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認(rèn)證信息

認(rèn)證類型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：李**（實(shí)名認(rèn)證）

IP屬地：山西

IP屬地：山西 上傳時(shí)間：2022-11-03 格式：DOCX 頁(yè)數(shù)：8 大?。?37.13KB 積分：13 舉報(bào) 版權(quán)申訴

未來(lái)，這些材料或?qū)⑻娲摻钭髡哒Z(yǔ)我是一個(gè)堅(jiān)定的鋼筋混凝土信徒……的確有很多材料可以替代鋼筋混凝土里的鋼筋，但都停留在理論層面和科研層面上，目前還沒(méi)有能夠在工程層面上大范圍替代鋼筋的材料。我能想到的備選材料有這些：不銹鋼（廣義也是鋼筋的一種）鋁合金玻璃纖維碳纖維聚酰胺纖維（凱夫拉）纖維高性能混凝土）其它高性能合金材料（形狀記憶合金、液態(tài)金屬……）為什么我覺(jué)得這些材料暫時(shí)不能替代鋼筋呢？?jī)?yōu)缺點(diǎn)：價(jià)格的材料——不銹鋼，價(jià)格也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通銹鋼鋼絞線的價(jià)格，做到同樣的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，不銹鋼的是普通鋼材的7倍以上。不銹鋼的主要原材料之一是鎳，而鎳屬于國(guó)際期貨，價(jià)格一直飄忽不定，這對(duì)于大型的、長(zhǎng)期的工程建設(shè)是極為不利的。盡管現(xiàn)在有了鎳含量盡可能少的Duplex不銹鋼，但是價(jià)格仍然遠(yuǎn)高于普通鋼材。至于碳纖維這些材料，那就更不用說(shuō)了，雖然不像汽車、航空航天工業(yè)那樣需要用纖維體積比至少50%以上的材料，但是即使是應(yīng)用在土木工程里纖維體積比在10%到40%左右的纖維材料，價(jià)格依然很昂貴。你去看看那些碳纖維車身的跑車的價(jià)格，就知道這是什么樣的材料了……熱脹冷縮既然要用到混凝土里，就必須要跟混凝土有類似的熱膨脹系數(shù)，這樣兩種材料才能一起熱脹冷縮，否則一個(gè)熱脹的程度很厲害，一個(gè)熱脹的程度沒(méi)那么厲害，兩者之間就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，進(jìn)而影響力學(xué)性能。以10的-6次方應(yīng)變每攝氏度作為單位，混凝土的熱膨脹系數(shù)為10.8左右，而鋼筋為11.7，非常接近，所以我們說(shuō)鋼筋和混凝土是天作地設(shè)的一對(duì)好基友。再看看鋁合金，高達(dá)23.1，是混凝土的兩倍還多；玻璃纖維是2.8，又明顯小于混凝土；碳纖維和凱夫拉的甚至是負(fù)值，也就是說(shuō)它們甚至是「熱縮冷脹」的。耐久性能比如混凝土碳化、氯離子侵蝕等等，但是總體而言，混凝土配比合理、保護(hù)層足夠的鋼筋混對(duì)鋼筋起到了很好的保護(hù)作用。Again，天作地設(shè)的好基友……對(duì)比其它備選材料：首當(dāng)其沖的就是玻璃纖維，大多數(shù)玻璃纖維會(huì)跟強(qiáng)堿性的混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以不能直接接觸混凝土，雖然有專門特制的 AR玻璃纖維，也就是 alkaliresistance的，但是成本也會(huì)上去；碳纖維會(huì)跟鋼材發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，不能直接接觸鋼材表面，如果混凝土中有鋼材預(yù)埋件或者其它鋼筋這也是個(gè)問(wèn)題；聚酰胺纖維就更嬌貴了，會(huì)吸收水分，還怕陽(yáng)光直曬……加工性能在我看來(lái)，這其實(shí)是最突出的問(wèn)題。施工現(xiàn)場(chǎng)從來(lái)都不是「輕拿輕放」的地方，叉車隨便叉，東西隨便扔。FRP這些纖維材料就顯得太嬌貴了，怕沖擊荷載、怕摔、怕砸，有的還怕水、怕陽(yáng)光，工人師傅不小心掉一把錘子，都能把這些材料砸壞。雖然這個(gè)理由看上去很可笑，但現(xiàn)實(shí)就是如此。舉個(gè)例子，環(huán)氧樹脂涂層的鋼筋，在紙面上看上去性能很好，尤其是耐久性能，但事實(shí)上工程實(shí)踐下來(lái)反而更差，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的磕磕碰碰在所難免，樹脂涂層在澆筑混凝土之前就已經(jīng)有了一個(gè)個(gè)砸破或者蹭破的裂口，導(dǎo)致涂層失去了存在的意義。另外的一個(gè)例子就是用碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)，看上去很好，但如果有人手賤用刀子或者鐵絲之類的東西在上面亂劃……你永遠(yuǎn)都不知道為什么有人會(huì)突然抽風(fēng)來(lái)這么一下子……對(duì)于普通鋼筋而言，加工起來(lái)非常容易。且不說(shuō)有很多專業(yè)的加工鋼筋的機(jī)器，即使是horizontalbandsaw、便攜電鋸、液壓鉗、氣割……都可以很容易的切斷鋼筋；沒(méi)有專門的儀器，用臺(tái)鉗夾住，然后套上鋼管，徒手就能把不太粗的鋼筋掰彎；對(duì)于各種特殊的預(yù)埋件，現(xiàn)場(chǎng)可以很方便的電焊。比如我在實(shí)驗(yàn)室就可以用這種鋸隨時(shí)切割鋼筋，#7或者#8的粗鋼筋，一般二三十秒就能搞定。對(duì)于FRP材料，那就完全是另一碼事了。要切割FRP，你要有通風(fēng)環(huán)境，要戴防塵面具，還要考慮工人師傅的健康問(wèn)題……當(dāng)然，我不是說(shuō)這些新材料一無(wú)是處。相反，它們是非常非常好的結(jié)構(gòu)材料，在結(jié)構(gòu)維修、加固方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。但是，在除了某些特殊環(huán)境下的工程項(xiàng)目，比如海邊嚴(yán)我實(shí)在想不出優(yōu)勢(shì)何在。重點(diǎn)說(shuō)明FRP筋FRP筋，“有錢任性”不止可以部分替代，甚至可以完全替代，目前北美有些橋已經(jīng)是完全FRP結(jié)構(gòu)了，特別是CFRP（碳纖維）用于橋梁很廣泛，GFRP一般多用于加固。首先目前廣泛運(yùn)用的FRP材料有CFRP（碳纖維）和GFRP（玻璃纖維）。主要優(yōu)點(diǎn)1CFRP抗拉強(qiáng)度1200Mpa＋>鋼筋(400Mpa+)GFRP600Mpa+>鋼筋(400Mpa+)彈性模量小于鋼筋2.抗腐蝕性FRP材料無(wú)需考慮腐蝕問(wèn)題！3.熱膨脹系數(shù)FRP復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)與混凝土相近,當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí),FRP與混凝土協(xié)調(diào)工作,兩者間不會(huì)產(chǎn)生大的溫度應(yīng)力4.高強(qiáng)度重量比（highstrength－to－weightratios）FRP材料可減輕結(jié)構(gòu)自重，施工方便,其重量一般為鋼材的20%。5.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，開裂少（lesscracks）FRP添加預(yù)應(yīng)力使結(jié)構(gòu)在正常使用的情況下不產(chǎn)生裂縫或者裂得比較晚。提高了構(gòu)造本身剛性（stiffness），樣做可以明顯改善受拉模塊的彈性強(qiáng)度，使原本的抗性更強(qiáng)。還有就是材料受力之后Behavior完全不一樣，鋼筋在加固混凝土結(jié)構(gòu)存在屈服（yielding），而FRP則是Elastic的線性屬性，斷裂只在一瞬間，非常sudden，沒(méi)有yielding的狀態(tài)，并且FRP材料抗拉強(qiáng)度是鋼筋的好幾倍，因此設(shè)計(jì)和施工時(shí)的處理方式也是不同的。實(shí)際例子下圖為