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浅谈钢筋混凝土

发布时间: 9/2/2013 3:33:54 PM 浏览次数:2165

[来源:造价一部][作者:张元强][时间:20138月]

 

进入造价行业已有4年左右,在刚入行的那段时间里,“钢筋混凝土”一词让我记忆深刻,我对它是既熟悉又陌生。熟悉是因为它出现的频率较高,经常会接触到;陌生是因为对它还没有一个清晰的概念,就只是知道就是一个物体。下面将网上查到的相关内容,对“钢筋混凝土”做一次集中、简单的介绍。

钢筋混凝土(英语:Reinforced Concrete, Ferroconcrete, RC),工程上常简称为钢筋砼或钢混,是指通过在混凝土中加入钢筋、 钢筋网、钢板或纤维而构成的一种组合材料,两者共同工作从而改善混凝土抗拉强度不足的力学性质,为混凝土加固的一种最常见形式。

混凝土是水泥(通常硅酸盐水泥)与骨料(粗骨料如石块,细骨料如砂子)的混合物。当加入一定量水分的时候,水泥水化形成微观不透明晶格结构从而包裹并锁定骨料成为刚体结构。通常混凝土结构拥有较强的抗压强度(大约28MPa)。但是混凝土的抗拉强度(例如梁的弯曲)较低,任何可察觉的拉应力都会破坏混凝土微观刚体晶格,导致混凝土的开裂和分离。而绝大多数结构构件内部都有受拉应力作用的需求,故未加钢筋的混凝土极少被单独使用于工程。

相较混凝土而言,钢筋抗拉强度非常高,一般在200MPa以上,故通常人们在混凝土中加入钢筋等抗拉的加劲材料与之共同工作,由钢筋承担其中的拉力,混凝土承担压应力部分。在一些小截面构件里,除了承受拉力之外,钢筋同样可用于承受压力,这通常发生在柱子之中。钢筋混凝土构件截面可以根据工程需要制成不同的形状和大小。由于钢筋与混凝土应力传递,与二者的结合长度线性相关。因此在结合长度不足情况下,应该增加钢筋的嵌齿(cog)、钩形(hook)、端部板形(plate)等结构。

同普通混凝土一样,钢筋混凝土在28天后达到设计强度(掺有较多粉煤灰等掺料的混凝土,强度增长较慢,允许另行确定强度检测时间)。

钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先,钢筋与混凝土有着近似相同的热膨胀系数,相同温度下,钢筋和混凝土之间错动很小。其次,混凝土硬化时,水泥与钢筋表面有良好的粘结,使得任何应力可以有效地在二者之间传递;通常钢筋的表面也被加工成粗糙的、有间隔的波纹状肋条(称为螺纹钢)来进一步提高混凝土与钢筋之间的粘结;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。第三,水泥中的碱性物质如氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠提供了碱性环境,使得钢筋表面形成了一层钝化保护膜,因此比中性与酸性环境的钢筋更不易腐蚀。一般说来,pH值在11以上的环境才能有效保护钢筋不被锈蚀;暴露于空气之中,由于受到二氧化碳酸化作用,钢筋混凝土的pH值缓慢降低,当低于10,钢筋就要受到锈蚀。因而工程施工中需保证保护层厚度。

钢筋混凝土中的受力筋含量通常很少,从占构件截面面积的1%(多见于梁、板)至 6%(多见于柱)。钢筋的截面为圆型。钢筋的直径在美国从0.251英尺,每级1/8英尺递增;在欧洲从830毫米,每级2毫米递增;在中国大陆从340毫米,共分为19等。在美国,根据钢筋中含碳量,分成40钢与60钢两种。后者含碳量更高,且强度和刚度较高,但难于弯曲。在腐蚀环境中,电镀、外涂环氧树脂、和不锈钢材质的钢筋亦有使用。

 

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