電大土木工程畢業(yè)論文《論鋼筋混凝土組成材料的分析探討》

1、中央廣播電視大學(xué)人才培養(yǎng)模式改革和開放教育河南廣播電視大學(xué)土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論鋼筋混凝土組成材料的分析探討 姓名： 學(xué)校： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 河南廣播電視大學(xué) 二0一六年二月二十八日內(nèi)容提要鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要是以鋼筋和混凝土材料制作而成，為了合理的進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要深入的了解混凝土和鋼筋的性能，對混凝土和鋼筋的力學(xué)性能、相互作用和共同工作的了解，是掌握混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能并對其分析與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。當(dāng)在混凝土中配以適量的鋼筋，則為鋼筋混凝土。鋼筋和混凝土這種物理、力學(xué)性能很不相同的材料之所以能有效地結(jié)合在一起共同工作，主要靠兩者之間存在粘結(jié)力，受荷后協(xié)調(diào)變形。再者這兩種材料溫度線膨脹系數(shù)

2、接近，此外鋼筋至混凝土邊緣之間的混凝土，作為鋼筋的保護(hù)層，使鋼筋不受銹蝕并提高構(gòu)件的防火性能。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)合理地利用了鋼筋和混凝土兩者性能特點(diǎn)，可形成強(qiáng)度較高，剛度較大的結(jié)構(gòu)，其耐久性和防火性能好，可模性好，結(jié)構(gòu)造型靈活，以及整體性、延性好，減少自身重量，適用于抗震結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，因而在建筑結(jié)構(gòu)及其他土木工程中得到廣泛應(yīng)用?；炷敛⒉皇且环N孤立存在的單一材料。它離不開混凝土用原材料的發(fā)展，離不開混凝土的工程應(yīng)用對象的發(fā)展變化。應(yīng)該從土木工程大學(xué)科的角度來認(rèn)真對待混凝土?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)也是這樣，首先要分析工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要求，預(yù)估可能出現(xiàn)的不利情況和風(fēng)險(xiǎn)，立足當(dāng)?shù)卦牧?然后采

3、用科學(xué)、合理、可行的技術(shù)線路、技術(shù)手段。配制出滿足設(shè)計(jì)要求、施工工藝要求和使用要求的優(yōu)質(zhì)混凝土。混凝土是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一，隨著現(xiàn)代水泥工業(yè)、水泥加工工藝和施工技術(shù)的發(fā)展，混凝土材料的品種不斷增多，新型混凝土材料在工程建設(shè)中的地位顯得日益重要。文章以高性能混凝土為例，介紹了高性能混凝土的特點(diǎn)，并對其在建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行了搭理分析，隨著建筑業(yè)科技水平不斷提高，施工過程中不僅要求混凝土工作性能好、強(qiáng)度指標(biāo)高、耐久性好，而且還要求混凝土結(jié)構(gòu)有光潔如鏡的外觀，尤其是清水混凝土結(jié)構(gòu)（即不再加外裝飾的結(jié)構(gòu)）要求更為突出，通過分析水泥標(biāo)號、水膠比、膠凝材料用量、骨料的強(qiáng)度及級配等級配比參數(shù)對混凝

4、土性能的影響，指出提高混凝土性能、降低混凝土生產(chǎn)成本、保持混凝土可持續(xù)發(fā)展的有效技術(shù)途徑。關(guān)鍵詞:鋼筋 建筑材料 結(jié)構(gòu)性能 承載力 分析研究 目 錄第一章 鋼筋混凝土的歷史及發(fā)展.3第二章 鋼筋混凝土的設(shè)計(jì)原理.5第3章 鋼筋混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)分析.7 3.1 鋼筋混凝土的主要優(yōu)點(diǎn).7 3.2 鋼筋混凝土的主要缺點(diǎn).8第4章 組成材料對混凝土的影響.9 4.1 鋼筋.9 4.2 水泥.10 4.3 骨料.10 4.4 混凝土用水.10 4.5 外加劑.11 4.6 摻合料.11第五章 鋼筋混凝土組成材料的建議.11第六章 結(jié)語.13參考文獻(xiàn).14第一章 鋼筋混凝土的歷史及發(fā)展混凝土的發(fā)展可以追溯到

5、古老的年代，其所用的膠凝材料為粘土、石灰、石膏、火山灰等。從現(xiàn)代人類的工程建設(shè)史上來看，相對于砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和鋼、鐵結(jié)構(gòu)而言，混凝土結(jié)構(gòu)是一種新興結(jié)構(gòu)，它的應(yīng)用也不過一百多年的歷史。但有的考古學(xué)者認(rèn)為，水泥的起源約在公元前510萬年，以后在公元前3000年，用熟石膏和石灰混合在一起建造了著名埃及的金字塔，這是現(xiàn)存的最早的混凝土結(jié)構(gòu)物。其后在古希臘和羅馬時代，用這種水泥建造了很多建筑物和公路。鋼筋混凝土自被莫尼爾發(fā)現(xiàn)以來走過了將近50年的歷史。并逐漸取代木、土、石等天然材料成為現(xiàn)代建筑的主要建筑材料。它的發(fā)展也代表了現(xiàn)代建筑的發(fā)展?；炷两Y(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)相比，歷史不長。自19世紀(jì)

6、中葉開始使用后，由于混凝土和鋼筋材料性能的不斷改進(jìn)，結(jié)構(gòu)理論施工技術(shù)的進(jìn)步使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得到迅速發(fā)展，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑、橋梁、隧道、礦井以及水利、海港等土木工程領(lǐng)域。隨著混凝土結(jié)構(gòu)在工程建設(shè)中的大量使用，我國在混凝土結(jié)構(gòu)方面的科學(xué)研究工作已取得較大的發(fā)展。在混凝土結(jié)構(gòu)基本理論與設(shè)計(jì)方法、可靠度與荷載分析、單層與多層廠房結(jié)構(gòu)、大板與升板結(jié)構(gòu)、高層、大跨、特種結(jié)構(gòu)、工業(yè)化建筑體系、結(jié)構(gòu)抗震及現(xiàn)代化測試技術(shù)等方面的研究工作都取得了很多新的成果，基本理論和設(shè)計(jì)工作的水平有了很大提高，已達(dá)到或接近國際水平。國內(nèi)現(xiàn)澆鋼筋混凝土工藝發(fā)展概況 現(xiàn)澆鋼筋混凝土在國內(nèi)己有很長的應(yīng)用歷史,但是在解

7、放前,基本上依靠手工和簡單工具操作,生產(chǎn)水平很低。 解放初期,較快地發(fā)展了混凝土的各種機(jī)械化作業(yè),推動了房屋建筑由磚木結(jié)構(gòu)向磚混結(jié)構(gòu)和鋼筋凝混土結(jié)構(gòu)發(fā)展,由低層平房向多層和高層轉(zhuǎn)變，目前在中國，鋼筋混凝土為應(yīng)用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，占總數(shù)的絕大多數(shù)，同時也是世界上使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)最多的地區(qū)。其主要原材料水泥產(chǎn)量已于2010年達(dá)到18.82億噸，占世界總產(chǎn)量70%左右。鋼筋混凝土的發(fā)明出現(xiàn)在近代，通常認(rèn)為法國園丁約瑟夫·莫尼爾于1849年發(fā)明鋼筋混凝土并于1867年取得包括鋼筋混凝土花盆以及緊隨其后應(yīng)用于公路護(hù)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(jié)構(gòu)的建筑在美國紐

8、約落成，人類建筑史上一個嶄新的紀(jì)元從此開始，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式預(yù)應(yīng)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(yīng)用于工程實(shí)踐。鋼筋混凝土的發(fā)明以及19世紀(jì)中葉鋼材在建筑業(yè)中的應(yīng)用使高層建筑與大跨度橋梁的建造成為可能。直到1824年波特蘭水泥的發(fā)明才為混凝土的大量使用開創(chuàng)了新紀(jì)元。至今僅有160多年的歷史。它的發(fā)展大致經(jīng)歷了四個不同的階段。鋼筋混凝土的年代發(fā)展情況如下：第一階段為鋼筋混凝土小構(gòu)件的應(yīng)用，設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)彈性理論方法。1801年考格涅特發(fā)表了有關(guān)建筑原理的論著，指出了混凝土這種材料抗拉性能較差，到1850

9、年法國的蘭博特首先建造了一艘小型水泥船，并于1855年在巴黎博覽會上展出；接著法國的花匠莫尼爾在1867年制作了以金屬骨架作配筋的混凝土花盆并以此獲得專利；后來，康納于1886年發(fā)表了第一篇關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的理論與設(shè)計(jì)手稿；1872年美國人沃德建造了第一幢鋼筋混凝土構(gòu)件的房屋；1906年特納研制了第一個無梁平板。從此鋼筋混凝土小構(gòu)件已進(jìn)入工程實(shí)用階段。第二階段為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的大量應(yīng)用，設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)材料的破損階段方法。1922年英國人狄森提出了受彎構(gòu)件按破損階段的計(jì)算方法；1928年法國工程師弗來西奈發(fā)明了預(yù)應(yīng)力混凝土。其后鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土在分析、設(shè)計(jì)與施工等方面的工藝

10、與科研迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多獨(dú)特的建筑物，如美國波士頓市的大會堂、英國的1951節(jié)日穹頂、美國芝加哥市的摩天大樓等建筑物。1950年蘇聯(lián)根據(jù)極限平衡理論制定了“塑性內(nèi)力重分布計(jì)算規(guī)程”。1955年頒布了極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，從而結(jié)束了按破損階段的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。第三階段為工業(yè)化生產(chǎn)構(gòu)件與施工，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用范圍擴(kuò)大，設(shè)計(jì)計(jì)算按極限狀態(tài)方法。由于二戰(zhàn)后許多大城市百廢待興，重建任務(wù)繁重，工程中大量應(yīng)用預(yù)制構(gòu)件和機(jī)械化施工以加快建造速度。繼蘇聯(lián)提出的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法之后，1970年，英國、聯(lián)邦德國、加拿大、波蘭相繼采用此方法。歐洲混凝土委員會與國際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會（CEBFIP）在第六屆國際會議上，提出了混凝土結(jié)

11、構(gòu)設(shè)計(jì)與施工建議，形成了設(shè)計(jì)思想上的國際化統(tǒng)一準(zhǔn)則。第四階段，由于近代鋼筋混凝土力學(xué)這一新的學(xué)科的科學(xué)分支逐漸形成，以統(tǒng)計(jì)教學(xué)為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)可靠性理論已逐漸進(jìn)入工程實(shí)用階段。電算的迅速發(fā)展使復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算成為可能，設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。概括為計(jì)算理論趨于完善，材料強(qiáng)度不斷提高，施工機(jī)械化程度越來越高，建筑物向大跨高層發(fā)展。總而言之，混凝土結(jié)構(gòu)是在19世紀(jì)中期開始得到應(yīng)用的，由于當(dāng)時水泥和混凝土的質(zhì)量都很差，同時設(shè)計(jì)計(jì)算理論尚未建立，所以發(fā)展比較緩慢。直到19世紀(jì)末以后，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，以及試驗(yàn)工作的開展、計(jì)算理論的研究、材料及施工技術(shù)的改進(jìn)，這一技術(shù)才得到了較快的發(fā)展。20世紀(jì)以來，聚

12、合物纖維類符合材料在混凝土中的摻加，形成纖維加強(qiáng)混凝土，可大幅提高混凝土的韌性、抗沖擊性能。在實(shí)際應(yīng)用中，還可以采用樹脂將纖維粘結(jié)成束形成纖維筋來代替鋼筋。目前混凝土已成為現(xiàn)代工程建設(shè)中應(yīng)用最廣泛的建筑材料之一。第二章 鋼筋混凝土的設(shè)計(jì)原理鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用如此廣泛，其內(nèi)在的必然性是鋼筋和混凝土二者性質(zhì)互補(bǔ)，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢從而達(dá)到最佳效果。從現(xiàn)代工程歷時來看，相對于砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)而言，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一種新型的建筑結(jié)構(gòu)，混凝土是一種人工石材，它由石子、砂、水、水泥按一定的比例攪拌而成，人們利用鋼筋和混凝土的各自特性有機(jī)的結(jié)合在一起共同工作?；炷聊毯蟪惺芡饬ψ饔脮r，由于粗骨料和水

13、泥砂漿的體積比、形狀、排列的隨機(jī)性，彈性模量值不同，界面接觸條件各異等因素，即使作用的應(yīng)力完全均勻，混凝土內(nèi)也將產(chǎn)生不均勻的空間微觀應(yīng)力場，在應(yīng)力的長期作用下，水泥砂漿和粗骨料的徐變差使混凝土內(nèi)部發(fā)生應(yīng)力重分布，粗骨料將承受更大的壓應(yīng)力。另外，混凝土內(nèi)部有不可避免初始?xì)饪缀涂p隙，混凝土因收縮、溫度變化、徐變或應(yīng)力作用都會形成局部應(yīng)力集中區(qū)，其應(yīng)力分布更復(fù)雜，應(yīng)力值更高?；炷疗鋵?shí)可以分為三大類，主要包括素混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝土。其中素混凝土是指無鋼筋或不配置受力混凝土；預(yù)應(yīng)力混凝土是指配置受力的預(yù)應(yīng)力鋼筋，通過張拉或其它方法建立預(yù)應(yīng)力混凝土；鋼筋混凝土是指配置受力鋼筋的混凝土，其中素

14、混凝土承載力較低，目前我國的混凝土結(jié)構(gòu)主要以鋼筋混凝土為主。鋼筋混凝土之所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線膨脹系數(shù)，不會由環(huán)境不同產(chǎn)生過大的應(yīng)力。其次鋼筋與混凝土之間有良好的粘接力，有時鋼筋的表面也被加工成有間隔的肋條（稱為變形鋼筋）來提高混凝土與鋼筋之間的機(jī)械咬合，當(dāng)此仍不足以傳遞鋼筋與混凝土之間的拉力時，通常將鋼筋的端部彎起180 度彎鉤。此外混凝土中的氫氧化鈣提供的堿性環(huán)境，在鋼筋表面形成了一層鈍化保護(hù)膜，使鋼筋相對于中性與酸性環(huán)境下更不易腐蝕。之所以要在混凝土中加入鋼筋是因?yàn)榧尤脘摻钪笥幸韵滦Ч撼休d力能力有很大提高，受力性能顯著改善而且鋼筋混凝

15、土的整體性較好，剛度大變形小。所以我們在混凝土設(shè)計(jì)時鋼筋的設(shè)計(jì)取材顯得十分重要，在建筑施工中，用鋼筋混凝土制成的常用構(gòu)件有梁、板、墻、柱等，這些構(gòu)件由于在建筑中發(fā)揮的作用不同，所以在其內(nèi)部配置的鋼筋也不盡相同。梁內(nèi)鋼筋的配置，梁在鋼筋混凝土構(gòu)件中屬于受彎構(gòu)件，內(nèi)部配置的鋼筋有：縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋和架立筋等；板內(nèi)鋼筋的配置，現(xiàn)澆板屬于受彎構(gòu)件，板內(nèi)配置有受力鋼筋和分布鋼筋兩種；柱內(nèi)鋼筋的配置，柱在鋼筋混凝土構(gòu)件中起受壓、受彎作用，柱根據(jù)外形不同有普通箍筋柱和螺旋箍筋柱兩種，柱內(nèi)配置的鋼筋有縱向鋼筋和箍筋，縱向鋼筋主要起承受壓力的作用，箍筋起限制橫向變形，有助抗壓強(qiáng)度提高，對縱向鋼筋定位

16、并與縱筋形成鋼筋骨架的作用，柱內(nèi)箍筋應(yīng)采用封閉式。墻內(nèi)鋼筋的配置，鋼筋混凝土墻內(nèi)根據(jù)需要可配置單層或雙層鋼筋網(wǎng)片，墻體鋼筋網(wǎng)片主要由豎筋和橫筋組成，豎筋的作用是承受水平荷載對墻體產(chǎn)生拉應(yīng)力，橫筋的作用是用來固定豎筋的位置并承受一定的剪力作用，在設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)片的墻體中，為了保證兩鋼筋網(wǎng)片的正確位置，通常應(yīng)在兩片鋼筋網(wǎng)片之間設(shè)置支撐?；炷两Y(jié)構(gòu)是土木工程專業(yè)的一門主要課程，主要包括兩方面的內(nèi)容：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，第一部分主要研究混凝土結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件，彎、剪、拉、壓、扭構(gòu)件，具體說來，包括受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算、受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算、受壓構(gòu)件承載力計(jì)算、受拉構(gòu)件承載力計(jì)算、

17、受扭構(gòu)件承載力計(jì)算。這些都是從承載能力極限狀態(tài)來分析的。正常使用階段的裂縫寬度和撓度驗(yàn)算等則是從正常使用極限狀態(tài)來分析的?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理還講到了預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的的計(jì)算，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的設(shè)計(jì)時，必須考慮的因素很多，即要滿足安全要求，還要滿足經(jīng)濟(jì)要求，在構(gòu)件的選型、計(jì)算、配筋和構(gòu)造等各方面都要綜合考慮，選擇最優(yōu)方案。另外，要提高混凝土的耐久性，必須降低混凝土的孔隙率，特別是毛細(xì)管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的用水量，但是如果純粹的降低用水量，混凝土的工作性將隨之降低，又會導(dǎo)致振搗成型工作困難，同樣造成混凝土結(jié)構(gòu)不密實(shí)，甚至出現(xiàn)蜂窩、麻面等缺陷，不但混凝土強(qiáng)度降低，而且混凝土的耐久性也同

18、時降低。目前減少孔隙率的途徑往往是摻入高效減水劑，在保證混凝土拌和物所需流動性的同時盡可能降低用水量，減少水灰比，使混凝土的總孔隙，特別是毛細(xì)管孔隙率大幅降低。還應(yīng)該加強(qiáng)施工管理，嚴(yán)格控制施工配合比，攪拌必須均勻，振搗到位，要嚴(yán)格遵守養(yǎng)護(hù)制度，可以用澆水養(yǎng)護(hù)的方法，提高保水性，加強(qiáng)表面硬化，混凝土構(gòu)件的侵蝕都是從表面開始的，在混凝土終凝前做好原漿抹面壓光，增強(qiáng)表面密實(shí)度，也可采用表面侵蝕和表面涂覆的手段降低混凝土表面滲透性。對不同的腐蝕環(huán)境應(yīng)設(shè)計(jì)不同的保護(hù)層厚度，如一類環(huán)境（室內(nèi)正常環(huán)境），設(shè)計(jì)使用年限為100年的結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)復(fù)合以下規(guī)定：混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)按規(guī)范的規(guī)定增加40%，當(dāng)采用有效的

19、表面防護(hù)措施時，混凝土保護(hù)層厚度可適當(dāng)減少，混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件易整體澆筑，不易留施工縫，當(dāng)必須留施工縫時，其位置及構(gòu)造不得有損于結(jié)構(gòu)的耐久性。 混凝土結(jié)構(gòu)作為一種新型的結(jié)構(gòu)，問世才100多年，但其發(fā)展卻十分迅速，各種新型鋼材和混凝土材料的出現(xiàn)使得其應(yīng)用范圍越來越廣，它的發(fā)展將不斷推動工程建設(shè)的發(fā)展。第三章 鋼筋混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指用配有鋼筋增強(qiáng)的混凝土制成的結(jié)構(gòu)。承重的主要構(gòu)件是用鋼筋混凝土建造的。包括薄殼結(jié)構(gòu)、大模板現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)及使用滑模、升板等建造的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物。用鋼筋和混凝土制成的一種結(jié)構(gòu)。鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力。具有堅(jiān)固、耐久、防火性能好、比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材和成

20、本低等優(yōu)勢。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是以混凝土承受壓力、鋼筋承受拉力，能比較充分合理地利用混凝土（高抗壓性能）和鋼筋（高抗拉性能）這兩種材料的力學(xué)特性。與素混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力大大提高，破壞也呈延性特征，有明顯的裂縫和變形發(fā)展過程。對于一般工程結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。但鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也存在較多的優(yōu)缺點(diǎn)，下面具體分析鋼筋混凝土存在的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。3.1鋼筋混凝土的主要優(yōu)點(diǎn)：1、取材容易：混凝土所用的砂、石一般易于就地取材，另外，還可以有利利用礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢料；2、合理用材：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)合理的發(fā)揮了鋼筋和混凝土兩種材料的性能，與鋼結(jié)構(gòu)相比，還可以降低造價；3、耐久性

21、：密實(shí)的混凝土有較高的強(qiáng)度，同時由于鋼筋被混凝土包裹，不易銹蝕，維修費(fèi)較少，所以鋼筋和混凝土的耐久性比較好；4、耐火性：混凝土包裹在鋼筋外面，火災(zāi)時鋼筋不會很快達(dá)到軟化溫度面導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體破壞，與裸露的木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)相比耐火性要好；5、可模性：根據(jù)需要，可以較容易的澆筑成各種形狀和尺寸的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；6、整體性：澆筑或裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有很好的整體性，有利于抗震，抵抗振動和爆炸沖擊波；3.2鋼筋混凝土的缺點(diǎn)：1、自身重力較大，這對大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑結(jié)構(gòu)以及抗震不利，以及運(yùn)輸和施工吊裝帶來困難；2、鋼筋混凝土抗裂性能較差，受拉和受彎等構(gòu)件在正常使用時往往帶裂縫工作，對一些不允許出現(xiàn)裂縫或

22、對裂縫寬度有嚴(yán)格限制的結(jié)構(gòu)，要滿足這些要求就要提高工程造價。3、隔熱性能較差；4、施工比較復(fù)雜，工序多。施工受季節(jié)、天氣的影響也較大。5、新老混凝土不易形成整體?；炷两Y(jié)構(gòu)一旦破壞，修補(bǔ)和加固比較困難。另外，普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)力混凝土相比也存在較多不足，具體表現(xiàn)在： 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的強(qiáng)度等級要高，鋼筋的強(qiáng) 度也要高；普通混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強(qiáng)材料不能充分應(yīng)用。 預(yù)應(yīng)力程度較高預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，性能如同均質(zhì)彈性材 料。而普通鋼筋混凝土在使用荷載作用下的性能是非線性的。 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)剛度大，撓度小，裂縫寬度小。 一旦預(yù)應(yīng)力被克服后，預(yù)應(yīng)力混凝土和普通混凝土結(jié)構(gòu)就沒有本質(zhì)上的不

23、同，因而正截面承載力是一樣的； 預(yù)應(yīng)力混凝土梁的斜截面抗剪強(qiáng)度高于普通混凝土，因而預(yù)應(yīng)力混凝土梁的腹板可做得較薄，大大減輕了自重。隨著時代的變遷，技術(shù)的進(jìn)步，“混凝土家族”里也有了新成員的加入，其中纖維混凝土無論從抗壓強(qiáng)度和價格來看，都具有一定的優(yōu)勢。然而鋼筋混凝土雖然受到較大的競爭影響，其發(fā)展的優(yōu)勢也不如從前，但是，如今在許多領(lǐng)域中，扔能看到它熟悉的身影，它依舊是堅(jiān)固耐用的代名詞。代表城市形象的高樓大廈自然少不了鋼筋混凝土。高速公路、建筑橋梁、隧道等是鋼筋混凝土現(xiàn)代應(yīng)用的另一方面，因此，從這些方面來看鋼筋混凝土在眾多建材中依舊占有一席之地。第四章 組成材料對混凝土的影響鋼筋混凝土（由鋼筋+混

24、凝土組成）：為提高混凝土的抗拉性能，常在混凝土受拉區(qū)域內(nèi)加入一定數(shù)量的鋼筋，使兩種材料粘結(jié)成一個整體，共同承受外力。這種配有鋼筋的混凝土，稱為鋼筋混凝土，由鋼筋混凝土制成的梁、板、柱、基礎(chǔ)等構(gòu)件，稱為鋼筋混凝土構(gòu)件，它能夠大大提高構(gòu)件的承載能力，減小構(gòu)件的斷面尺寸。普通混凝土是指由水泥、粗細(xì)骨料加水拌合，經(jīng)水化硬化而成的一種人造石材。在混凝土中，一般以砂子為細(xì)集料，石子為粗集料。粗細(xì)集料的總量占混凝土體積的70%以上，其余為水泥漿和少量孔隙，在混凝土拌合物中，水泥和水形成水泥漿來填充砂子空隙并包括砂礫，形成砂漿。砂漿又填充石子空隙并包括石子顆粒，形成混凝土結(jié)構(gòu)。水泥漿在砂石顆粒間起著潤滑作用，

25、使拌合物具有一定的流動性。當(dāng)水泥漿凝結(jié)硬化后，把砂子集料牢固的膠結(jié)成一體，從而起到膠結(jié)作用。砂石材料一般不與水泥漿起化學(xué)反應(yīng)，它在混凝土中主要起骨架和填充作用，因而可以大大提高混凝土的強(qiáng)度。混凝土的技術(shù)性質(zhì)在很大程度上是由原材料的性質(zhì)及其相對含量決定的。同時也與施工工藝(攪拌、成型、養(yǎng)護(hù))有關(guān)。因此，我們必須了解其原材料的性質(zhì)、作用及其質(zhì)量要求，合理選擇原材料，這樣才能保證混凝土的質(zhì)量。4.1鋼筋 鋼筋與混凝土之間緊緊包裹而產(chǎn)生摩擦力，摩擦力是由于混凝土凝固時收縮，對鋼筋產(chǎn)生垂直于摩擦面的壓應(yīng)力，這種壓應(yīng)力越大，接觸面的粗糙程度越大，摩擦力就越大，混凝土和鋼筋之間有良好的粘結(jié)性能，兩者能可靠地

26、結(jié)合在一起共同受力共同變形。并且混凝土和鋼筋兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)很接近避免溫度變化時產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力破壞二者之間的粘結(jié)力，混凝土包裹在鋼筋的外部可使鋼筋免于腐蝕或高溫軟化。 4.2水泥水泥強(qiáng)度等級選擇強(qiáng)調(diào)水泥強(qiáng)度等級與混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級相適應(yīng)，使用受潮水泥，混凝土強(qiáng)度不足。應(yīng)當(dāng)注意到集料形狀、有害物質(zhì)等對混凝土的影響。合理利用工業(yè)廢棄物做摻合料可節(jié)省水泥用量并可改善混凝土的性能。水泥標(biāo)號的選擇應(yīng)與混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級相適應(yīng)，原則上是配制高強(qiáng)度的混凝土選用高標(biāo)號的水泥，配制混凝土一般可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。必要時也可采用快硬硅

27、酸鹽水泥或其他水泥。水泥的性能指標(biāo)必須符合現(xiàn)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。4.3骨料骨料總體積占混凝土體積的60%80%，建筑用卵石、碎石應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T146852001建筑用卵石、碎石的技術(shù)要求。按粒徑大小分為粗骨料和細(xì)骨料，粗骨料包括卵石、碎石、廢渣等，細(xì)骨料包括中細(xì)砂、粉煤灰等，骨料的各項(xiàng)性能指標(biāo)將直接影響到混凝土的施工性能和使用性能，配制混凝土的細(xì)骨料要求清潔不含雜質(zhì)，以保證混凝土的質(zhì)量。而砂中常含有一些有害雜質(zhì)粘附在砂的表面，妨礙水泥與砂的粘結(jié)，降低混凝土強(qiáng)度；同時還增加混凝土的用水量，砂的顆粒級配即表示砂粒大小的搭配情況，在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥漿填充，為達(dá)到節(jié)約水泥和提高

28、強(qiáng)度的目的，就應(yīng)減少砂粒之間的空隙，要想減小砂粒間的空隙就必須有大小不同的顆粒搭配。骨料不僅是構(gòu)成混凝土的骨架，骨料的性能也在很大程度上影響著混凝土的施工性能和耐久性能。粗骨料的顆粒形狀及表面特征同樣會影響其與水泥的粘結(jié)及混凝土拌合物的流動性。碎石具有棱角，表面粗糙，與水泥粘結(jié)較好，而卵石多為圓形，表面光滑，與水泥的粘結(jié)較差，在水泥用量和水用量相同的情況下，碎石拌制的混凝土流動性較差，但強(qiáng)度較高，而卵石拌制的混凝土則流動性較好，但強(qiáng)度較低。如要求流動性相同，用卵石時用水量可少些，結(jié)果強(qiáng)度不一定低。石子級配好壞對節(jié)約水泥和保證混凝土具有良好的和易性有很大關(guān)系。特別是拌制高強(qiáng)度混凝土，石子級配更為

29、重要。粗細(xì)骨料都應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。正確選擇骨料能確保混凝土工作性、強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)性。4.4混凝土用水地表水、地下水、再生水的放射性應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)生活應(yīng)用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，凡是能飲用的自來水及井水都能用來拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土，污水和PH值小于4的酸性水超過1%均不能使用，一般情況下不得使用海水?dāng)嚢杌炷?，因?yàn)楹Ｋ泻辛蛩猁}等物質(zhì)會侵蝕水泥和鋼筋?；炷林杏盟袃蓚€作用：其一是供水泥的水化反應(yīng)，二是賦予混凝土的和易性對混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水的質(zhì)量要求是：不得影響混凝土的和易性及凝結(jié)；不得有損于混凝土強(qiáng)度發(fā)展；不得降低混凝土的耐久性；不得污染混凝土表面。4.5外加劑混凝土外加劑是一種除水泥、砂、石子

30、和水之外在混凝土攪拌之前或攪拌過程中以控制量加入的用于使混凝土能產(chǎn)生所希望的變化的物質(zhì)，在混凝土拌合物中摻入量的5%能改善混凝土的某些性能，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB185882001混凝土外加劑中釋放氨的限量的規(guī)定，混凝土外加劑中釋放的氨含量必須小于或等于0.01%，該標(biāo)準(zhǔn)適用于各類室內(nèi)使用功能的外加劑?；炷了玫耐饧觿?yīng)包括：引氣減水劑、高效緩凝引氣減水劑、緩凝減水劑、高效緩凝減水劑、泵送劑、高效泵送劑等。4.6摻合料混凝土還可根據(jù)各種需要摻入有關(guān)摻合料，如：粉煤灰、超細(xì)礦渣粉、硅粉、沸石粉等。合理使用摻合料不僅可以利用工業(yè)廢棄物還可節(jié)省水泥并且能改變混凝土的某些性能。摻合料現(xiàn)已成為混凝土的一種組

31、成部分，在混凝土用水量不變的情況下可以起到顯著的效果，從而提高混凝土的密實(shí)度，曾強(qiáng)耐久性。第五章 鋼筋混凝土組成材料的建議鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環(huán)會對破壞混凝土的結(jié)構(gòu)造成損傷。當(dāng)鋼筋銹蝕時，銹跡擴(kuò)展，使混凝土開裂并使鋼筋與混凝土之間的結(jié)合力喪失。當(dāng)水穿透混凝土表面進(jìn)入內(nèi)部時，受凍凝結(jié)的水分體積膨脹，經(jīng)過反復(fù)的凍融循環(huán)作用，在微觀上使混凝土產(chǎn)生裂縫并且不斷加深，從而使混凝土壓碎并對混凝土造成永久性不可逆的損傷。在潮濕與寒冷氣候條件下，對鋼筋混凝土路面、橋梁、停車場等可能使用除冰鹽的建筑結(jié)構(gòu)物，應(yīng)使用環(huán)氧樹脂鋼筋或者熱浸電鍍、不銹鋼鋼筋等材料作為加強(qiáng)筋。環(huán)氧樹脂鋼筋可以通過表面的淺綠色涂料輕松識

32、別。在施工過程中我們?yōu)榱吮ＷC混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級和耐久性，我們應(yīng)該采用合理的混凝土配合比，用來控制水泥的用量以保證水泥漿的和易性、流動性。還有就是合理的采用水灰比來保證混凝土的強(qiáng)度等級，在施工現(xiàn)場我們應(yīng)該盡可能的去采用機(jī)械攪拌和振搗，用來增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度。在配制混凝土的時候，我們還應(yīng)摻入外加劑和適量的骨料來增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度等級和性能，其次，水泥作為混凝土的主要組成材料，在施工時我們一定要按照規(guī)定來選用水泥標(biāo)號，從而確保混凝土的強(qiáng)度和良好的性能，混凝土的強(qiáng)度是其受力性能的基本指標(biāo)，是指在外力作用下，混凝土材料達(dá)到極限破壞狀態(tài)時所承受的應(yīng)力，混凝土的強(qiáng)度不僅與其材料等組成因素有關(guān)，而且還與其受力

33、狀態(tài)有關(guān)?；炷潦芰l件不同，其就會具有不同的強(qiáng)度。工程中常用的混凝土強(qiáng)度主要有立方體抗壓強(qiáng)度、棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度等，它們均是單向受力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度指標(biāo)?；炷恋膹?qiáng)度等級是依據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的，同時，混凝土還應(yīng)滿足安全性、適用性、耐久性等結(jié)構(gòu)功能要求，在施工過程中合理選用混凝土的組成材料成為了我們的首要問題。以上所述，當(dāng)前我國混凝土材料科學(xué)與工程領(lǐng)域，許多專家學(xué)者做出了很多令世人矚目的成果，如減骨料反應(yīng)研究、膨脹及自應(yīng)力水泥混凝土研究、混凝土耐久性應(yīng)用研究、高強(qiáng)高性能混凝土研究、纖維混凝土及許多其它因素的研究等等。若能將這些研究成果盡快以專著的形式出版，則對我國及世

34、界混凝土材料科學(xué)與工程的理論研究產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。集思廣益促進(jìn)我國早日早日做出這一重大決策并付諸實(shí)施，同時，我們也應(yīng)清醒的認(rèn)識到這是一項(xiàng)極其復(fù)雜艱巨的系統(tǒng)工程，涉及現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)資源配置、企業(yè)機(jī)制創(chuàng)新、企業(yè)并購或聯(lián)盟、水泥企業(yè)與混凝土攪拌站的結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、稅收調(diào)整、利益協(xié)調(diào)等等。一系列經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面的問題，可能需要經(jīng)歷很長的組織過程整個系統(tǒng)才得以完成。目前，常用的普通混凝土尚存在強(qiáng)度和耐久性不高、工作性能欠佳、抗裂性差、脆性較大、抗?jié)B能力和抗蝕能力較弱、水化熱偏高、易產(chǎn)生裂縫等不足，針對這些缺點(diǎn)，混凝土的性能研究出現(xiàn)了重大變革。如采用聚合物混凝土，以改善其脆性、提高其抗?jié)B能力和抗蝕能力；用玻璃纖維增強(qiáng)水泥等，以改善混凝土的抗裂性及耐磨性。20世紀(jì)80年代末到90年代初出現(xiàn)的高性能混凝土，對混凝土的耐久性、工