,從而使混凝土壓碎並對混凝土造成永久性不可逆的損傷。
在潮濕與寒冷氣候條件下,對鋼筋混凝土路面、橋梁、停車場等可能使用除冰鹽的建築結構物,應使用環氧樹脂鋼筋或者熱浸電鍍、不銹鋼鋼筋等材料作為加強筋。環氧樹脂鋼筋可以通過表面的淺綠色塗料輕松識別。更便宜的辦法是使用磷酸鋅作為鋼筋的防銹塗料,磷酸鋅與鈣離子與氫氧根離子反應生成穩定的羥磷灰石。防水材料也用來保護鋼筋混凝土,如夾層填入膨潤土的無紡土工布。亞硝酸鈣Ca(NO2)2作為緩蝕劑,按照相對於水泥重量1-2%的比例添加,可以防護鋼筋的腐蝕。因為亞硝酸根離子是一種溫和的氧化劑,與鋼筋表面的亞鐵離子(Fe)結合沉澱為不可溶的氫氧化鐵(Fe(OH)3).
碳化作用
正確地說應該是叫碳酸化作用,習慣通稱為碳化作用。混凝土中的孔隙水通常是鹼性的,根據Pourx圖,鋼筋在pH值大於11時是惰性的,不會發生銹蝕。空氣中的二氧化碳與水泥中的鹼反應使孔隙水變得更加酸性,從而使pH值降低。從構件製成之時起,二氧化碳便會碳酸化構件表面的混凝土,並且不斷加深。如果構件發生開裂,空氣中的二氧化碳將會更容易更容易進入混凝土的內部。通常在結構設計的過程中,會根據建築規范確定最小鋼筋保護層厚度,如果混凝土的碳化削弱了這一數值,便可能會導致因鋼筋銹蝕造成的結構破壞。
測試構件表面的碳化程度的方法是在其表面鑽一個孔,並滴以酚酞,沒有碳化部分便會變成粉色,通過測定沒有變色的砼的深度,便可得知碳化層的深度。
氯化腐蝕
氯化物, 包括氯化鈉,會對混凝土中的鋼筋腐蝕。因此,拌合混凝土時只允許使用清水。同樣使用鹽來為混凝土路面除冰是被禁止的。
鹼骨料反應
鹼骨料反應或鹼硅反應,(Alkali Aggregate Reaction,簡稱AAR,或Alkali Silica Reaction,簡稱ASR)是指當水泥的鹼性過強時,骨料中的非結晶硅成分(SiO2)溶解並游離在高pH (12.5 - 13.5) 的水中,與水泥中的氫氧根離子發生反應生成硅酸鹽,與水泥中的氫氧化鈣反應生成水合硅酸鈣,引起混凝土的不均勻膨脹,導致開裂破壞。它的發生條件為(1)骨料中含有相關活性成分——非結晶的二氧化硅;(2)環境中有足夠的氫氧根離子;(3混凝土中有足夠的濕度,相對濕度大於75%。這種反應被稱為混凝土之癌,不論是否加強了鋼筋,混凝土中都會有此反應。例如,混凝土的大壩。
高鋁水泥的晶體轉變
高鋁水泥對弱酸特別是硫酸鹽有抗性,同時早期強度增長很快,具有很高強度和耐久性。在第二次世界大戰後被廣泛使用。但是由於內部水化物晶體的轉型,其強度會隨時間推移而下降,在濕熱環境下更為嚴重。在英國,隨著3起使用高鋁預應力混凝土梁的屋頂的倒塌,這種水泥在當地於1976年被禁止使用,雖然後來被證明有製造缺陷,但禁令仍然保留。
硫酸鹽腐蝕
地下水中的硫酸鹽會與硅酸鹽水泥反應生成具有膨脹性的副產品例如礬石(ettringite)或碳硫硅鈣(thaumasitein)從而導致混凝土的早期失效。
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