1. 钢筋混凝土耐久性的影响因素都是什么
分析钢筋混凝土耐久性的影响因素及预防对策长期以来,混凝土作为土建工程中用途最广,用量最大的建筑材料之一,在近百年的发展中,其强度不断提高。但是,在提出高强度的同时,混凝土结构的耐久性问题也愈来愈被人们所关注。 人们一直以为混凝土是非常耐久的材料,直到20世纪70年代末期,发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后20~30年,甚至在更短的时期内就出现劣化。 我国建设部的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50 年以上,但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30~40年。桥梁、港口等基础设施工程的耐久性问题更为严重,由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差,许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用10年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落,需要大修。 当前,我国的基础设施建设工程规模宏大,投入资金每年高达2万亿元人民币以上,约30~50 年后,这些工程将进入维修期,所需的维修费或重建费用将更为巨大。有专家估计,我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年,由于忽视耐久性问题,迎接我们的还会有“大修”20 年的高潮,这个高潮可能不用很久就将到来,其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。因此,提高混凝土耐久性,延长工程使用寿命,尽量减少维修重建费用是建筑行业实施可持续发展战略的关键。 1 影响钢筋混凝土耐久性的因素及其破坏机理 1.1 混凝土耐久性的概念 混凝土耐久性是指混凝土在设计寿命周期内,在正常维护下,必须保持适合于使用,而不需要进行维修加固,即指混凝土在抵抗周围环境中各种物理和化学作用下,仍能保持原有性能的能力。混凝土工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能不仅仅包括结构的安全性,而且更多地体现在适用性上。混凝土耐久性主要包括以下几方面:一是抗渗性。即指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。抗渗性对混凝土的耐久性起着重要的作用,因为抗渗性控制着水分渗入的速率,这些水可能含有侵蚀性的化合物,同时控制混凝土受热或受冷时水的移动。二是抗冻性。混凝土的抗冻性是指混凝土在饱水状态下,经受多次抵抗冻融循环作用,能保持强度和外观性的能力。在寒冷地区,尤其是在接触水又受冻的环境下的混凝土,要求具有较高的抗冻性能。三是抗侵蚀性。混凝土暴露在有化学物质的环境和介质中,有可能遭受化学侵蚀而破坏。一般的化学侵蚀有水泥浆体组分的浸出、硫酸盐侵蚀、氯化物侵蚀、碳化等。四是碱集料反应。某些
2. 影响钢筋与混凝土粘结强度的因素是哪些
一、钢筋表面的形状
二、混凝土的强度
三、侧向压应力
四、混凝土保护层厚度和钢筋净距
五、横向钢筋的设置六、钢筋在混凝土中的位置
3. 影响钢筋抗拉强度有哪些因素
1. 制成钢筋的钢材的化学成分不同。碳、硅、锰元素和微量元素(如钼、钒、钛)的含量。
2. 制成钢筋的工艺不同。如热轧、余热处理、消除应力、冷轧、冷拔、刻痕等。
4. 影响钢筋混凝土质量的因素是什么
影响钢筋混凝土质量的因素有:
一、原材料
混凝土的质量和技术技能在很大程度上是由原材料的性质及其相对含量所决定的,要了解原材料的性质,作用及质量要求,合理选择原材料,以保证混凝土的质量。
1、水泥
水泥在混凝土中起胶结作用,是最重要的材料。为了保证混凝土的强度,耐久性及经济性,根据工程性质与特点、工程所处的环境及施工条件、依据水泥的特性,合理选择。施工进场的水泥要按批量的多少进行抽样试验,一般是将抽取的样品送到由通过国家认证的质检机构进行安定性、细度与强度等物理性能指标的检测。
水泥安定性较差的话会使混凝土产生体积膨胀性裂缝;强度上下波动也会使混凝土强度产生相应的变化。一般水泥安定性与3天强度不合格的话是不允许试配混凝土配比的。要选择优质的水泥,大水泥厂家的水泥质量比较的稳定可靠。
2、骨料
骨料在混凝土中占总体积的70%~80%,因此骨料的性能对所配制的混凝土有很大的影响。 混凝土用骨料,按其粒径大小不同分为细骨料和粗骨料两种。粒径在0.15 μm~4.75mm之间的岩石颗粒为细骨料,粒径大于4.75mm的为粗骨料。
细骨料按起产源不同可分为河砂、海砂、山砂。在建筑工程中大多采用河砂为主,砂子太细或含泥量过多会增加混凝土的干缩裂缝,最好是采用2区,中粗砂,具有良好的颗粒级配,质地坚硬,有害杂质含量少较满足规范要求。
粗骨料分为卵石和碎石两种。卵石是由天然岩石经自然分化,水流搬运和分选,堆积形成的粒径大于4.75mm的颗粒。碎石是由天然岩石或卵石经破碎、筛分制成。碎石规格按其粒径尺寸分为单粒级和连续粒级,按其级配选择连续级配为佳,可保证混凝土的强度和减少水泥用量节约成本。石子主要控制好级配,针片状含量和压碎值,经试验室工作经验得出,目前很多施工单位所使用的石子级配都不是很好,若选用连续级配,也不太现实,因此要确保石子级配连续,且在生产中切实可行,有待进一步探讨研究。
不论细骨料还是粗骨料,其杂质含量必须在规范允许范围内并满足其标准要求。
3、混凝土拌和用水
对混凝土拌和用水质量的要求,只要不影响混凝土的凝结时间和硬化、无损于混凝土强度发展耐久性、不加快钢筋锈蚀、不引起预应力钢筋脆断、不污染混凝土表面,满足《混凝土拌和用水标准》(JGJ63)其标准质量就可。
二、混凝土配合比
混凝土配合比设计实质上就是确定水泥,水,砂与石的这四项基本组成材料用量之间的三个比例关系。水灰比、砂率、单位用水量是混凝土配合比的三个重要参数。要确定这三个参数的基本原则是:在满足混凝土强度和耐久性的基础上,确定混凝土的水灰比;在满足混凝土施工要求的和易性的基础上,根据粗骨料的种类和规格,确定混凝土单位用水量;砂的数量,应以填充石子空隙后略有富余的原则来确定。 在现今对工程质量要求的不断提高,随着工程监理制普遍实行,质量保证体系的不断完善,工程中使用的不同等级混凝土要求均通过国家认证的质检机构进行配合比设计,并且在配合比未得到监理工程师的批准前是不能浇注混凝土的。
检测试验室根据施工现场已选择的原材料性能及对混凝土的技术要求得出“初步计算配合比”,再经过试拌调整得出“基准配合比”,然后经过强度试验检测定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”。试验室在假定砂石完全干燥的情况下进行计算的,而施工工程中所使用的砂石材料都是暴露于自然状态下的,经过气温阴雨天的变化,砂石都含有一定量的水份,若用此拌制混凝土,势必增大了理论用水量。因此,在每批砂石必须在使用前测定其含水量,相应的扣除拌和用水量,由此再对试验配合比进行调整,得出“施工配合比”,保证混凝土配合比的准确应用。
三、运输过程
目前,施工单位为了混凝土强度有所保障,都采用了商品混凝土。但在运输商品混凝土过程中,由于路面坑洼不平,产生混凝土离析的现象,破坏了混凝土的均匀性,出现蜂窝、麻面、浮浆、裂缝等缺陷。路途遥远,时间过长,又使混凝土塌落度损失过大,满足不了施工技术要求而任意向搅拌车任意加水,使水灰比增大,改变了原有混凝土的配合比,降低了各项物理性能,使混凝土质量受到了影响。因此,为了防止混凝土误送或超过初凝时间到达施工现场,必须建立严格的收发制度。如遇塌落度有所损失,可后掺一定的外加剂以达到理想的效果。
四、养护
成型硬化后的混凝土在未受到外力作用之前,由于水泥水化造成化学收缩和物理收缩引起砂浆体积的变化,在粗骨料与砂浆界面上产生了分布极不均匀的拉应力,从而导致截面上形成微细的裂缝。产生裂缝的原因主要是温、湿度的变化所引起的。混凝土的养护主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两方面的效果,一、使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。二、使水泥水化作用顺利进行,以达到设计的强度和抗裂能力。混凝土保温措施同时也有保湿的效果。从理论上讲,新浇混凝土中所含的水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水份损失,从而推迟或防碍了水泥水化,表面混凝土最容易而且直接受到不利影响,因此混凝土浇注后的最初几天内部温度较高尤应注意表面养护,在混凝土表面覆盖塑料薄膜,紧贴混凝土表面起到隔温的效果,是防止表面裂缝的最有效措施。
5. 什么是钢筋的锈蚀,钢筋的锈蚀对钢筋混凝土结构的耐久性有何影响
主要影来响:有效截面不断减小,结构结源构承载力不断下降,钢筋混凝土构件丧失基本承载能力。
钢筋锈蚀不仅是混凝土结构耐久性破坏的主要形式之一,也是造成钢筋混凝土结构耐久性损伤的最主要和最直接的因素。
钢筋锈蚀对结构的破坏主要分为三个时期:
⑴前期是一些锈斑、锈片开始出现在钢筋表面的局部;
⑵中期是整个钢筋表面都锈蚀了,并且产生膨胀,与保护层脱离,发生层裂;
⑶后期表现为钢筋铁锈进一步膨胀,混凝土本身发生破坏,出现顺筋胀裂,混凝土脱离,直至钢筋不断锈蚀,有效截面不断减小,结构结构承载力不断下降,钢筋混凝土构件丧失基本承载能力。
6. 钢筋对构件的承载力及抗裂各有什么影响
钢筋在混凝土结构中的作用
受压钢筋、受拉钢筋、架立钢筋、分布钢筋、箍筋等配置在钢筋混凝土结构中的钢筋,按其作用可分为下列几种:
(1)受力筋——指承受拉、压应力的钢筋。
也叫主筋,是指在混凝土结构中,对受弯、压、拉等基本构件配置的主要用来承受由荷载引起的拉应力或者压应力的钢筋,其作用是使构件的承载力满足结构功能要求。
(2)箍筋——承受一部分斜拉应力,并固定受力筋的位置,多用于梁和柱内。
指用来满足斜截面抗剪强度,并联结受力主筋和受压区混筋骨架的钢筋。分单肢箍筋、开口矩形箍筋、封闭矩形箍筋、菱形箍筋、多边形箍筋、井字形箍筋和圆形箍筋等。箍筋应根据计算确定,箍筋的最小直径与梁高h有关,当h≦800mm时,不宜小于6mm;当h>800mm时,不宜小于8mm。梁支座处的箍筋一般从梁边(或墙边)50mm处开始设置。支承在砌体结构上的钢筋混凝土独立梁,在纵向受力钢筋的锚固长度Las范围内应设置不少于两道的箍筋,当梁与混凝土梁或柱整体连接时,支座内可不设置箍筋。
(3)架立筋——用以固定梁内钢箍的位置,构成梁内的钢筋骨架。
指把箍筋架立起来所需要的贯穿箍筋角部的纵向构造钢筋。如果该梁的箍筋是“两肢箍”的梁来说,集中标注中上部纵筋的通长筋的形式就完全足够了,例:2Фd1。但是,当该梁的箍筋是“四肢箍”时,集中标注的上部钢筋就不能都标注为通长筋的形式,必须把“架立筋”也标注上,这时的上部纵筋的应该标注"s1Фd1+(s2Фd2)"这种形式,圆括号里面的钢筋为架立筋。
(4)分布筋——用于屋面板、楼板内,与板的受力筋垂直布置,将承受的重量均匀地传给受力筋,并固定受力筋的位置,以及抵抗热胀冷缩所引起的温度变形。
大部分都是出现在楼板上的,分布筋是处在受力筋上面的成 90 度起固定受力钢筋位置的作用,并将板上的荷载分散到受力钢筋上,同时也能防止因混凝土的收缩和温度变化 等原因,在垂直于受力钢筋方向产生的裂缝。在剪力墙上,墙梁与墙柱之外的墙体纵筋横筋亦称作分布筋。
7. 影响钢筋与混凝土粘结强度的主要因素有哪些
一、钢筋表面的形状
二、混凝土的强度
三、侧向压应力
四、混凝土保护层内厚度和钢筋净距
五、横容向钢筋的设置
六、钢筋在混凝土中的位置
混凝土保护层是指混凝土结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土,简称保护层。也就是说,混凝土保护层厚度影响钢筋的质量,影响钢筋的受力能力,所以影响钢筋混凝土构件受力时钢筋和混凝土之间的粘结强度。
钢筋之间的净距离越大,抗劈裂能力越强,当然这是相对而言,好比说混凝土中就一根钢筋,需要受力相当大,才会把钢筋抽出来,但是如果混凝土中有若干钢筋,一旦抽出一根,剩下的钢筋将会更加简单的逐一抽出,混凝土会大幅度开裂。
8. 钢筋疲劳各种因素的影响机理是什么
钢筋的疲劳强度与应力变化的幅值有关,其他影响因素还有:最小应力值的大小、钢筋外表面几何尺寸和形状、钢筋的直径、钢筋的强度、钢筋的加工和使用环境以及加载的频率等
9. 控制钢筋混凝土构件裂缝的主要影响因素有哪些
(1)因环境因素影响形成缺陷和裂缝。主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。混凝土构件多次受冰冻,即溶解循环作用,使混凝土中产生内应力,促进已有裂缝发展,结构疏松,表面龟裂,表层剥落或整体崩溃。
(2)因构件受力、变形形成缺陷和裂缝。包括中心受拉、中心受压、受弯、受剪、受冲切、梁的混凝土收缩和温度变形、板的混凝土收缩和温度变形。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。
在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。
(3)施工违反操作规程形成缺陷和裂缝。塑性混凝土下沉,被顶部钢筋所阻,形成沿钢筋的裂缝;混凝土振捣不密实。出现蜂窝。
易形成各种受力裂缝的起点;混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发,引起混凝土浇注时坍落度过低。使得在混凝土体积中出现不规则的网状裂缝;混凝土初期养护时急剧干燥使得在混凝土与大气接触面上出现不规则的网状裂缝;过早拆模。混凝土尚未建立足够强度。构件在实际施加与自身的重力荷载作用下。容易发生各种受力裂缝等。
(9)钢筋对什么影响因素扩展阅读:
钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数,不会由环境不同产生过大的应力。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力,有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条(称为变形钢筋)来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合,当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时,通常将钢筋的端部弯起180 度弯钩。
空气中的二氧化碳与水泥中的碱反应使孔隙水变得更加酸性,从而使pH值降低。从构件制成之时起,二氧化碳便会碳酸化构件表面的混凝土,并且不断加深。如果构件发生开裂,空气中的二氧化碳将会更容易进入混凝土的内部。
通常在结构设计的过程中,会根据建筑规范确定最小钢筋保护层厚度,如果混凝土的碳化削弱了这一数值,便可能会导致因钢筋锈蚀造成的结构破坏。
10. 钢筋对构件的承载力、抗裂及刚度各有什么影响
楼主问的是受弯构件咯。
与受压区混凝土面积及强度等级相匹配的纵向受拉钢筋,是(唯一的)抵抗弯矩的贡献者。超过适筋量的是浪费,有害无益。箍筋是构件斜截面承载能力的贡献者,它的抗拉强度和截面积与混凝土的抗拉强度和截面积组成了构件的抗剪能力。
抗裂,裂缝控制等级为一、二级的,与预压应力有关,与纵向配筋率无关;裂缝控制等级为三级的裂缝开展宽度与纵向配筋率、配筋的弹性模量、钢筋总表面积有关。
抗弯刚度,构件的短期刚度与纵向配筋率、配筋的弹性模量与混凝土弹性模量的比值有关。见GB50010-2010第7.2.3-1