[來源:造價(jià)一部][作者:張?jiān)獜?qiáng)][時(shí)間:2013年8月]
進(jìn)入造價(jià)行業(yè)已有4年左右,在剛?cè)胄械哪嵌螘r(shí)間里,“鋼筋混凝土”一詞讓我記憶深刻,我對它是既熟悉又陌生。熟悉是因?yàn)樗霈F(xiàn)的頻率較高,經(jīng)常會(huì)接觸到;陌生是因?yàn)閷λ€沒有一個(gè)清晰的概念,就只是知道就是一個(gè)物體。下面將網(wǎng)上查到的相關(guān)內(nèi)容,對“鋼筋混凝土”做一次集中、簡單的介紹。
鋼筋混凝土(英語:Reinforced Concrete, Ferroconcrete, RC),工程上常簡稱為鋼筋砼或鋼混,是指通過在混凝土中加入鋼筋、 鋼筋網(wǎng)、鋼板或纖維而構(gòu)成的一種組合材料,兩者共同工作從而改善混凝土抗拉強(qiáng)度不足的力學(xué)性質(zhì),為混凝土加固的一種最常見形式。
混凝土是水泥(通常硅酸鹽水泥)與骨料(粗骨料如石塊,細(xì)骨料如砂子)的混合物。當(dāng)加入一定量水分的時(shí)候,水泥水化形成微觀不透明晶格結(jié)構(gòu)從而包裹并鎖定骨料成為剛體結(jié)構(gòu)。通?;炷两Y(jié)構(gòu)擁有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度(大約28MPa)。但是混凝土的抗拉強(qiáng)度(例如梁的彎曲)較低,任何可察覺的拉應(yīng)力都會(huì)破壞混凝土微觀剛體晶格,導(dǎo)致混凝土的開裂和分離。而絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部都有受拉應(yīng)力作用的需求,故未加鋼筋的混凝土極少被單獨(dú)使用于工程。
相較混凝土而言,鋼筋抗拉強(qiáng)度非常高,一般在200MPa以上,故通常人們在混凝土中加入鋼筋等抗拉的加勁材料與之共同工作,由鋼筋承擔(dān)其中的拉力,混凝土承擔(dān)壓應(yīng)力部分。在一些小截面構(gòu)件里,除了承受拉力之外,鋼筋同樣可用于承受壓力,這通常發(fā)生在柱子之中。鋼筋混凝土構(gòu)件截面可以根據(jù)工程需要制成不同的形狀和大小。由于鋼筋與混凝土應(yīng)力傳遞,與二者的結(jié)合長度線性相關(guān)。因此在結(jié)合長度不足情況下,應(yīng)該增加鋼筋的嵌齒(cog)、鉤形(hook)、端部板形(plate)等結(jié)構(gòu)。
同普通混凝土一樣,鋼筋混凝土在28天后達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度(摻有較多粉煤灰等摻料的混凝土,強(qiáng)度增長較慢,允許另行確定強(qiáng)度檢測時(shí)間)。
鋼筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性質(zhì)決定的。首先,鋼筋與混凝土有著近似相同的熱膨脹系數(shù),相同溫度下,鋼筋和混凝土之間錯(cuò)動(dòng)很小。其次,混凝土硬化時(shí),水泥與鋼筋表面有良好的粘結(jié),使得任何應(yīng)力可以有效地在二者之間傳遞;通常鋼筋的表面也被加工成粗糙的、有間隔的波紋狀肋條(稱為螺紋鋼)來進(jìn)一步提高混凝土與鋼筋之間的粘結(jié);當(dāng)此仍不足以傳遞鋼筋與混凝土之間的拉力時(shí),通常將鋼筋的端部彎起180 度彎鉤。第三,水泥中的堿性物質(zhì)如氫氧化鈣、氫氧化鉀、氫氧化鈉提供了堿性環(huán)境,使得鋼筋表面形成了一層鈍化保護(hù)膜,因此比中性與酸性環(huán)境的鋼筋更不易腐蝕。一般說來,pH值在11以上的環(huán)境才能有效保護(hù)鋼筋不被銹蝕;暴露于空氣之中,由于受到二氧化碳酸化作用,鋼筋混凝土的pH值緩慢降低,當(dāng)?shù)陀?SPAN lang=EN-US>10,鋼筋就要受到銹蝕。因而工程施工中需保證保護(hù)層厚度。
鋼筋混凝土中的受力筋含量通常很少,從占構(gòu)件截面面積的1%(多見于梁、板)至 6%(多見于柱)。鋼筋的截面為圓型。鋼筋的直徑在美國從0.25至1英尺,每級(jí)1/8英尺遞增;在歐洲從8至30毫米,每級(jí)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(jù)鋼筋中含碳量,分成40鋼與60鋼兩種。后者含碳量更高,且強(qiáng)度和剛度較高,但難于彎曲。在腐蝕環(huán)境中,電鍍、外涂環(huán)氧樹脂、和不銹鋼材質(zhì)的鋼筋亦有使用。