題目：鋼筋混凝土結構利弊所屬系別專業(yè)班級指導教師Materialofsteelandconcrete,thephysicalmechanicalpropertiesisnotthescaneffectivelycombinetogethertowork,mainlybyexistsbetweentheforce,deformationunderloading.Furthermore,thesetwokindsofmaterialtemperaturelinearexpansioncoefficientcloseto,inadditiontconcretereinforcedconcretebetween,asaproteccorrosionandimprovethefireperformancecomponent.Alongdevelopmentofourcityprocess,thescopeofapplicationoftheconcrrapidly,inthelong-termadversenaturalenvirquirements,meefpoordurabilityanddestroyed,thispapermainlystudiestdisadvantagesofreinforcedcofconstruction;becauseofreinforcedconcretecomponentscrackscomponents;forcrackstotheuseandenvironmentalconditions.Thispaperbrieflyintrodconcept,characteristics,classificationofreinforcedconcrete.Analysisofthecauseofcrack,researchthemainpreventivem 2鋼筋混凝土簡介 12.1鋼筋混凝土概念 12.2鋼筋混凝土材料特性及原理 22.3鋼筋混凝土結構的優(yōu)缺點 33鋼筋混凝土裂縫分析 4鋼筋混凝土裂縫原因 4.1溫度引起的裂縫 54.1.1溫度原因 54.1.2特征 64.1.3易發(fā)生關鍵的部位 64.1.4預防措施 64.2塑性收縮引起的裂縫 74.2.1收縮裂縫的原因 74.2.2特征 8 95基礎導致的裂縫 6鋼筋腐蝕引起的裂縫 7鋼筋混凝土裂縫的控制與防治措施 7.1大體積鋼筋混凝土的裂縫控制 7.1.1在設計方面 7.1.2在施工方面 7.2.1分析引起裂縫的可能原因 參考文獻 1引言點、設計要求，預估可能出現(xiàn)的不利情況和風險，立足當?shù)卦牧?然后采用科2鋼筋混凝土簡介2.1鋼筋混凝土概念防火性能。鋼筋混凝土的發(fā)明出現(xiàn)在近代，通常為人認為發(fā)明于1848年。1868年一個法國園丁，獲得了包括鋼筋混凝土花盆，以及緊隨其后應用于公路護欄的鋼筋混凝土梁柱的專利。1872年，世界第一座鋼筋混凝土結構的建筑在美國2紐約落成，人類建筑史上一個嶄新的紀元從此開始，鋼筋混凝土結構在1900年之后在工程界方得到了大規(guī)模的使用。1928年，一種新型鋼筋混凝土結構形式預應力鋼筋混凝土出現(xiàn)，并于二次世界大戰(zhàn)后亦被廣泛地應用于工程實踐。鋼筋混凝土的發(fā)明以及19世紀中葉鋼材在建筑業(yè)中的應用使高層建筑與大跨度橋梁的建造成為可能。鋼筋混凝土是當今最主要的建筑材料之一，但它的發(fā)明者既不是工程師，也不是建筑材料專家，而是一位法國名叫莫尼埃的園藝師。莫尼埃有個很大的花園，一年四季開著美麗的鮮花，但是花壇經常被游客踏碎。為此，莫尼埃常想：“有什么辦法可使人們既能踏上花壇，又不容易踩碎呢?”有一天，莫尼埃移栽花時，不小心打碎了一盆花，花盆摔成了碎片，花根四周的土卻僅僅包成一團。“噢!花木的根系縱橫交錯，把松軟的泥土牢牢地連在了一起!”他從這件事上得到啟發(fā)，將鐵絲仿照花木根系編成網狀，然后和水泥、砂石一起攪拌，做成花壇，果然十分牢固。由于鋼筋混凝土結構合理地利用了鋼筋和混凝土兩者性能特點，可形成強度較高，剛度較大的結構，其耐久性和防火性能好，可模性好，結構造型靈活，以及整體性、延性好，適用于抗震結構等特點，因而在建筑結構及其他土木工程中得到廣泛應用。2、鋼筋混凝土分類按施工方法分為：現(xiàn)澆式、裝配式或裝配整體式、現(xiàn)澆鋼筋鋼筋混凝土樓板?，F(xiàn)澆鋼筋鋼筋混凝土樓板：在施工現(xiàn)場通過支模，綁扎鋼筋，澆筑鋼筋混凝土，養(yǎng)護等工序而成型的樓板。優(yōu)點：整體性好，抗震能力強，形狀可不規(guī)則，可預留孔洞，布置管線方便。缺點：模板，用量大，施工速度慢。預制裝配式鋼筋鋼筋混凝土樓板：在預制廠或施工現(xiàn)場預制。缺點：樓板的整性差，板縫嵌固不好時易出現(xiàn)通長裂縫。裝配整體式鋼筋鋼筋混凝土樓板：部分構件預制→現(xiàn)場安裝→整體現(xiàn)澆。2.2鋼筋混凝土材料特性及原理1、鋼筋混凝土材料特性混凝土是水泥(通常硅酸鹽水泥)與骨料的混合物。當加入一定量水分的時候，鋼筋鋼筋混凝土水泥水化形成微觀不透明晶格結構從而包裹和結合骨料成為整體結構。通?；炷两Y構擁有較強的抗壓強度(大約3,000磅/平方英寸，3532、鋼筋混凝土結構原理的優(yōu)勢，共同抵抗外力的作用，提高混凝土梁、板的承載能力鋼筋混凝土結構混凝土與鋼筋之間產生了粘結力。它由分子力(膠合力)、摩阻力和機械咬合力向剪力。2.3鋼筋混凝土結構的優(yōu)缺點1、優(yōu)點4良好的耐久性.不像俐結構那樣需要經常地保養(yǎng)和維護；耐火性好。棍凝土為不良導熱體，當火災發(fā)生時，混凝土不會像木結構那樣迅速燃燒，也不會像鋼結構那樣很快軟化而破壞，因此，混凝土結構具有更好的耐火性。整體性好?，F(xiàn)澆或裝配整體式訛凝土結構其有良好的整體性，其剛度較大，有利于抵抗地展作用或強烈爆炸時沖擊波的作用?？赡Ｐ院??；炷两Y構可根據需要澆筑成任何形狀.有利于建筑造型。就地取材?；炷恋闹饕煞?如砂和石均可就地取材。另外，還可有效利用礦造、粉煤灰等工業(yè)廢料。節(jié)約鋼材。鋼筋混凝土結構合理地發(fā)揮了鋼筋和混凝土兩種材料的性能。與鋼結構相比.可以節(jié)約鋼材并降低造價。2、缺點自重大。在負擔相同荷重的悄況下，混凝土結構的截面尺寸和自重都比鋼結構大，這對大跨結構、高層建筑結構都是不利的。另外，自重大會使結構地震作用增大，對抗震也不利?？沽研圆?。由于混凝土的抗拉強度很低。因此在正常使用條件下鋼筋混凝土構件截面的受拉區(qū)都處于開裂狀態(tài)，如果裂縫過寬，則會影響結構的耐久性和應用范圈。需用模板?；炷两Y構的制作，需用模板予以成型。如果采用木模板，則可重復使用的次數(shù)減少，從而增加工程造價。混凝土結構施工工序復雜，周期較大，且受季節(jié)和氣候的影響較大。混凝土的耐久性是指混凝土結構在實際使用條件下抵抗破壞因素的作用，長期保持強度和外觀完整性的能力。目前有大量的混凝土結構由于受到各種各樣的破壞，致使耐久性失效，最終達不到預定的使用年限。混凝土是當代最主要的土木工程材料之一。它不僅具有原料豐富，價格低廉，生產工藝簡單的特點，同時還具有抗壓強度高，強度等級范圍寬的特點，這些特點使其用量越來越大，使用范圍越來越廣，不僅在各種土木工程中使用，就是在機械工業(yè)、海洋的開發(fā)等建筑工程中，混凝土也是重要的材料。鋼筋混凝土最主要當然與其材料：也就是鋼筋和混凝土有關啦，其中鋼筋的5①大體積鋼筋混凝土溫度變化引起的裂縫②由于鋼筋混凝土塑性收縮引起的裂縫③鋼筋混凝土早期凍脹引起的裂縫④結構基礎不均勻沉陷引起的裂縫⑤鋼筋腐蝕引起的裂縫⑥施工工藝質量引起的裂縫縫、鋼筋混凝土早期凍脹引起的裂縫基本為45d內發(fā)生的屬于早期裂縫。根據國外有關的調查資料表明，鋼筋混凝土早期裂縫占裂縫起因的80%,因此，我們有4.1.1溫度原因6太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。溫度應力可以達到甚至超出荷載應力。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是它將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有：年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工時施工措施不當、混凝土驟冷驟熱、內外溫度不均等等。4.1.2特征溫度裂縫是粗裂縫產生的重要原因，一般出現(xiàn)在配筋薄弱處。大體積的鋼筋混凝土結構在拆模后，突然遇到短期內大幅度的溫度降低，使結構內外有很大溫差，引起較大的溫度應力，從而使鋼筋混凝土開裂。由于溫度引起的內應力及約束應力的大小與溫度有關，特別是與晝夜間的變化關系最大，結構上嚴重損壞的裂縫往往發(fā)生在氣候條件最差的時候。溫度應力也與結構所處的地理位置有關。例如，處于比較穩(wěn)定的海洋氣候中的結構要比處于大陸氣候中的結構有利一些。4.1.3易發(fā)生關鍵的部位①在箱形橋梁中，當橋面的溫度與底板溫度有較大差別時，箱形梁腹板處容易開裂。此時，若底板較薄，則腹板上部易開裂；若底板較厚，則腹板下部易開裂，且厚腹板比薄腹板更容易出現(xiàn)裂縫，因為它對底板的溫度變形有更大的阻力。②薄構件與厚構件相連之處易發(fā)生裂縫，這是因為薄構件比厚構件溫度變化快，因而收縮也快容易受到拉應力。③施工縫由于新老混凝土之間幾乎不能承受抗拉強度，故在錨固區(qū)的施工縫易產生裂縫。④在受力筋拼接縫處及相鄰一段區(qū)域內由于鋼筋混凝土的局部變形，也會出現(xiàn)裂縫。⑤澆注大體積鋼筋混凝土時，由于鋼筋混凝土內外溫差過大(超過25℃),容易引起較大的溫度應力，當鋼筋混凝土的溫度應力超過其抗拉強度時，鋼筋混凝土即會開裂。此外，鋼筋混凝土在降溫收縮時，由于受約束內部產生拉應力，當鋼筋混凝土的溫度應力超過其抗拉強度時，鋼筋混凝土也容易開裂。4.1.4預防措施(1)混凝土中盡量摻加混凝土摻合料，如粉煤灰或礦粉。7(2)減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。(3)降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。(4)改善骨料級配，采用摻加粉煤灰或高效減水劑等來方法減少水泥用量，降低水化熱。(5)改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的“三冷技術”的基礎上采用“二次風冷”新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。(6)在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。(7)高溫季節(jié)澆筑時可以采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。(8)在大體積混凝土內部設置冷卻管道，通冷水或者冷氣冷卻，減小混凝土的內外溫差。(9)加強混凝土溫度的監(jiān)控，使大體積混凝土的內外溫差盡量小于25℃。(10)預留溫度收縮縫。(11)減小約束，澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。(12)加強混凝土養(yǎng)護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護，適當延長養(yǎng)護時問，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應設置保溫措施，以防止寒潮襲擊。(13)混凝土中配置少量的鋼筋或者摻人纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內。4.2塑性收縮引起的裂縫4.2.1收縮裂縫的原因鋼筋混凝土在凝結硬化過程中產生體積變化，當鋼筋混凝土產生收縮而結構又受到約束時，就可能產生收縮裂縫。與溫度應力相比，收縮裂縫僅起到次要作用。由于收縮引起的應力一般只相當溫度引起應力的10%～30%。根據裂縫產生機理的不同，收縮裂縫又可分為化學收縮、干燥收縮、塑性收縮、自收縮、碳化收縮裂縫等。①化學收縮指隨著水泥不斷水化，固相體積增加，但水泥一水體系的絕對體8積減少?；瘜W收縮與水泥中C3A和S03含量有關，摻用的礦物用量越大，活性越高，化學收縮越大。②干燥收縮是指鋼筋混凝土養(yǎng)護完成后，在不飽和的空氣中失去內部毛細孔和凝膠孔的吸附水而發(fā)生的不可逆收縮，它不同于干濕交替引起的可逆收縮。隨著相對溫度的降低，水泥漿體的干縮增大。鋼筋混凝土的水灰比和水化程度、水泥的組成和用量、細摻料和外加劑、集料的品種和用量等十影響干縮的主要因素。③塑性收縮是指塑性階段的鋼筋混凝土因表面失水而產生的收縮。鋼筋混凝土在新拌狀態(tài)下，拌合物種顆粒間充滿水，若養(yǎng)護不足，表面失水速度超過內部水向表面遷移的速率，就會造成毛細管中產生負壓，使?jié){體產生收縮，影響鋼筋混凝土塑性收縮開裂的內部因素是水灰比、細摻料、鋼筋混凝土的溫度、凝結時間等；外部因素是風速、環(huán)境溫度、相對濕度等?？刂扑苄允湛s最有效的方法是終凝前保持鋼筋混凝土表面的濕潤，如在鋼筋混凝土表面覆蓋塑料薄膜，噴灑養(yǎng)護劑等。④自收縮鋼筋混凝土內部相對濕度隨水泥水化的進尺而降低，造成毛細孔中的水分不飽和而產生壓力差，當壓力差為負值時，引起鋼筋混凝土的自收縮。對水灰比較高的普通鋼筋混凝土，自收縮可以忽略。鋼筋混凝土自收縮的大小與水灰比、細摻料的活性、水泥細度等因素有關。4.2.2特征鋼筋混凝土的收縮裂縫一般從鋼筋混凝土表層開始向深處發(fā)展，有時會在鋼筋混凝土保養(yǎng)層出現(xiàn)環(huán)向裂縫。鋼筋混凝土的干縮裂縫常出現(xiàn)在鋼筋鋼筋混凝土薄腹梁，有較高較窄的橫截面的腹壁上，且一般出現(xiàn)在梁中段的腹壁中部，沿梁垂直方向排列，裂縫中間寬大，兩端漸窄，上不到頂，下不到底，呈“棗核”形。干縮裂縫最顯著的特征是與荷載無關，常在無外荷載的作用下開裂，且裂縫比較穩(wěn)定。即一旦出現(xiàn)裂縫，若沒有其它影響，裂縫寬度不會再有太大變化，這一點與溫度裂縫有明顯不同。a、特點：大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有任何規(guī)律。b、成因主要包括：塑性收縮、縮水收縮、自生收縮和碳化收縮，其中塑性收縮和縮水收縮(干縮)是引起混凝土體積變形的主要原因。9貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長15～30ram,較長的裂縫可達20～30cm,寬1～5mm。抗其本身收縮，因此產生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰4.2.3措施強混凝土的早期養(yǎng)護，并適當延長混凝土的養(yǎng)護時間。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護。三是在混凝土結構中設置合適的收縮縫。5基礎導致的裂縫由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂?；A不均勻沉降的主要原因有：(1)地質勘察精度不夠、試驗資料不準。在沒有充分掌握地質情況就設計、施工，這是造成地基不均勻沉降的主要原因。(2)地基地質差異太大。建造在山區(qū)溝谷的橋梁，河溝處的地質與山坡處變化較大，河溝中甚至存在軟弱地基，地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降。(3)結構荷載差異太大。在地質情況比較一致條件下，各部分基礎荷載差異太大時，有可能引起不均勻沉降，例如高填土箱形涵洞中部比兩邊的荷載要大，中部的沉降就要比兩邊大，箱涵可能開裂。(4)結構基礎類型差別大。同一聯(lián)橋梁中，混合使用不同基礎如擴大基礎和樁基礎，或同時采用樁基礎但樁徑或樁長差別大時，或同時采用擴大基礎但基底標高差異大時，也可能引起地基不均勻沉降。(5)修建的高速公路左右半幅橋梁，新建橋梁荷載或基礎處理時引起地基土重新固結，均可能對原有橋梁基礎造成較大沉降。(6)地基凍脹。在低于零度的條件下含水率較高的地基土因冰凍膨脹；一旦溫度回升，凍土融化，地基下沉。因此地基的冰凍或融化均可造成不均勻沉降。(7)橋梁基礎置于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質時，可能造成不均勻(8)橋梁建成以后，原有地基條件發(fā)生變化。6鋼筋腐蝕引起的裂縫(1)鋼筋銹蝕的原因鋼筋銹蝕的原因有兩個方面：一是鋼筋保護層的碳化，其碳化的原因是混凝土不密實，抗?jié)B性能不足。硬化的混凝土，由于水泥水化，生成氫氧化鈣，故顯堿性，pH值>12,此時鋼筋表面生成一層穩(wěn)定、致密、鈍化的保護膜，使鋼筋低，甚至消失，稱其為混凝土的碳化。當混凝土的pH值<12時，鋼筋的鈍化膜就不穩(wěn)定，當pH值<n.5時，鋼筋的鈍化保護膜就遭破壞，鋼筋的銹蝕便開始進行；二是氯離子的含量。據有關試驗證明，即便是pH值較高的溶液(如pH值>13),只要有4～6mg/L的氯離子含量，就足可以破壞鋼筋的鈍化膜，使鋼筋(2)鋼筋銹蝕產生裂縫原因分析氣和水分發(fā)生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2~4倍，從而對周(3)鋼筋銹蝕的預防措施泥重量的25%左右，但在拌制混凝土時，為了獲的必要的流動性，滿足施工要求，常用較多的水，即較大的水灰比w/c.當混凝土硬化后，多余的水就會蒸發(fā)為越細，凝結越快，泌水越少，抗?jié)B性能越好。水泥標號一般不低于425號；并0.4mm左右的河砂，含泥量<3%,并含適量的粉砂；選用粗骨料，除大體積外，一般情況下粒徑5～30mm為宜，最大粒徑不超過40mm.含泥量<1%,要求組織護，時間不得少于14d,以保證水泥正常水化，增加密實度，提高抗?jié)B性。⑤防收縮裂縫、沉降裂縫采取的措施有：除以上提到的1～4項外，混凝土攪拌時間時間為10～15s/次，混凝土初凝前要抹平，終凝前要壓光，壓光后要及時用濕摻合料(如粉煤灰、礦渣微粉等)。在一定范圍內，活性摻合料對水泥的代用量程結構實際承載的情況，用56d、90d的抗壓強度代替28d的抗壓強度做為設計強度。如充分利用混凝土的后期強度，可使每方混凝土少用水泥約50kg,則混凝土溫度可降低約5℃,可減少混凝土溫度裂縫。再就是在大體積混凝土里加入7鋼筋混凝土裂縫的控制與防治措施7.1.1在設計方面鋼筋混凝土表面由溫差、收縮引起的應變能均勻分布，當配率為1%～2%時，收縮可減少30%～50%。設計上要避免在結構斷面處產生應力集中。同時，在鋼筋7.1.2在施工方面7.2工程實例北宋莊大橋位于保定至阜平高速公路曲陽境內，橋梁全長497.0m,上部構重力式U型臺，以12#臺為例介紹施工過程中的裂縫情況。北宋莊大橋12#臺為重力式U型橋臺，橋臺混凝土設計強度等級為C25,配結束后專人24小時養(yǎng)護，養(yǎng)護期限為14天，養(yǎng)護期間逐漸發(fā)現(xiàn)臺身、臺背出現(xiàn)測裂縫寬度大致在0.3～2.0mm,長度在1.0～1.5m左右，結構施工采用組合鋼模，型鋼加勁，半幅一次性澆筑，澆筑時間約25小時，施工時最高氣溫為28℃。由于方量大，橋