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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,從占構件截面面積的1%(多見(jiàn)于梁板)至 6%(多見(jiàn)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(shù)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(chē)場(chǎng)等可能使用除冰鹽的結構則應使用環(huán)氧樹(shù)脂鋼筋或者其他復合材料混凝土,環(huán)氧樹(shù)脂鋼筋可以通過(guò)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(huì )對破壞混凝土的結構造成損傷。當鋼筋銹蝕時(shí),銹跡擴展,使混凝土開(kāi)裂并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(jìn)入內部時(shí),受凍凝結的水分體積膨脹,經(jīng)過(guò)反復的凍融循環(huán)作用,在微觀(guān)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pourbaix圖[3],鋼筋在pH值大于9.5時(shí)是惰性的,不會(huì )發(fā)生銹蝕?諝庵械亩趸寂c水泥中的堿反應使孔隙水變得更加酸性,從而使pH值降低。從構件制成之時(shí)起,二氧化碳便會(huì )碳化構件表面的混凝土,并且不斷加深。如果構件發(fā)生開(kāi)裂,空氣中的二氧化碳將會(huì )更容易更容易進(jìn)入混凝土的內部。通常在結構設計的過(guò)程中,會(huì )根據建筑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(huì )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鉆一個(gè)孔,并滴以酚酞,碳化部分便會(huì )變成粉色,通過(guò)觀(guān)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(huì )對混凝土中的鋼筋腐蝕。因此,拌合混凝土時(shí)只允許使用清水。同樣使用鹽來(lái)為混凝土路面除冰是被禁止的。
堿骨料反應
堿骨料反應或堿硅反應,(Alkali Aggregate Reaction,簡(jiǎn)稱(chēng)AAR,或Alkali Silica Reaction,簡(jiǎn)稱(chēng)ASR)是指當水泥的堿性過(guò)強時(shí),骨料中的活性硅成分(SiO2)與堿發(fā)生反應生成硅酸鹽,引起混凝土的不均勻膨脹,導致開(kāi)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。
高鋁水泥的晶體轉變
高鋁水泥對弱酸特別是硫酸鹽有抗性,同時(shí)早期強度增長(cháng)很快,具有很高強度和耐久性。在第二次世界大戰后被廣泛使用。但是由于內部水化物晶體的轉型,其強度會(huì )隨時(shí)間推移而下降,在濕熱環(huán)境下更為嚴重。在英國,隨著(zhù)3起使用高鋁預應力混凝土梁的屋頂的倒塌,這種水泥在當地于1976年被禁止使用,雖然后來(lái)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(huì )與硅酸鹽水泥反應生成具有膨脹性的副產(chǎn)品例如礬石(ettringite)或碳硫硅鈣(thaumasitein)從而導致混凝土的早期失效。
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