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2008-11-05 11:47 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
鋼筋混凝土中的受力筋含量通常很少,從占構(gòu)件截面面積的1%(多見于梁板)至 6%(多見于柱)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(jù)鋼筋中含碳量,分成40鋼與60鋼兩種。后者含碳量更高,且強度和剛度較高,但難于彎曲。在腐蝕環(huán)境中,電鍍、外涂環(huán)氧樹脂、和不銹鋼材質(zhì)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(jié)構(gòu)則應(yīng)使用環(huán)氧樹脂鋼筋或者其他復(fù)合材料混凝土,環(huán)氧樹脂鋼筋可以通過表面的淺綠色涂料輕松識別。
鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環(huán)
鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環(huán)會對破壞混凝土的結(jié)構(gòu)造成損傷。當(dāng)鋼筋銹蝕時,銹跡擴展,使混凝土開裂并使鋼筋與混凝土之間的結(jié)合力喪失。當(dāng)水穿透混凝土表面進入內(nèi)部時,受凍凝結(jié)的水分體積膨脹,經(jīng)過反復(fù)的凍融循環(huán)作用,在微觀上使混凝土產(chǎn)生裂縫并且不斷加深,從而使混凝土壓碎并對混凝土造成永久性不可逆的損傷。
碳化作用
混凝土中的孔隙水通常是堿性的,根據(jù)pourbaix圖[3],鋼筋在pH值大于9.5時是惰性的,不會發(fā)生銹蝕?諝庵械亩趸寂c水泥中的堿反應(yīng)使孔隙水變得更加酸性,從而使pH值降低。從構(gòu)件制成之時起,二氧化碳便會碳化構(gòu)件表面的混凝土,并且不斷加深。如果構(gòu)件發(fā)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(nèi)部。通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,會根據(jù)建筑規(guī)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(shù)值,便可能會導(dǎo)致因鋼筋銹蝕造成的結(jié)構(gòu)破壞。
測試構(gòu)件表面的碳化程度的方法是在其表面鉆一個孔,并滴以酚酞,碳化部分便會變成粉色,通過觀察變色部分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?xí)r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。
堿骨料反應(yīng)
堿骨料反應(yīng)或堿硅反應(yīng),(Alkali Aggregate Reaction,簡稱AAR,或Alkali Silica Reaction,簡稱ASR)是指當(dāng)水泥的堿性過強時,骨料中的活性硅成分(SiO2)與堿發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鹽,引起混凝土的不均勻膨脹,導(dǎo)致開裂破壞。它的發(fā)生條件為 (1)骨料中含有相關(guān)活性成分(2)環(huán)境中有足夠的堿性(3)混凝土中有足夠的濕度 75%RH。
高鋁水泥的晶體轉(zhuǎn)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(zhàn)后被廣泛使用。但是由于內(nèi)部水化物晶體的轉(zhuǎn)型,其強度會隨時間推移而下降,在濕熱環(huán)境下更為嚴重。在英國,隨著3起使用高鋁預(yù)應(yīng)力混凝土梁的屋頂?shù)牡顾,這種水泥在當(dāng)?shù)赜?976年被禁止使用,雖然后來被證明有制造缺陷,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(yīng)生成具有膨脹性的副產(chǎn)品例如礬石(ettringite)或碳硫硅鈣(thaumasitein)從而導(dǎo)致混凝土的早期失效。
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