钢筋混凝土基本原理范文1
关键词：钢纤维混凝土 钢筋锈蚀 耐久性
中图分类号：TU 375 文献标识码：A
1 引言
钢筋混凝土结构过早失效的主要原因之一就是混凝土中钢筋锈蚀引起混凝土保护层开裂 [1]。一方面，锈蚀产物体积膨胀会使保护层混凝土内拉应力增长，从而导致混凝土顺筋开裂；另一方面，钢筋锈蚀会使钢筋面积削弱，导致钢筋与混凝土界面黏结性能退化。而混凝土保护层开裂将致使钢筋锈蚀进一步加剧，更进一步促使钢筋与混凝土的黏结性能不断降低，破坏它们共同工作的基础，从而严重影响混凝土结构物的正常使用性能和安全性 [2]。由于钢筋锈蚀是钢筋混凝土耐久性中最主要的问题，同时与钢筋混凝土的服役寿命紧密相关[3]，所以钢筋锈蚀引起的混凝土结构耐久性问题倍加受到国内外土木工程界和学术界的关注和重视。
钢纤维混凝土（SFRC）是以钢纤维作为增强材料，用水泥混凝土为基材的一种水泥基复合材料。研究表明，其抗拉、抗弯强度及韧性、抗裂、抗爆和抗冲击性能较普通混凝土均有不同程度的提高，并具有良好的力学、物理性能。国内外学者从不同角度对其性能进行了详细的研究，但对于钢纤维应用于钢筋混凝土中时，其对混凝土中的钢筋锈蚀性能研究的还较少。
基于此，本文通过钢纤维混凝土中的钢筋快速锈蚀试验，针对素混凝土和钢纤维混凝土保护层开裂时间的不同，比较了钢纤维对混凝土中钢筋锈蚀性能的影响机理。
2 原材料与试验方法
2.1 原材料
试验用原材料为：P•O 52.5 普通硅酸盐水泥；辽宁绥中洁净河砂，细度模数2.9；破碎石灰石，5～20 mm 连续级配；钢纤维为天津市化通钢纤维厂生产，长径比为50。
本试验基准混凝土按照C50设计，表1为C50混凝土基体的配合比，钢纤维体积率分别为0、0.5%、0.6%、0.8%。
表1C50混凝土配合比kg/m3
水泥 砂 碎石 水 减水剂
470 720 1080 180 10.5
2.2 试验方法
本试验采用快速锈蚀试验方法，试验电源为可控整流高压直流电源，电压控制在500V，电流为0.2A。混凝土试件尺寸为150mm×150mm×150mm，在混凝土试件里埋设四根Φ20mm的A3螺纹钢筋，事件的保护层厚度为30mm。，将钢筋混凝土试件和铜板置于塑料容器中，并在其周围填满土壤。电源的负极接铜板，直流电源的正极接被腐蚀的钢筋接，土壤中插入温度计用来测量土壤温度，如图1所示。在整个试验过程中，观察混凝土表面出现裂缝的情况并记录下混凝土保护层初裂时间，取其平均值。
图1 钢筋快速锈蚀试验设备
3 试验结果与分析
3.1 试验结果
保护层锈胀开裂时间与钢纤维掺量的关系如图2所示。
图2混凝土保护层初裂时间
3.2结果分析
混凝土结构构件正常使用极限状态的标志之一通常被认为是混凝土表面保护层初裂时间。从图2可以看出，素混凝土的初裂时间比钢纤维混凝土的钢筋保护层初裂时间要短很多，最大提高了60%。主要原因是混凝土中掺入了钢纤维，为混凝土形成二次微加筋系统，混凝土的韧性提高，其抗拉强度也有所提高。当混凝土中有裂缝发生时，裂缝的前端会与纤维相交，大量纤维跨越裂缝垂直于主压应力迹线，通过纤维与混凝土的界面黏结应力实现应力重分布，缓和裂缝尖端应力集中，从而控制变形和微裂缝的发展，大大改善混凝土的韧性。所以钢纤维的掺入可以有效的抑制裂缝的发展，混凝土的耐久性也会大幅度提高，延长了混凝土的使用寿命。
4 结论
钢纤维掺入钢筋混凝土中后，钢筋保护层的初裂时间被大幅度提高，保护层锈胀开裂的时间随着钢纤维掺量增加而延长。且由于钢纤维的参入可使裂缝的发展得到有效的抑制，所以可大幅度提高混凝土的耐久性。掺入的钢纤维也会使混凝土裂缝的发展得到有效的抑制。由于双重作用的效果，所以掺入钢纤维可以延长钢筋混凝土的使用寿命。
参考文献
[1] 金伟良，赵羽习，鄢飞. 钢筋混凝土构件的均匀钢筋锈胀力的机理研究[J ]. 水利学报, 2001 (7): 57-62.
钢筋混凝土基本原理范文2
关键词：混凝土结构；钢筋锈蚀；原理与影响；措施
中图分类号： TU37文献标识码： A
引言
结构腐蚀是影响混凝土结构耐久性、可靠性的至关重要的因素。钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的耐久性和安全性影响极大。混凝土结构中钢筋锈蚀源于在多种因素作用下(如碳化、氯离子侵蚀等)，钢筋原先在碱性介质中生成的钝化膜被渐渐破坏而失去保护作用，导致锈蚀生成的铁锈，其体积是被腐蚀掉的金属体积大3-4倍，使混凝土保护层沿钢筋纵向开裂。钢筋锈蚀引起的裂缝一旦产生，钢筋锈蚀速度将大大加快，结构构件的承载力与可靠性劣化的速度大大加快，有的甚至发展到钢筋锈断，危及结构的安全。1991年在法国召开的第二届混凝土耐久性国际学术会议上，美国加州大学Mehta教授的主题报告“混凝土耐久性50年进展”中提出，目前钢筋锈蚀已经成为钢筋混凝土构件破坏的最主要的原因。基于此，对钢筋锈蚀对混凝土的影响研究势在必行[1-2]。
1 腐蚀原理与影响
钢筋锈蚀的原因有两个方面[3]：一是钢筋保护层的碳化，其碳化的原因是混凝土不密实，抗渗性能不足。硬化的混凝土，由于水泥水化，生成氢氧化钙，故显碱性，pH值＞12，此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜，使钢筋不生锈。当不密实的混凝土置于空气中或含CO2环境中时，由于CO2的侵入，混凝土中的氢氧化钙与CO2反应，生成碳酸钙等物质，其碱性逐渐降低，当混凝土的pH值＜12时，钢筋的钝化膜就不稳定，当pH值＜11.5时，钢筋的钝化保护膜就遭破坏，钢筋的锈蚀便开始进行；二是氯离子的含量。据有关试验证明，即便是pH值较高的溶液(如pH值＞13)，只要有4～6mg/L的氯离子含量，就足可以破坏钢筋的钝化膜，使钢筋失去钝化，在水和氧气的作用下导致钢筋锈蚀。
资料表明，钢筋锈蚀引起钢筋混凝土结构的过早破坏已成为世界各国普遍关注的一大灾害。混凝土中钢筋锈蚀的影响因素有：混凝土的密实度、混凝土保护层厚度、混凝土碳化、环境湿度、氯离子侵入等。在这些因素中，混凝土保护层的碳化和氯离子侵入是造成钢筋锈蚀的主要原因。钢筋锈蚀主要对混凝土结构造成影响存在以下几方面：
（一）钢筋腐蚀对结构受力的影响
在钢筋混凝土结构内，钢筋受到周围混凝土的保护，一般不腐蚀，但当保护层破坏或保护层厚度不足时，钢筋在一定条件下将产生腐蚀。总的说来，由于钢筋与混凝土交界面上钢筋锈胀力的存在，导致混凝土产生顺筋裂缝，甚至使混凝土保护层剥落，使构件截面有效面积减小，更重要的是使钢筋与混凝土间粘接性能退化；同时由于钢筋锈损，其截面面积减小，延性降低,力学性能退化，使结构或构件受到不同程度的损伤。混凝土中钢筋锈蚀会使构件的承载力下降，使结构的性能劣化。
（二）钢筋锈蚀对混凝土粘结性能的影响
钢筋与混凝土之间形成的铁锈层，削弱了变形钢筋与混凝土的胶结作用；铁锈的膨胀将导致混凝土开裂，降低了混凝土对钢筋的约束作用；钢筋变形肋锈蚀使变形钢筋与混凝土之间失去了机械咬合作用。
(1)混凝土中钢筋锈蚀的产物是一种结构疏松的氧化物，它在钢筋与混凝土之间形成一层疏松隔离层，明显地改变了钢筋与混凝土的接触表面，从而降低了钢筋与混凝土之间的粘结作用。
(2)钢筋的锈蚀产物比锈蚀前钢材占据的体积更大，从而对包围在钢筋周围的混凝土产生径向膨胀力，当径向膨胀力达到一定程度时，会引起混凝土的开裂。混凝土开裂导致混凝土对钢筋的约束作用减弱。
(3)变形钢筋锈蚀后，钢筋变形肋将逐渐退化。在钢筋锈蚀较严重的情况下，变形肋在混凝土之间的机械咬合作用基本消失，其结果是导致钢筋与混凝土之间的粘结性能退化。
2 改善措施
（1）增加保护层厚度。《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)在构造规定中，对设计使用年限为50年的结构受力钢筋的混凝土最小保护层厚度有明确规定；例如：在室内正常环境中，混凝土强度等级在C25-C45之间的板、墙、壳，混凝土最小保护层厚度为15毫米；梁为25毫米；柱为30毫米。保证必需的保护层厚度。增加混凝土保护层厚度可显著地推迟腐蚀因子渗透到钢筋表面的时间，也可提高对钢筋锈蚀膨胀的抵抗力。混凝土碳化达到钢筋表面的时间与保护层厚度的平方成正比。增大保护层厚度能有效地推迟碳化时间。
（2）控制混凝土拌和物中的氯离子含量。某些化学离子（如C1－）对钝化膜有特殊的破坏作用。它们在钢筋保护层不被碳化或中性化的情况下也可以破坏钢筋钝化膜，发生锈蚀现象。氯离子是这一类离子中最常遇到的。氯离子半径很小，穿透力强，很容易吸附在钢筋阳极区的钝化膜上，取代钝化膜中氧离子，使钢筋起保护作用的氢氧化铁变为无保护作用的氯化铁。由于氯离子到达钢筋表面的不均匀性，特别是氯离子作用在钢筋局部区域时，则局部区域为阳极，形成了大阴极小阳极的腐蚀。因此必须严格控制氯离子的总量，即应对混凝土拌和物中的氯盐含量加以控制。 拌合混凝土时只允许使用清水。禁止使用盐来为混凝土路面除冰。
（3）提高混凝土密实性。提高混凝土的密实性，减少内部微细孔函隙和毛细管通首是加强钢筋防腐蚀能力的最根本途径。首先要严格控制水灰比。施工时就要均匀振捣，严格控制振捣时间“防止偏振和漏振”还要认真加以养护。这样才能保证保护层的密实，并使水泥浆完全覆盖住钢筋以形成一层有效的隔离层，同时还要注意合理的混凝土骨料级配。
（4）加强养护与防止开裂。如混凝土早期养护不好，水泥得不到正常水化，会降低混凝土的密实度，继而影响耐久性。所以一定要加强混凝土的早期湿润养护，时间不得少于14d，以保证水泥正常水化，增加密实度，提高抗渗性防止结构开裂。
3 结论
随着建设工程规模的越来越大，人们对耐久性的关注程度越来越高，耐久性已经成为混凝土结构的重要指标。钢筋锈蚀是混凝土工程耐久性的主要病害之一，所以防止钢筋锈蚀对提高混凝土耐久性尤为重要。本文论述了混凝土中钢筋锈蚀的原因及造成的严重危害，并提出了防止钢筋锈蚀相应措施，为减少危害、提高混凝土的耐久性提供了重要研究依据，希望对相关工程具有一定借鉴意义。
参考文献：
[1] 覃维祖.混凝土的收缩开裂及其评价与防治[J]. 混凝土,2001(1)
钢筋混凝土基本原理范文3
钢筋混凝土结构裂缝是最常见的工程质量问题。分析了钢筋混凝土结构裂缝产生的原因；提出来钢筋混凝土结构裂缝的技术控制；论述了钢筋混凝土结构裂缝的技术处理。
【关键词】
钢筋混凝土结构；裂缝处理；技术控制；技术处理
本钢设计研究院有限责任公司（以下简称本钢铁设计院）是本钢改制子公司，先后承担了本钢马耳岭选矿厂工程、本钢南芬1500万吨扩产工程等本钢重点工程的施工图设计和本溪市一些高层民用建筑工程及城市建设工程。在工程建设过程中和工程交竣工使用后，钢筋混凝土结构裂缝是显而易见的。尽管工程设计人员和工程施工的技术人员都采取了一定的技术措施，但是，钢筋混凝土结构裂缝还是在建筑产品施工过程中或在使用过程中出现。笔者依据学习掌握的工民建专业知识和长期在施工技术岗位工作中的施工技术经验，撰写本文，对钢筋混凝土结构裂缝的原因进行分析。旨在探讨和研究防治与处理钢筋混凝土结构裂缝。
一、钢筋混凝土结构裂缝的原因分析
笔者在本钢重点工程建设过程中和本溪市一些高层和或市政重点工程建设过程中，发现钢筋混凝土结构产生裂缝是相当普遍的。将出现这些不同程度、不同形式的裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的、横向的、上宽下窄、下窄上宽、枣核型、对角线型、斜向的等等。裂缝形状与结构受力状态有直接关系。钢筋混凝土常见裂缝原因大致有两种，一种是由于变形变化（温度、湿度收缩、不均匀沉降）作用引起的裂缝；另一种是承受荷载作用引起的裂缝，但是在两种出现裂缝的原因中往往是变形与荷载共同作用，而第一种裂缝是以变形变化为主引起的裂缝，在第二种裂缝中，是以荷载为主所引起的裂缝。认真进行技术分析，找出产生裂缝的原因，然后采取针对性的技术措施，进行施工技术防治。一是基础大体积混凝土裂缝产生的原因分析。基础大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天（升温阶段）。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底和或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。二是地下室外墙混凝土裂缝产生的原因。地下室外墙混凝土裂缝主要是收缩裂缝。混凝土降温产生的收缩和硬化时的收缩，受到结构本身和基坑边壁等的约束，产生较大的拉应力，直至出现收缩裂缝。
二、钢筋混凝土结构裂缝的技术控制
（一）基础大体积混凝土裂缝技术控制
大体积混凝土的温差变化在1～72h内波动最大，因此在这段时间现场值班不间断测量，测试频率为每2h一次，测试时要求记录一下数据：混凝土入模温度；每次测温时间，各测点温度值；各部位保温材料的覆盖和去除时间；浇水养护或恢复保温时间。基础大体积混凝土施工控制表面温度裂缝的产生，应从选定混凝土配合比入手。只要对掺合料、缓凝减水剂的选择合适，通过试配完全可以大大降低每m3混凝土的水泥用量，降低混凝土的最高绝热温升，从根本上解决升温阶段的裂缝产生。对基础大体积混凝土而言，养护措施及为重要，应根据施工时的气温、测温情况，采取相应的养护方法。布置合理的测温手段是必不可少的，可以为养护提供调整依据。参加UEAH高效微膨胀剂对混凝土能起到补偿收缩作用，可有效的提高混凝土的抗裂缝抗渗能力。
（二）地下室外墙裂缝技术控制
在设计方面，高层建筑设计时，一般柱混凝土强度设计较大，考虑到施工的因素，往往地下室板墙混凝土强度等同于柱混凝土强度。由于设计的混凝土强度较高，为保证质量，施工时其实际浇筑的混凝土强度往往比设计强度要高得多。这样就很容易导致混凝土因强度偏高而产生收缩裂缝。地下室外墙混凝土易出现收缩裂缝，除在配合比上选定上采取积极的预防措施，在施工中采取外侧加密横向钢筋、严格控制坍落度等措施外，后期的养护也至关重要。通常可采取以下措施：长期的带模养护。浇水养护基本上采取连续循环的方式，浇水面为外墙的内外侧面。在混凝土获得一定强度后，松开对销螺栓，使得模板与与混凝土界面可以蓄水，带模养护，规定20d拆模。模板拆除后，继续对外墙混凝土浇水养护15d。泵送商品混凝土施工的地下室外墙易出现收缩裂缝，但只要措施得当，还是可以避免或得以控制的。关键在于在保证混凝土强度的前提下，尽可能降低每m3混凝土的水泥用量。尽可能将墙板的水平钢筋置于混凝土外侧，控制混凝土保护层厚度不得超厚，水平钢筋的间距尽可能小于150mm。严格控制混凝土坍落度，决不允许现场加水。
钢筋混凝土基本原理范文4
[关键词]钢筋；混凝土结构；耐久性；钢筋混凝土耐久性改善措施
中图分类号：TU375 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）08-0063-01
1.前言
任何结构的兴建都是为了使用，也就是使已建结构完成其预定的功能。而结构预定的功能能否实现，则主要取决于它在整个设计服役期内的表现。大量混凝土工程实例表明，很多结构在服役期内总的维修费用远大于它的初始造价。因此减少结构在服役期内的总维修费用在目前是更现实、更迫切的任务。混凝土结构一直被认为是一种节能、经济、用途极为广泛的人工耐久性材料，是目前应用较为广泛的结构形式之一。随着结构物的老化和环境污染的加剧，混凝土结构的耐久性问题越来越引起国内外广大研究者的关注。当今世界，混凝土结构破坏的原因，按重要性递降顺序排列是：钢筋锈蚀、寒冷气候下的冻害、侵蚀环境的物理化学作用。而我国混凝土结构破坏的原因主要是“南锈北冻“。然而长期以来，人们对混凝土结构的耐久性问题一直未能给予足够的重视。由于勘探、设计、施工及使用过程中的多种因素，使结构不可避免的出现各种不同程度的隐患、缺陷或损伤，进而导致结构的失效，造成资金的巨大浪费。
2.混凝土结构耐久性概念
所谓混凝土结构的耐久性是指结构对气候作用、化学侵蚀、物理作用或任何其他破坏过程的抵抗能力。
影响混凝土结构耐久性的因素十分复杂，主要有内外两方面的因素作用，其中混凝土材料的物理和化学作用，如混凝土的碳化、钢筋的锈蚀等是决定其耐久性的内因；混凝土结构所处的环境条件和防护措施，是影响混凝土结构耐久性的外因。
3.钢筋混凝土结构腐蚀基本机理
在腐蚀环境下，环境中有害介质、离子将会对混凝土结构进行侵蚀，造成钢筋截面损失、表面污染、混凝土开裂或脱落等，结构的安全性和可靠性将会大幅度降低，并导致结构在达到其预期的设计使用寿命之前就已经破坏，影响结构的正常使用。
3.1钢筋腐蚀的基本机理
钢筋的腐蚀是一种电化学的过程，在坚实的混凝土内部，由于其孔隙液体中含有易溶性的氢氧化钾和氢氧化钠以及大量的微溶氢氧化钙，因此形成PH值为13或更高的碱性环境。在这种环境中，在钢筋表面形成的钝化膜，将阻止钢筋锈蚀的发生。
在此，阳极反应产生的多余电子通过钢筋输送往阴极，阴极产生的氢氧化根离子通过混凝土的孔隙以及钢筋表面与混凝土空隙的电解质被送往阳极，从而形成一个腐蚀电流的闭合回路，使电化学过程得以实现。
3.2混凝土腐蚀的基本机理
混凝土腐蚀是一个很复杂的物理化学过程。混凝土的腐蚀按腐蚀过程分为三类：
第一类属溶蚀性的混凝土腐蚀，即当水渗透到混凝土内部，或是软水与水泥石作用时，将一部分水泥的水花产物溶解并流失，引起混凝土破坏。
第二类属某些盐酸溶液和镁盐对混凝土的腐蚀。这类腐蚀的主要生成物为不具有胶凝性的、易于被水溶蚀的松软物质。这类腐蚀不会使混凝土遭到彻底破坏。但若转化为第一类腐蚀，即其生成被渗透到混凝土内部的水所溶蚀，则将使混凝土中的水泥石完全遭到破坏。
第三类属结晶膨胀型腐蚀。它是混凝土受硫酸盐的作用，在其孔隙和毛细管中形成低溶解度的新产物，逐步积累，产生巨大的膨胀应力，而使混凝土遭受破坏。
因此，应着重从防止钢筋锈蚀和改善混凝土本身性能这两方面出发来提高钢筋混凝土结构的耐久性。
4.防止钢筋锈蚀的主要方法
4.1钢筋的混凝土保护层厚度
在我国的混凝土结构设计规范中，钢筋的混凝土保护层最小厚度一般均对纵向受力钢筋而言。从耐久性的角度看，最外层的箍筋或分布筋该最早受到侵蚀，普通钢筋（主筋、箍筋、分布筋）的混凝土保护层Cmin与保护层厚度施工负允差之和，即：
4.2控制混凝土拌合物中氯离子的含量
当由于某种原因，氯离子含量在钢筋周围达到某一临界值时，钢筋的钝化膜开始破坏，丧失对钢筋的保护作用，从而引起钢筋的锈蚀。
JTJ275-2000 针对预应力混凝土和钢筋混凝土，分别规定了混凝土拌合物中氯离子含量的最高限值（以水泥质量百分率计）为0.06%和0.1%。
4.3采用钢筋防护材料
采用涂层钢筋、喷塑（树脂）钢筋、混凝土中加入钢筋阻锈剂、混凝土中掺加缓蚀剂、混凝土表面涂层（涂薄层、复合型涂层、渗透性涂层）等。
5.提高混凝土耐久性的几种方法
影响混凝土耐久性的一个重要因素是混凝土本身的质量。提高密实度而减少混凝土的渗透性可以减缓侵蚀性物质侵入混凝土内部的速度，而这又与混凝土的强度等级、水灰比等因素有关。当混凝土中含有碱活性骨料时，在露天和潮湿的环境中，碱和骨料内的活性颗粒产生碱-骨料反应造成混凝土表面产生裂缝，加速侵蚀性物质的破坏作用。
5.1采用高性能混凝土
高性能混凝土具有高耐久性、良好的工作性能和高抗氯离子渗透性。通过矿物细掺合料和高效减水剂等的使用，水泥颗粒之间及水泥与骨料的空隙得到了一定程度的填充，不仅使结构混凝土的强度得到提高，节约水泥材料用量，从而一定程度上提高了混凝土的抗渗性能，减弱了氯离子对混凝土的渗透作用，从而延长了结构腐蚀所需的初始时间t0。与传统的混凝土相比，高性能混凝土在原材料上有两点不同：低水胶比和多组分。其目的是为了增强混凝土的密实程度，改善骨料和水泥浆体之间的界面性能，从而达到良好的耐久性。混凝土的耐久性明显取决于微观结构，尤其是浆体的孔隙率。正由于高性能混凝土的空隙率很低，因此与浆体中水或侵蚀介质输送过程有关的物理和化学侵蚀作用便会削弱。
5.2提高混凝土的抗渗性
混凝土由水泥、粗细骨料和水拌制而成。为了获得必要的流动性，满足施工要求，常用较多的水。当混凝土硬化后，多余的水就被蒸发掉，形成毛细孔，用水量越大，水泥水化后留下的毛细孔越多，渗透系数也越大。所以在拌制混凝土时，在满足技术和施工要求的情况下，应尽量降低水灰比，减少用水量，增加密实度，以提高混凝土的抗渗性。
5.3预防碱-骨料反应
发生碱-骨料反应需要水、活性骨料、碱三个条件，缺一不可。所以只要去掉三个条件中的任何一个，即可预防碱-骨料反应的发生。
一般认为，若混凝土的构件四周平均湿度小于60%，则发生AAR的概率很小。从材料方面，采取的主要方法有：使用非活性骨料、使用低碱水泥、使用锂盐抑制剂、掺入矿物掺合料等。
6.结语
目前我国正处于大规模的基础建设时期，钢筋混凝土结构仍是主体。为增强我国钢筋混凝土结构安全性、耐久性，恳请参与此工作的同事和同行多多指正，以使我国有关钢筋混凝土结构耐久性的研究工作取得更大的进展。
参考文献
[1]建设部.钢筋混凝土结构设计规范大全[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.
钢筋混凝土基本原理范文5
关键词：型钢混凝土；施工重点；施工要点；质量控制
引言：随着材料、工艺的发展，施工技术的完善和创新，型钢混凝土组合结构已被广泛地运用到现代工程中，成为继木结构、砌体结构、混凝土结构、钢筋混凝土框架结构与钢结构之外的新结构。如何提高型钢混凝土结构的施工技术并做好质量控制工作，这已经成为当代建筑企业的重要课题。
一、型钢混凝土结构概述
所谓型钢混凝土（Steel Reinforced Concrete，简称SRC）组合结构是指在型钢周围布置钢筋，并浇筑混凝土的结构。型钢分为实腹式和空腹式。实腹式SRC构件具有较好的抗震性能，而空腹式SRC构件的抗震性能与普通混凝土（Reinforced Concrete，简称RC）构件基本相同。因此，目前在抗震结构中多采用实腹式SRC构件。实腹式型钢可由钢板焊接拼制而成或直接采用轧制型钢。
二、型钢混凝土组合结构的优点
1、型钢混凝土组合结构与钢结构相比，具有以下优点：
（1）耐久性、耐火性均优于钢结构，型钢外包的混凝土，可取代刚结构所涂的防锈和防火涂料，混凝土蓄热能力强，耐久性能好。
（2）节约钢材，可节省钢材50%甚至更多。
（3）兼做模板支架，在混凝土尚未浇注前已形成钢架，具有承载力，可用作模板支架和操作平台。
2、型钢混凝土组合结构与钢筋混凝土结构相比，具有以下优点：
（1）整体工作性能好，型钢骨架与外包混凝土形成整体，共同受力。
（2）承载力高，截面小，钢筋混凝土构件受配筋率的限制，提高承载力的途径只能是加大截面尺寸，而组合结构不受含钢率的限制，可以设置较大的型钢，提高构件承载力，更能满足高层及超高层建筑设计的需要。
（3）型钢混凝土组合结构施工进度快，工期短。
（4）构件的延性好，抗震性能更优越，由于构件中型钢的作用，组合结构的延性远大于钢筋混凝土结构。
三、型钢混凝土施工重点及要点
1、型钢混凝土柱施工重点设计
梁柱节点、模板支护及混凝土施工是整个型钢混凝土结构施工质量和整个工程结构安全的关键。
（1）型钢混凝土柱梁节点处理。型钢混凝土柱钢骨呈双 H 型， 纵向及横向的型钢梁钢筋需贯穿型钢柱翼缘及腹板，型钢柱钢筋需贯穿型钢梁翼缘。此外还有诸多的斜向普通混凝土次梁钢筋。贯穿孔的数量多，孔型多，所有这些贯穿孔的标高和轴线定位要准确，制孔精度要求高，如何保证转换大梁处梁柱节点施工质量是施工重点之一。
（2）型钢混凝土梁柱模板及支撑系统设计。梁柱截面尺寸大， 跨度大，属大跨度梁，支撑体系设计需重视。
（3）节点钢筋和钢结构组合复杂，普通砼无法浇筑密实，砼选用自密实砼。型钢混凝土结构混凝土柱梁节点浇筑完后，要保证砼的养护时间符合规范要求。
2、型钢混凝土模板、钢筋及砼施工要点
在型钢混凝土的模板、钢筋及混凝土施工过程中要注意以下一些施工要点：
（1）型钢梁安装就位后，型钢以及型钢梁拉筋均需要焊接。因此， 模板只需要先铺底模。
（2）型钢混凝土钢筋安装原则：钢筋能绕过型钢的尽量绕过型钢， 尽量避免穿翼缘， 穿钢筋孔必须进行塞焊。
（3）采用封闭箍筋，其末端应有 135°弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于 10 倍箍筋直径。若箍筋末端不能制作成 135°弯钩， 则进行焊接。
（4）垂直于翼缘的梁筋，通过翼缘板上的预留孔穿入柱内，垂直于腹板梁筋遇腹板时，弯折锚固入柱，锚固长度不小于 40d，弯钩直段长度不小于 10 d。
（5）板筋按原设计要求布置，遇到劲钢柱的翼缘和腹板而无法穿过时弯折锚入柱内 30 d，并按设计图要求增设附加钢筋。
（6）型钢混凝土框架梁的截面高度不小于 500 mm时，在梁的两侧沿高度方向每隔 200 mm，应设置 1根纵向腰筋，且腰筋与型钢间宜配置拉结钢筋。
（7）型钢混凝土钢筋接头必须采用焊接。
（8）在梁柱接头处和型钢翼缘下部， 要预留排除空气的孔洞和混凝土浇筑孔。
（9）由于柱的纵向钢筋不能穿过梁的翼缘，因此柱的纵向钢筋只能设置在柱截面的四角或无梁的部位。
（10）混凝土浇筑时，必须使用小直径振动器。而且型钢梁下部梁外模，也必须使用振动器进行体外振动纵向腰筋，且腰筋与型钢间宜配置拉结钢筋 。
四、建筑型钢混凝土结构的施工技术及质量控制
1、型钢柱的吊装
按照施工方案要求，先将裙楼部位300厚抗浮板砼施工完毕，板砼强度达到80%后开始使用130T汽车吊，在主楼基坑外（裙楼底板上）进行型钢柱的吊装，这样对垫层及原地基毫无影响。第一节型钢柱吊装完成后进行主楼筏板砼浇筑，养护一个星期后在主楼筏板上行走50T的汽车吊进行第二、三、四节型钢柱的吊装，型钢柱吊装过程中必须注意以下几点：按照施工方案的要求，现场考虑好吊车的行走路线和钢柱的吊装顺序，避免吊装中发生碰撞；吊装中注意钢柱的临时固定和校正。
2、型钢混凝土结构模板的加固
型钢混凝土组合结构模板的加固与普通钢筋混凝土结构原理基本相同，对于转换层部位仍采用三层荷载传递，不同的是型钢柱与型钢梁必须在型钢上焊加固螺杆，螺杆的直径和间距以及加固的质量尤为关键，必须通过砼侧压力计算后采用。可以采用加固螺杆?12，由现场加工成7字型，一端弯成直角以便与型钢双面焊接，双面焊接长度为5d，另一端根据柱或梁尺寸现场套丝，型钢柱和梁加固螺杆间距均为500mm，施工别注意检查螺杆的加工质量和螺杆与型钢的焊接质量，这是保证砼结构不涨模的关键。
3、建筑型钢混凝土结构施工塔吊的选择与安装
塔吊是建筑工地上的必要设备，也是建筑工程型钢混凝土结构施工的关键设备之一，塔吊的选择决定于建筑物的特点、工地的具体条件、型钢混凝土结构的重量等因素，在塔吊的装拆过程中，一定要遵循安全第一的原则，并且需要考虑塔吊的方便性以及可靠性。对于建筑工程型钢混凝土结构施工来说，最好选择内爬式塔吊，因为如果选择这种塔吊，可以不用加固楼层，并且在选择起重机的问题上，自由性较大。另一方面，采用内爬式塔吊进行型钢混凝土结构高层建筑吊装施工，对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑，为节约成本，优先选用内爬式塔吊进行型钢混凝土结构超高层建筑的施工。
五、结束语
型钢混凝土结构施工技术在当代工程施工中的广泛运用，不仅有效地提高了建筑结构的稳定性和可靠性，还促进了我国建筑行业的发展。因此，在型钢混凝土结构的施工时，必须努力提升施工技术，掌握施工重点和要点，做好质量控制工作。
参考文献
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[2]楚留声，白国良.型钢混凝土框架pushover分析[J].地震工程与工程振动，2009，（02）.
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钢筋混凝土基本原理范文6
关键词；钢筋混凝土 桥梁 病害 分析 维护
路桥的兴建与畅通，促进了人类社会的文化和经济生活的繁荣与发展。但是桥梁一旦发生倒塌事故，就会带来巨大的损失和灾难。近些年，人们已经开始注意到了各种因不同病害造成的桥梁困扰原因。在桥梁工程中，混凝土作为主要的建筑材料而被广泛使用，它一直被认为是非常耐久的材料。近几年来，才逐渐发现它也会像天然石材在一定的条件下被风化变质一样，丧失原有强度而过早损坏，影响其正常使用。遭受病害的桥梁其使用寿命将大大缩短，严重的在建成几年就会出现混凝土保护层剥落、钢筋锈蚀的现象，需要进行病害整治和加固维修。
1、钢筋混凝土桥梁的病害及分析
钢筋混凝土桥梁的常见病害主要有；裂缝、剥离、剥落、蜂窝、漏水、钢筋外露、钢筋锈蚀、承载力不足等。
(1)侵蚀性介质腐蚀侵蚀性介质腐蚀主要包括氯盐的腐蚀和硫酸盐腐蚀等。氯盐的腐蚀是破坏混凝土的重要因素，环境中游离的cl_(包括海水、海风、化冰盐、保温车盐水滴漏等)一旦渗入，将和混凝土中得3caO・2Al2O・33H2O等起反应，生成易溶的Cacl2和大量的结晶水，使体积膨胀好几倍，造成混凝土的破坏，当cl-与钢筋接触，含量达到一定程度时，使该处的PH值迅速下降，钢筋的钝化膜发生破坏，使与完好的钝化膜区域之间构成了电位差，同时，Cl-且有导电作用，可以和Fe2+发生反应生成FeCl2，加速了钢筋的腐蚀。硫酸盐的腐蚀可以出现钙钒石破坏和石膏膨胀破坏。
(2)冻融破坏主要表现在混凝土中存在大量的孔隙和裂缝，水份通过毛细作用进入，当温度降至冰点以下时，孔隙中的水冻结膨胀，使孔壁受压变形，当温度升高冰融化后，使孔壁产生拉力，经过持续的反复冻融，使混凝土发生开裂，裂缝随着冻融次数的增多而增加，并逐渐扩展连接，以致逐渐降低混凝土的强度。
(3)混凝土的碳化在大气环境下，桥梁结构的破坏主要是钢筋的混凝土保护层碳化，碱性降低，混凝土出现裂缝，大气中的氧气和水深入混凝土中到达钢筋表面，并发生化学反应，引起体积膨胀，使混凝土的裂缝加大，最终引起保护层的开裂、剥落。
(4)钢筋的锈蚀钢筋的锈蚀是电化学过程，除受其自身性能影响外，与混凝土的性能和外界环境有着密切的关系，在大气区当裂缝达到0.3mm时，钢筋已经开始腐蚀。钢筋生锈后，使其本身有效截面缩小，生成的氧化铁体积比原来膨胀好几倍，使保护层的混凝土开裂，使有害物质更容易进入混凝土内部，加速对钢筋混凝土的腐蚀。
2、有效的防控措施
(1)混凝土。1)选用适当的补强混凝土或砂浆。被侵蚀松动的混凝土，胶结结构已经遭到破坏，丧失了原有的强度和承载能力。2)提高混凝土的密实度。对于贯通的毛细孔，可以采用新型的渗透结晶型材料通过毛细孔进入混凝土内部，与混凝土本身的某些物质发生反应，生成凝胶，堵塞毛细孔，提高混凝土的密实度，增加抗渗性，从而提高混凝土的抗侵蚀能力和使用寿命。3)适当增加混凝土保护层的厚度。在混凝土耐久性规范中，规定了最小保护层厚度，较原来的钢筋混凝土规范有了很大的提高，这是一条防止混凝土被侵蚀的重要手段，可以将延长有害物质到达钢筋的时间，延缓了钢筋的腐蚀，使钢筋混凝土的有效寿命得到提高。
(2)钢筋尽管混凝土具有较好的抗渗性，但由于施工条件、施工质量的不同以及在运营过程中养护的问题，难以避免存在微小的孔隙和裂缝，使有害物质容易侵入，造成钢筋的腐蚀。对于侵蚀轻微的钢筋混凝土结构，在混凝土基面涂刷阻锈剂，通过渗透进入混凝土中，同时不妨碍混凝土的透气性及水分散发，保护混凝土中的钢筋，防止其进一步锈蚀。阻锈剂的掺入量与有害物质的渗入总量有关，使结构在设计使用寿命内不会因钢筋锈蚀而发生破坏。对于侵蚀严重的钢筋混凝土结构，应该在剔除松动的混凝土后，检查钢筋的锈蚀情况，如钢筋只是表面锈蚀，应作除锈处理后，在钢筋表面涂刷阻锈剂，如果钢筋的有效面积明显减小，应该采用同型号的钢筋进行绑焊。在混凝土补强后，在结构表面再喷涂阻锈剂。
(3)混凝土表面的防护层处于恶劣环境下的混凝土桥梁，应在混凝土表面增设防护层。在海洋及近海环境下，经过对多种混凝土表面防护层进行试验，表明采用防护层保护的混凝土试件在探测深度范围内氯离子的渗入量比无涂层的低7倍以上，氯离子的含量值基本接近混凝土原有的初始浓度。钢筋混凝土结构设计按允许有裂缝设计考虑的，在正常使用状态是存在微小裂缝的，所以表面防护层宜采用渗透结晶型混凝土防水材料，其具有遇湿固化能力，不仅可以在混凝土表面形成一道防水屏障，而且其对混凝土的渗透性强，渗入混凝土中后，其活性物质可与混凝土中的物质进一步反应生成凝胶，堵塞已存在于混凝土中的空隙、裂缝及毛细孔，以增加基层混凝土的密实度，阻止了水和各种侵蚀性介质的渗入。当混凝土出现新的裂缝有水渗入时，在混凝土内部未反应的涂层颗粒还可与混凝土中的物质继续反应生成新的凝胶，对较小的裂缝可实现自身修复。
