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摘 要 本文结合钢筋混凝土的发展现状,通过分析钢筋混凝土结构或构件的优缺点,找出了目前钢筋混凝土施工过程中存在的问题,针对性的提出了注意事项,为广大同行提供参考。
关键词 钢筋混凝土;优缺点;注意事项
中图分类号 TU375 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)121-0205-01
钢筋混凝土是目前土木和水利工程中应用最广泛的一种建筑材料。从其发明至今,经过了100多年,随着现代新技术、新工艺、新设备的发展和利用,可以按照预定性能设计和制作混凝土。但是目前混凝土人才相对比较缺乏,很多人对其特性及施工了解的不是很清楚,在这里和大家一起探讨一下。
1 混凝土与钢筋混凝土的概念
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木和水利工程。
钢筋混凝土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,被广泛应用于土木和水利工程结构中。按施工方法可分为现浇式、装配式和装配整体式钢筋混凝土。
2 钢筋混凝土的优缺点
钢筋混凝土结构的优点很多,我归纳了一下,主要有以下几个方面:
1)钢筋混凝土结构能合理地利用钢筋和混凝土两种材料的特性。通常混凝土结构拥有较强的抗压强度(大约28 MPa),但是抗拉强度(例如梁的弯曲)较低,而钢筋抗拉强度非常高,一般在200 MPa以上,在混凝土中加入钢筋等抗拉材料与之共同工作,由钢筋承担其中的拉力,混凝土承担压应力部分,可以提高结构的力学性能。
2)整体性好:现浇钢筋混凝土结构由于充分利用了钢筋的抗拉性和混凝土的抗压性,因此整体性较好,具有良好的抗震、抗爆和抗振动的性能。
3)耐久性好:现浇钢筋混凝土结构具有很好的耐久性,可以满足设计使用年限的要求,且正常使用条件下不需要经常性的保养和维修。
4)耐火性好:钢筋混凝土结构与钢结构相比具有较好的耐火性。
5)可模性好:新拌和的混凝土是可塑的,故可根据需要设计制成各种形状和尺寸的结构或构件。
6)易于就地取材:钢筋混凝土结构所用的砂、石等材料易于就地取材,且可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废渣,有利于保护环境。
结合钢筋和混凝土各自的材料和力学特性,我们不难发现钢筋混凝土结构具有以下几个方面的缺点:
1)自重大。钢筋混凝土的重力密度约为25 kN/m3,比砌体和木材的重度都大。尽管钢筋混凝土比钢材的重度小,但结构的截面尺寸较大,因而其自重远远超过相同跨度或高度的钢结构的重量。
2)抗裂性差。如前所述,混凝土的抗拉强度很低,因此,普通钢筋混凝土结构经常带裂缝工作。有的裂缝会明显影响梁的承载能力,使梁的刚度大大降低,构件趋向破坏。当裂缝数量较多和开展较宽时,还将给人造成一种不安全感。有的裂缝不一定会使结构发生破坏,但是它影响结构的耐久性和美观。
3)性质脆。混凝土的脆性随混凝土强度等级的提高而加大。
3 钢筋混凝土结构存在的问题
在我国,钢筋混凝土结构是目前应用最多的一种结构形式,结合行业内发展的现状来看,施工中主要存在以下几个方面的问题:
1)钢筋锈蚀和混凝土的冻融破坏影响钢筋混凝土结构的安全。由于露天淋雨或者环境潮湿等原因,钢筋会发生锈蚀现象,当钢筋锈蚀时,锈迹扩展,使混凝土开裂并使钢筋与混凝土之间的结合力丧失,严重影响结构或构件的力学性能。当水穿透混凝土表面进入内部时,受冻凝结的水分体积膨胀,经过反复的冻融循环作用,在微观上使混凝土产生裂缝并且不断加深,从而使混凝土压碎并对混凝土造成永久性不可逆的损伤。钢筋锈蚀与混凝土的冻融循环会对破坏混凝土的结构造成损伤。
2)容易出现裂缝,裂缝影响结构的美观和安全。由于材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等,钢筋混凝土结构或构件中容易出现裂缝,这是的一种普遍现象,也是钢筋混凝土结构施工中需要分析调查积极应对的一种状况。
3)管理水平和施工技术不配套。俗话说,管理出效益。但是,就目前的技术水平和管理水平相比较,管理相对滞后于技术的发展。
4 钢筋混凝土结构或构件施工应该注意的事项
针对目前存在的上述问题,我觉得现浇混凝土施工中应该注意以下几个方面:
1)优化配合比,根据需要设计合理的配合比,保证混凝土的强度等各项性能满足结构或构件的需要。
2)严把质量关,按照相关规范要求,做好钢筋的防锈除锈及混凝土的抗冻防冻工作。采用PDCA(即计划、实施、检查和处置)的方法,对钢筋及其他的材料的采购、运输、存放及使用,都制定严格的管理制度,来确保工程的质量。北方寒冷及高寒地区,要严格按照相关规范的要求,冬季做好混凝土的保温工作,不能施工的时候要停工,以免现浇混凝土被冻坏。只有加强了对决定和影响工程质量的所有因素的控制,认真把住每个环节,才能创造出优质工程。
3)找准成因,控制裂缝,加固补强,满足结构或构件的安全需要。引起混凝土产生裂缝的原因有很多,通过工程实践和经验总结,我发现大概有以下几个方面:混凝土尚处于未完全硬化状态时,在表面易产生不规则且宽度较小的收缩裂缝;水泥在水化及硬化过程中,散发大量热量,使砼内外部产生温差,因收缩不一致而产生裂缝;水泥在硬化期间,砼表面与内部温差较大,导致砼表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,出现温度裂缝;设计不周全而产生结构裂缝;施工过程中由于砼标号偏低、受力钢筋截面偏小、截面尺寸不符合设计或者施工不当等形成裂缝;在使用过程中,改变原来使用功能,使用不当等也会出现裂缝。了解了裂缝的成因,就目前的技术来讲,可以采用一些措施和方法进行预防和补救,目前常用的方法有:表面修补法、充填法、注入法、钢箍加固法、粘贴加固法、梁的三面或四面加做围套法、梁的单面加大截面法等,应该根据具体的裂缝成因选择合适的
方法。
4)完善管理体系和制度,加强施工管理和监督。只有靠正规化的管理,加强建设质量与安全监管,督促项目法人、施工企业、监理单位、质量与安全监管部门按分工切实履行好各自职责,才能保证工程的成功实施。
5)科学技术与工程实践相结合,积极研发新技术,设计研究出满足适合需要的新品种,提高现浇钢筋混凝土的质量。目前,在工程实践中,人们已经实验研究出一些克服混凝土缺点的有效措施:为了克服钢筋混凝土自重大的缺点,研究出许多质量轻、强度高的混凝土和强度很高的钢筋;为了克服普通钢筋混凝土容易开裂的缺点,可以对它施加预应力;为了克服混凝土的脆性,可以在混凝土中掺入纤维(如钢纤维、玻璃纤维和碳纤维等),做成纤维混凝土等等。随着人们对结构需求的增加,对混凝土的技术要求的也在不断提高,所以,研发新技术任重而道远,必须与具体的工程实践和应用相结合。
5 结束语
钢筋混凝土结构或构件在我们的生活和生产中应用十分广泛,随着科学技术的不断发展,我相信,一定会有更好更先进的技术来适应和满足人们对结构构件的要求,这就要求我们每一个工程技术人员在自己的工作过程中不断实践不断探索不断改进!
参考文献
[1]汪在芹,李家正,周世华,石妍.冻融循环过程中混凝土内部微观结构的演变[J].[2]浅谈普通现浇钢筋混凝土结构[J].
[3]浅谈现浇钢筋混凝土结构裂缝原因分析及防治[J].
关键词 钢筋混凝土;优缺点;注意事项
中图分类号 TU375 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)121-0205-01
钢筋混凝土是目前土木和水利工程中应用最广泛的一种建筑材料。从其发明至今,经过了100多年,随着现代新技术、新工艺、新设备的发展和利用,可以按照预定性能设计和制作混凝土。但是目前混凝土人才相对比较缺乏,很多人对其特性及施工了解的不是很清楚,在这里和大家一起探讨一下。
1 混凝土与钢筋混凝土的概念
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木和水利工程。
钢筋混凝土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,被广泛应用于土木和水利工程结构中。按施工方法可分为现浇式、装配式和装配整体式钢筋混凝土。
2 钢筋混凝土的优缺点
钢筋混凝土结构的优点很多,我归纳了一下,主要有以下几个方面:
1)钢筋混凝土结构能合理地利用钢筋和混凝土两种材料的特性。通常混凝土结构拥有较强的抗压强度(大约28 MPa),但是抗拉强度(例如梁的弯曲)较低,而钢筋抗拉强度非常高,一般在200 MPa以上,在混凝土中加入钢筋等抗拉材料与之共同工作,由钢筋承担其中的拉力,混凝土承担压应力部分,可以提高结构的力学性能。
2)整体性好:现浇钢筋混凝土结构由于充分利用了钢筋的抗拉性和混凝土的抗压性,因此整体性较好,具有良好的抗震、抗爆和抗振动的性能。
3)耐久性好:现浇钢筋混凝土结构具有很好的耐久性,可以满足设计使用年限的要求,且正常使用条件下不需要经常性的保养和维修。
4)耐火性好:钢筋混凝土结构与钢结构相比具有较好的耐火性。
5)可模性好:新拌和的混凝土是可塑的,故可根据需要设计制成各种形状和尺寸的结构或构件。
6)易于就地取材:钢筋混凝土结构所用的砂、石等材料易于就地取材,且可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废渣,有利于保护环境。
结合钢筋和混凝土各自的材料和力学特性,我们不难发现钢筋混凝土结构具有以下几个方面的缺点:
1)自重大。钢筋混凝土的重力密度约为25 kN/m3,比砌体和木材的重度都大。尽管钢筋混凝土比钢材的重度小,但结构的截面尺寸较大,因而其自重远远超过相同跨度或高度的钢结构的重量。
2)抗裂性差。如前所述,混凝土的抗拉强度很低,因此,普通钢筋混凝土结构经常带裂缝工作。有的裂缝会明显影响梁的承载能力,使梁的刚度大大降低,构件趋向破坏。当裂缝数量较多和开展较宽时,还将给人造成一种不安全感。有的裂缝不一定会使结构发生破坏,但是它影响结构的耐久性和美观。
3)性质脆。混凝土的脆性随混凝土强度等级的提高而加大。
3 钢筋混凝土结构存在的问题
在我国,钢筋混凝土结构是目前应用最多的一种结构形式,结合行业内发展的现状来看,施工中主要存在以下几个方面的问题:
1)钢筋锈蚀和混凝土的冻融破坏影响钢筋混凝土结构的安全。由于露天淋雨或者环境潮湿等原因,钢筋会发生锈蚀现象,当钢筋锈蚀时,锈迹扩展,使混凝土开裂并使钢筋与混凝土之间的结合力丧失,严重影响结构或构件的力学性能。当水穿透混凝土表面进入内部时,受冻凝结的水分体积膨胀,经过反复的冻融循环作用,在微观上使混凝土产生裂缝并且不断加深,从而使混凝土压碎并对混凝土造成永久性不可逆的损伤。钢筋锈蚀与混凝土的冻融循环会对破坏混凝土的结构造成损伤。
2)容易出现裂缝,裂缝影响结构的美观和安全。由于材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等,钢筋混凝土结构或构件中容易出现裂缝,这是的一种普遍现象,也是钢筋混凝土结构施工中需要分析调查积极应对的一种状况。
3)管理水平和施工技术不配套。俗话说,管理出效益。但是,就目前的技术水平和管理水平相比较,管理相对滞后于技术的发展。
4 钢筋混凝土结构或构件施工应该注意的事项
针对目前存在的上述问题,我觉得现浇混凝土施工中应该注意以下几个方面:
1)优化配合比,根据需要设计合理的配合比,保证混凝土的强度等各项性能满足结构或构件的需要。
2)严把质量关,按照相关规范要求,做好钢筋的防锈除锈及混凝土的抗冻防冻工作。采用PDCA(即计划、实施、检查和处置)的方法,对钢筋及其他的材料的采购、运输、存放及使用,都制定严格的管理制度,来确保工程的质量。北方寒冷及高寒地区,要严格按照相关规范的要求,冬季做好混凝土的保温工作,不能施工的时候要停工,以免现浇混凝土被冻坏。只有加强了对决定和影响工程质量的所有因素的控制,认真把住每个环节,才能创造出优质工程。
3)找准成因,控制裂缝,加固补强,满足结构或构件的安全需要。引起混凝土产生裂缝的原因有很多,通过工程实践和经验总结,我发现大概有以下几个方面:混凝土尚处于未完全硬化状态时,在表面易产生不规则且宽度较小的收缩裂缝;水泥在水化及硬化过程中,散发大量热量,使砼内外部产生温差,因收缩不一致而产生裂缝;水泥在硬化期间,砼表面与内部温差较大,导致砼表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,出现温度裂缝;设计不周全而产生结构裂缝;施工过程中由于砼标号偏低、受力钢筋截面偏小、截面尺寸不符合设计或者施工不当等形成裂缝;在使用过程中,改变原来使用功能,使用不当等也会出现裂缝。了解了裂缝的成因,就目前的技术来讲,可以采用一些措施和方法进行预防和补救,目前常用的方法有:表面修补法、充填法、注入法、钢箍加固法、粘贴加固法、梁的三面或四面加做围套法、梁的单面加大截面法等,应该根据具体的裂缝成因选择合适的
方法。
4)完善管理体系和制度,加强施工管理和监督。只有靠正规化的管理,加强建设质量与安全监管,督促项目法人、施工企业、监理单位、质量与安全监管部门按分工切实履行好各自职责,才能保证工程的成功实施。
5)科学技术与工程实践相结合,积极研发新技术,设计研究出满足适合需要的新品种,提高现浇钢筋混凝土的质量。目前,在工程实践中,人们已经实验研究出一些克服混凝土缺点的有效措施:为了克服钢筋混凝土自重大的缺点,研究出许多质量轻、强度高的混凝土和强度很高的钢筋;为了克服普通钢筋混凝土容易开裂的缺点,可以对它施加预应力;为了克服混凝土的脆性,可以在混凝土中掺入纤维(如钢纤维、玻璃纤维和碳纤维等),做成纤维混凝土等等。随着人们对结构需求的增加,对混凝土的技术要求的也在不断提高,所以,研发新技术任重而道远,必须与具体的工程实践和应用相结合。
5 结束语
钢筋混凝土结构或构件在我们的生活和生产中应用十分广泛,随着科学技术的不断发展,我相信,一定会有更好更先进的技术来适应和满足人们对结构构件的要求,这就要求我们每一个工程技术人员在自己的工作过程中不断实践不断探索不断改进!
参考文献
[1]汪在芹,李家正,周世华,石妍.冻融循环过程中混凝土内部微观结构的演变[J].[2]浅谈普通现浇钢筋混凝土结构[J].
[3]浅谈现浇钢筋混凝土结构裂缝原因分析及防治[J].