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研究海洋環境下混凝土中鋼筋的腐蝕問題,首先需要清楚其破壞原因和機理,才能有針對性的對鋼筋耐腐蝕性能進行相關的試驗研究,找準研究方向,得出有用的研究成果,對后續的試驗研究提供理論依據。海水成分復雜,含有多種游離態的離子,雖然其含量不高,但混凝土結構長時間暴露在這種環境下,其影響不容忽視。其中最主要的破壞離子就是SO2-4和Cl-。首先對于混凝土結構,抗滲性能遠不及天然石材,雖然宏觀上與天然石材區別不大,但在微觀上,混凝土表面有很多的微觀孔隙[1]。因此,在海洋環境下,各種游離態的離子通過孔隙滲透到混凝土內部,與其中的Ca2-、Al3+等成分發生化學反應,從而使其耐久性和耐腐蝕性降低,最終導致結構破壞。其次對于鋼筋的腐蝕破壞,主要是氯離子引起的,其通過毛細管、擴散、對流、滲透等方式侵入混凝土結構,擴散是最主要的侵入方式[2]。當其濃度到達一定的臨界值后,從而引起鋼筋的銹蝕。1混凝土耐久性的研究是一個十分重要而又迫切需要解決的問題,特別是位于沿海及近海地區的混凝土結構,由于海洋環境對混凝土的腐蝕,尤其是鋼筋的銹蝕造成的結構早期損壞,已成為工程中的主要問題[3]。目前,對于提高海洋環境下混凝土中鋼筋的耐腐蝕性能,防止鋼筋腐蝕的技術措施有許多種,可歸納為兩大類。其一是提高混凝土自身的防護能力,增加混凝土的抗腐蝕能力,如高密實、抗裂混凝土;其二被稱作“附加措施”,主要包括:鋼筋阻銹劑、混凝土外涂層、特種鋼筋(如環氧涂層鋼筋、不銹鋼筋等)、陰極保護等。
2鋼筋防腐蝕措施研究
2.1鋼筋阻銹劑
鋼筋阻銹劑是指一種加入到混凝土中或涂刷在其表面,能有效延緩或阻止腐蝕發生的化學物質。其主要是由酯胺混合液和醇胺混合物等高分子的陽極型阻銹材料組成,作用機理是通過氯化鐵原子可以使鋼筋表面形成致密的氧化鐵鈍化膜,或吸附在其表面形成阻礙層,阻止陽極反應的發生,使鋼筋長期處于鈍態,其保護層得到最大限度地提高和保持,同時防止氯鹽、鎂鹽的侵蝕,使腐蝕速度大幅度降低[4]。鋼筋阻銹劑主要優點如下:使用壽命長,能滿足50年以上混凝土結構設計壽命要求;與涂層鋼筋、特種鋼筋、陰極保護等措施相比,花費最少,經濟實用,且施工簡單,方便,節省勞動力,壽命期內不需維護,經濟效果最優;適用范圍廣[5]。
2.2特種鋼筋
阻止氯離子對鋼筋的腐蝕的有效措施之一,就是在鋼筋表面進行涂層處理。目前環氧樹脂涂層鋼筋在國內外應用廣泛。環氧樹脂涂層鋼筋有很好的耐蝕性,但與混凝土的粘結強度明顯降低,適用于處在潮濕環境或侵蝕性介質中的工業與民用房屋、一般構筑物及道路、橋梁、港口,碼頭等鋼筋混凝土結構中。經國內外的大量研究和多年的工程應用表明,采用這種鋼筋能有效地防止處于惡劣環境下的鋼筋腐蝕,從而大大提高工程結構的耐久性。環氧樹脂涂層被譽為鋼筋防腐衛士,其具有化學穩定性高,不與酸、堿等反應,延性大、干縮小等特點,與金屬表面的粘著性好,在鋼筋表面起到了阻隔鋼筋與外界電流接觸的功能[6]。試驗表明,另一種有效方法是提高鋼筋自身耐腐蝕性能。耐腐蝕鋼筋在混凝土結構中的使用還是一個相對較新的課題,目前主要有不銹鋼筋和纖維塑料筋兩種。各種鋼筋中,不銹鋼筋的耐腐蝕性能最好的,還具有強度高、耐久性好、使用方便,施工簡單等特點,大大延長了結構的使用壽命,但是價格昂貴,成本略有增加。目前奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼因其高強度被廣泛應用于混凝土結構中,當作為預應力筋使用時,其強度可達835MPa,作為普通鋼筋使用時,其強度亦可達700MPa[7]。纖維塑料筋是指由玻璃纖維、碳纖維及阿拉米德纖維等多股連續纖維,采用聚酰胺樹脂、聚乙烯樹脂、環氧樹脂等基底材料,通過膠合,后經過擠壓、拉拔成型的特殊材料[8]。纖維塑料筋的主要優點有:抗拉強度高、抗腐蝕性能良好、密度小。但其也存在彈性模量小、脆性大、抗剪強度低和與混凝土之間粘結力小等缺點。
2.3陰極保護
電化學保護是使金屬極化至腐蝕免疫區或鈍化區而得到保護[9]。鋼筋腐蝕時將會同時發生失電子的陽極反應和得電子的陰極反應。發生反應時,陽極鐵失去兩個電子成為鐵離子(Fe2+),鐵離子進入溶液,進一步反應生成腐蝕產物。陰極得到陽極鐵失去的電子,并與水中的氧氣發生陰極反應生成的OH-,之后與溶液中的鐵離子反應生成鐵銹[6]。犧牲陽極和外加電流是陰極保護的兩種方式。犧牲陽極的原理是兩種金屬的腐蝕電位不同,常用的犧牲陽極金屬是鋅或鋁塊,以及熱噴鋅或鋅鋁銦合金。外加電流法則是連接被保護金屬與外加直流電源的負極,使金屬電位負移,自腐蝕電流下降,從而使金屬得到保護[9]。
3混凝土抗腐蝕措施研究
防止鋼筋腐蝕的有效措施是保證混凝土的良好質量。在滿足其強度要求的前提下把耐久性放在首位,采用海工高性能混凝土,提高結構的密實度,從而提高其抗滲、抗凍性能,具有良好的膠凝孔結構,減緩腐蝕速度,根本上提高混凝土本身護筋性能[10]。
3.1混凝土配合比優化設計
馬志鳴等[11]做了七組不同配合比的混凝土試件,經過標準養護28天后,取兩個相對側面為試驗用面,其余四面用環氧樹脂密封,保證硫酸鹽侵蝕為一維擴散。將試件置于海洋暴露試驗區規定區域,用分光光度計法測量不同深度硫酸根離子含量。研究表明,混凝土結構在海洋環境干濕循環作用下,離子侵入速率加快,硫酸根離子的侵蝕程度隨暴露齡期的增加而增加,隨水膠比的增加而減少,當水膠比相同時,以一定量的礦物摻合料代替水泥,可以有效提高混凝土試件的抗硫酸鹽侵蝕性能。宋立元等[12]對不同水膠比及摻加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土的氯離子擴散系數進行試驗研究,設置了5組混凝土試件進行對比試驗。研究表明,適當的水膠比及摻加一定量粉煤灰和硅灰等活性集料能明顯提高海洋混凝土結構抵抗氯離子侵蝕的能力,為混凝土海洋平臺結構耐久性評估與設計提供了重要的參考價值。馬保國等[13]研究了在混凝土結構中添加不同礦物摻合料對氯離子滲透能力的抵抗作用,研究表明,在一定范圍內,摻加粉煤灰和硅灰均能提高混凝土的抗氯離子滲透能力,通過壽命預測,抗氯離子滲透能力依次為10%SF>60%SG>30%FA>純硅酸鹽水泥。元成方等[14]研究了海洋大氣環境中的混凝土結構在鹽霧腐蝕及碳化雙重作用下氯離子侵蝕試驗研究,得出了當粉煤灰摻量適中時,其填充效應改善了混凝土結構的孔結構,提高了其密實性,從而抑制了氯離子的擴散;而碳化反應則粗化了混凝土的孔隙,破壞了原有的過濾機制,使得環境中的氯離子更容易滲入,因此,在對海洋大氣環境下的混凝土結構進行壽命預測時,需要考慮碳化反應對氯離子侵蝕的影響。
3.2提高保護層厚度
海洋對混凝土的各種破壞腐蝕都直接或間接作用于混凝土保護層。保護層是防止鋼筋銹蝕的第一道屏障,必須保證其有足夠的厚度[10]。《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》規定海水環境鋼筋最小保護層厚度50mm,預應力鋼筋最小保護層厚度75mm,其中浪濺區最小保護層厚度90mm。加大保護層厚度對提高構筑物耐久性具有顯著效果。試驗表明:結構的耐久壽命與保護層厚度的平方成正比。當保護層厚度增加到一定程度之后,隨著厚度的增加,耐久壽命將會大幅度提高,但其增加幅度是有一定限度的。當保護層過厚時,將減小截面受壓區高度,降低結構的承載能力;保護層處混凝土受內部鋼筋約束減小,在受力或凍融時裂縫更易開展,有害離子、氣體易侵入,因而達不到增厚保護層的預期作用[11]。
3.3混凝土表面涂層保護
表面涂層是指為了減少或阻斷海洋腐蝕離子向混凝土的滲透擴散,提高構筑物的使用壽命,在混凝土表面涂上防腐涂料[15]。世界各國的防腐蝕實踐證明:表面涂層防腐蝕是最有效、最經濟、應用最普遍的方法[16]。混凝土防腐涂料種類繁多,廣泛應用的主要有聚氨酯、環氧樹脂、氯化橡膠和丙烯酸樹脂等,它們都有優良的防腐性能。但其缺點是適應性不強,沒有滿足高性能要求,且揮發性有機物較多,對生態環境構成嚴重威脅,今后環保,高性能,功能化是混凝土防腐涂層發展的重點方向。
4結語
【關鍵詞】混凝土;腐蝕;鋼筋;耐久性
前 言
鋼筋混凝土結構是目前應用較廣的結構形式之一。隨著建筑物的老化和環境污染的加重,鋼筋混凝土結構耐久性問題越來越引起國內外廣大研究者的關注。在第二屆國際混凝土耐久性會議上,Mehta教授指出:“當今世界混凝土破壞原因,按遞減順序是:鋼筋腐蝕、凍害、物理化學作用”。他明確地將“鋼筋腐蝕”排在影響混凝土耐久性因素的首位。
一、鋼筋的腐蝕過程
鋼筋的腐蝕機理鋼筋的腐蝕過程是一個電化學反應過程。混凝土孔隙中的水分通常以飽和的氫氧化鈣溶液形式存在,其中還含有一些氫氧化鈉和氫氧化鉀,pH值約為12.5。在這樣強堿性的環境中,鋼筋表面形成鈍化膜,它是厚度為20~60的水化氧化物(nFe2O3?mH2O),阻止鋼筋進一步腐蝕。因此施工質量良好、沒有裂縫的鋼筋混凝土結構,即使處在海洋環境中,鋼筋基本上也不會發生腐蝕。但是由于各種因素,鋼筋表面的鈍化膜受到破壞,成為活化態時,鋼筋就容易腐蝕。呈活化態的鋼筋表面所進行的腐蝕反應的電化學機理是,當鋼筋表面有水分存在時,就發生鐵電離的陽極反應和溶解態氧還原的陰極反應,相互以等速度進行。其反應式如下陽極反應Fe–2e Fe2+陰極反應O2+2H2O+4e 4OH-腐蝕過程的全反應是陽極反應和陰極反應的組合,在鋼筋表面析出氫氧化亞鐵,該化合物被溶解氧化后生成氫氧化鐵Fe(OH)3,并進一步生成nFe2O3?mH2O(紅銹),一部分氧化不完全的變成Fe3O4(黑銹),在鋼筋表面形成銹層。紅銹體積可大到原來體積的四倍,黑銹體積可大到原來的二倍。鐵銹體積膨脹,對周圍混凝土產生壓力,將使混凝土沿鋼筋方向開裂,進而使保護層成片脫落,而裂縫及保護層的剝落又進一步導致更劇烈的腐蝕。
二、結構性能研究
對受腐蝕鋼筋混凝土結構的研究方法主要是試驗分析和有限元分析。試驗分析中,腐蝕試件的模擬一是通過試驗室試驗,包括快速腐蝕試驗(電化學腐蝕、加氯鹽腐蝕等)和鹽霧試驗,二是長期自然暴露試驗,三是替換構件法。有限元分析中,大多采用鋼筋混凝土非線性有限元方法對受腐蝕鋼筋混凝土構件進行非線性模擬。
鋼筋腐蝕通常會改變正常配筋混凝土梁的破壞類型,框架梁一般為彎曲破壞,而受腐蝕梁很多情況下為剪切破壞。不論破壞形態是超筋梁的破壞還是少筋梁的破壞,結構的破壞形態都是從有預兆的塑性破壞變為無預兆的脆性破壞。隨著縱筋腐蝕量的增加,鋼筋混凝土梁的強度和剛度都在下降。
鋼筋混凝土構件實際上都是處于工作狀態,而構件在應力狀態下的腐蝕與沒有加載時有很大不同,其各方面的性能亦有很大改變。荷載對受腐蝕鋼筋混凝土構件的影響是多方面的,加載歷史和加載級別對腐蝕的發生和發展有明顯影響,并影響混凝土中鋼筋的腐蝕量,而腐蝕量反過來通過強度或剛度損失影響鋼筋混凝土構件的適用性。
由于腐蝕使鋼筋的截面尺寸、表面狀況以及鋼筋和混凝土之間的粘結等均發生了變化,腐蝕對鋼筋混凝土結構動力性能的不利影響將更為嚴重。已有的試驗表明,隨著鋼筋腐蝕量增加,鋼筋混凝土構件的滯回曲線豐滿程度和滯回環面積逐漸減小,表明構件耗能能力和延性降低。同時由于鋼筋腐蝕程度的不均勻性,滯回曲線具有明顯的不對稱性.從骨架曲線看,腐蝕嚴重的構件承載力和剛度均降低較多,且達到極限荷載后平直段變短,延性降低。因此鋼筋腐蝕對鋼筋混凝土構件反復水平荷載作用下的恢復力性能有較大影響,在抗震設計中應予以考慮,以保證結構在地震作用下的安全。
三、鋼筋混凝土銹蝕破壞及防護措施
1.鋼筋混凝土銹蝕破壞
鋼筋銹蝕是引起混凝土結構耐久性下降的最主要和最直接因素,目前對影響鋼筋銹蝕的因素、銹蝕鋼筋材料性能的變化、鋼筋銹蝕的防護和檢測等各方面均有較多的研究。
混凝土中鋼筋的銹蝕破壞過程可分為三個階段:階段Ⅰ,從結構建成到鋼筋表面鈍化膜破壞;階段Ⅱ,鋼筋開始銹蝕,直到混凝土保護層出現順筋開裂;階段Ⅲ,鋼筋加速銹蝕直到構件喪失承載能力。銹蝕的形式一般為斑狀銹蝕,即銹蝕分布在較廣的表面面積上。
2.防止鋼筋銹蝕的主要措施
防止鋼筋銹蝕的根本途徑是減緩二氧化碳、氧、水等腐蝕因子通過混凝土保護層向鋼筋表面滲透擴散的速度,以及防止氯離子在鋼筋表面的積聚。
辦法有兩類:
第一類是采用防護材料或外部措施,如采用噴塑鋼筋、鋼筋表面涂鋅、混凝土中摻加緩蝕劑、混凝土表面涂刷防護層、采用聚合物浸漬混凝土表層以及設置陰極保護設施等;
第二類是利用和加強混凝土保護層自身的保護功能,其措施主要有:確保保護層厚度,提高混凝土的密實性,控制混凝土拌和物中的氯鹽含量。
總的來說,鋼筋混凝土的銹蝕破壞是一個重要問題。探討鋼筋混凝土的耐久性的機理和失效概率,找出有效的防護措施,提高結構使用壽命,改進其維修辦法等已成為當前鋼筋混凝土學科中的一個重大研究課題。
四、提高混凝土的耐久性
1.摻入高性能減水劑 在保證混凝土強度等級、拌和物和易性的同時,盡可能減少用水量,降低水灰比,使混凝土的總孔隙,特別是毛細管孔隙率大幅度降低。
水泥在加水攪拌后,會產生一種絮凝狀結構。在這些絮凝裝結構中,包裹著許多拌和水,從而降低了新拌混凝土的黏聚性。施工中為了確保混凝土拌和物的和易性,就必須在拌和時相應地增加用水量,促使水泥石結構中形成過多的孔隙。當加入減水劑后,減水劑的定向排列,使水泥質點表面均帶有相同電荷。在電性斥力的作用下,不但使水泥體系處于相對穩定的懸浮狀態,還在水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜,同時使水泥絮凝狀的絮凝體內的游離水釋放出來,因而達到減少用水量的目的。研究表明,當摻入高效減水劑時,完全可以將水灰比降低到0.38以下從而消除毛細管孔隙。
2.摻入活性礦物摻料 混凝土的水泥石中水化物穩定性的不足,是影響混凝土耐久性的另一因素。在混凝土中摻入活性礦物的目的,在于改善混凝土中水泥石的膠凝物質的組成。活性礦物摻料(火山灰、礦渣、粉煤灰等)中含有大量活性SiO2及活性Al2O3,它們能和水泥水化過程中產生的游離石灰及高堿性水化硅酸鈣產生二次反應,生成強度更高,穩定性更優的低堿性水化硅酸鈣,從而改善水化膠凝物質的組成,消除游離石灰的目的。
3.消除混凝土自身的結構破壞因素 除了環境因素引起的混凝土結構破壞以外,混凝土本身的因素,也會引起混凝土結構的嚴重破壞,致使混凝土失效。例如,混凝土的化學收縮和干縮過大引起的開裂,水化熱過高引起的溫度裂縫,硫酸鋁的延遲生成,以及混凝土的堿集料反應等。因此在確保混凝土強度等級的條件下提高混凝土的耐久性,就必須減小或消除這些結構破壞因素,降低或消除從原材料引入的堿、SO3、Cl 等可能引起破壞和鋼筋腐蝕物質的含量,加強施工控制環節,避免收縮及溫度裂縫產生,提高混凝土的耐久性。
五、結語
雖然目前國內外已經在受腐蝕鋼筋混凝土結構的性能方面開展了一些研究,做了不同腐蝕情況下鋼筋混凝土受彎構件、大小偏心受壓構件、鋼筋與混凝土粘接試件的試驗等,并進行過一些有限元分析,得出了構件承載力和變形性能隨鋼筋腐蝕量的增加而不同程度降低的結論。但是對受腐蝕鋼筋混凝土結構抗剪性能、動力性能的研究仍然極少,特別是對受腐蝕鋼筋混凝土結構疲勞性能的研究幾乎還是空白,我們應加強這方面的研究。
參考文獻
【關鍵字】鋼筋砼;裂縫;原因;防治措施
鋼筋砼又稱為鋼筋混凝土,是由水、水泥、砂石和外加材料混合而成的復合材料,鋼筋砼具有整體性好,抗滲、抗漏性強等特點,因此得以普遍應用,但是鋼筋砼又存在貫穿裂縫、表面裂縫的問題,使建筑質量面臨嚴重的威脅,因此必須解決鋼筋砼裂縫問題。
1 鋼筋砼裂縫的原因
1.1 自身質量問題引起裂縫
由于鋼筋砼是由水泥、砂石和其他材料混合而成的混合材料,因此鋼筋砼的質量受到水泥、砂石等混合材料的影響,很多施工企業為了降低成本,在采購材料時偷工減料、以次充好,使用含泥量較高的砂石、質量不達標的水泥等,不合格的鋼筋砼中往往含有很多低性能的外加劑等,降低了鋼筋砼的整體質量,是鋼筋砼容易發生裂縫。
1.2 砼收縮引起的裂縫
砼自身有收縮的物理特性,在收縮后難免會產生裂縫,主要有干縮裂縫、塑性收縮、化學收縮、碳化收縮等。砼在凝結時體積會發生變化,收縮時又會受到構件的限制,很容易產生裂縫,這屬于干縮裂縫。砼在澆筑的過程中容易出現梭型裂縫,因為砼在澆筑時受到重力的作用,使密度大的粗集料下沉,密度小的水和氣泡上升,造成砼骨料內部分布不均,出現局部裂縫,即使均勻沉降,也會由于鋼筋、穿線配管的阻礙使骨料分布不均,出現裂縫。
1.3 鋼筋位置設置不當
在鋼筋砼的內部結構中,鋼筋的位置設置非常重要,直接關系到鋼筋砼的剛度、強度、裂縫寬度等,鋼筋的位置設置不正確,負彎矩鋼筋設置在了板的下方,會使鋼筋容易受到施工人員的踩壓,導致鋼筋變形彎曲;上層鋼筋網的鋼筋小撐馬間距過大,會使上下兩層鋼筋相重合,支撐邊附近的板就會發生裂縫甚至斷裂。這都是由于設計中考慮不全面或者計算錯誤引起的,配筋位置不正確、鋼筋截面不夠、板太薄、節點不合理、梁跨度過大、高度不夠、構造處理不當、溜槽導致應力集中、構件斷面突變、結構縫設置不當、吊筋設置不合理等,都能夠引起裂縫的產生。
1.4 鋼筋砼在運輸過程中產生離析
鋼筋砼是一種復合材料,在運輸過程中容易出現離析,特別是預拌混凝土,在預拌和澆筑之間有一定的時間距離,這段時間的運輸對混凝土的質量非常關鍵,影響著混凝土的易性和塌落度,預拌混凝土容易受到外界條件的影響,在高溫天氣,混凝土在攪拌過程中容易丟失水分,會讓人以為混凝土塌落損失大,在雨水天氣,混凝土在攪拌過程中容易增加水分,產生離析。混凝土還受到攪拌速度的影響,如果攪拌的速度過快,會使混合分子的熱運動加劇,水分子水化泥顆粒的機會就會增大,混凝土的塌落度就會增大,如果攪拌的速度過慢,混凝土容易出現漿石分離、發生沉淀的情況。
1.5 對鋼筋砼的養護不當
鋼筋砼的養護對鋼筋砼的使用壽命有很大的影響,如果養護的時間過早,會使混凝土的膠結能力降低,如果養護的時間過晚,混凝土板表面的水分蒸發的過快,使水泥由于缺乏水化水而體積收縮,降低了混凝土的強度,在夏冬季節,晝夜溫差的增大使鋼筋砼很容易產生裂縫。有很多施工企業為了追趕工程進度,在砼澆筑完畢后的很短時間內就進行施工活動,這是的混凝土還沒有達到應有的強度,在受到外力沖擊下容易產生裂縫。
2 鋼筋砼裂縫的防治措施
2.1 加強對組成砼的原材料的管理
原材料的質量直接影響到砼的質量,要想解決鋼筋砼裂縫問題,就要從根本出發,加強對原材料的管理。一般情況下,根據泵送要求和結構鋼筋的凈距設計的要求,優先選擇大粒的徑骨料,這樣可以減少水和水泥的用量,控制砼的自身收縮,粗細集料的選購要嚴格按照規范合格標準的要求,粗集料含針片狀補超標,能夠降低砂率,控制砼的收縮量,從而降低產生裂縫的概率。在攪拌砼時,可以加入一些減水劑,減少用水量,從而減少水泥用量,可以加入一定量的粉煤灰、礦粉等,改善砼的特性,控制砼的收縮力度。在混制鋼筋砼時,除了對鋼筋砼的強度有要求,還要考慮砂率、塌落度和摻合料的比例,在保證強度的基礎上減少水泥用量。
2.2 控制澆筑時間
澆筑時間要嚴格控制,盡量避免大風、高溫、負溫天氣,選擇常溫、適宜的空氣濕度,并且無大風的天氣,以陰雨天為宜,如果澆筑時間不能嚴格按照要求來選擇,那么就要采取控制措施,比如在高溫天氣可以采取遮陽、拌冷水的方法,在低溫天氣可以采取保溫措施,比如用熱水和骨料加溫等,降低溫差,保證砼的熱交換系數,降低表面溫度,提高表面濕度,如果在大風天氣,就要采取擋風措施,因為風速過大會導致砼表面的水分蒸發過快,濕度降低,增加內外溫差,產生裂縫。
2.3 合理設置鋼筋的位置和數量
設置鋼筋位置時應該避免鋼筋過于集中,并且根據實際情況適當的增減鋼筋數量。應該避免結構斷面突變產生的應力集中,在容易出現應力集中的位置采取加強措施,比如增加附加筋,增強鋼筋的抗裂能力。設置人員要重視鋼筋直徑和數量的選擇,如果是給樓板配筋,那么就適合用細而密的鋼筋,在容易產生裂縫的位置加強配筋構造,使配筋既能夠滿足承載的要求,又能夠滿足正常使用的要求,提高鋼筋砼的抗裂能力。比如在樓板的外角設置放射狀的鋼筋,長度要比規范長度長,能夠防止板角產生裂縫。
2.4 重視對鋼筋砼的養護工作
要合理控制養護時間,在鋼筋砼澆筑完之后,應該按溫控技術的要求進行保溫養護,并且根據施工現實條件采取養護措施。在夏季,要對鋼筋砼進行降溫養護,比如用遮陽、灑水、噴水降溫等方法,減輕烈日的暴曬,在冬季,可以在表面覆蓋保溫材料,用塑料薄膜或者薄膜養生液提高溫度,保持濕度,建立擋風棚,減少大風侵蝕,在氣溫和濕度正常時,可以噴刷養生液。制作鋼筋砼的水泥主要分為粉煤灰水泥、礦渣水泥、火山灰水泥等,要根據水泥不同的特性進行養護,具體問題具體分析,防止鋼筋砼裂縫的產生。
3 總結:
鋼筋砼裂縫能夠引起室內的漏水、滲水,破壞了建筑物的使用壽命,給人們的正常生活帶來了很大的困擾,甚至威脅到人們的生命財產安全,通過對鋼筋砼裂縫的原因分析,施工單位應該以預防為主,加強鋼筋砼的使用管理,降低由于裂縫造成的損失,減少經濟糾紛。
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關鍵詞:土建結構制作鋼筋混凝土施工措施
一 引言
土建工程有著強烈的個性,需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設計施工人員的主動創造性并阻礙新技術的應用。
二 鋼結構制作
1)頂環梁的分段
頂環梁由環形鋼管,箱梁,鋼板,H形鋼梁與鋼管等構件組成,其中環形鋼管與箱梁由于運輸與起重量等方面的原因,必須分段制作,運到現場,由吊機分段吊到設計指定的位置上,再連成整體.為減小現場高空對接的焊接變形,對接形式為高強螺栓連接.
2)頂環梁的制作
①先進行鋼管的縱縫焊接,并裝焊內筋板;
②按分段長度進行鋼管對接或折線對接;
③在環形胎架上,對短軸梁架連接的鋼管分段,用火工加熱的方法,進行熱彎成型;
④在頂部環梁的環形胎架上,與長短軸梁架的徑向連接座,連接板進行裝焊;
⑤頂部箱梁分段按整體方法制作及驗收;
⑥頂部橫梁連梁分段按整體方法制作及驗收;
3)長軸梁架的分段制作
長軸梁架上部按12m,下部按15m左右長度分段.長軸梁架結構分段見圖1一12-8.
長軸梁架的制作過程如下:
①按分段尺寸進行整體側造方式制作;
②先進行內外側H型鋼的裝焊,并在型鋼流水線上,進行大接頭連接孔的套鉆;
③在平面胎架上按整混梁架的尺寸分別進行梁架的外側邊,腹肋板及內側邊的裝焊,并裝焊側球形座,分段翻身后繼續焊接,裝焊分段連接板;
④劃線配鉆外側眼孔;
⑤超聲波探傷及尺寸交驗;
⑥單棍梁架在平面整混預拼裝并交驗.
4)長軸梁架連桿的制作
長軸梁架的螺紋套管連桿見圖1-12-9.長軸連桿為螺紋套管式,可調節連桿長度;根據計算尺寸,焊接兩端鋼管,再機加工一端螺紋;機加工標準雙螺紋套管;將標準螺紋套管與兩端鋼管旋人,涂裝.
5)短軸梁架的分段制作
短軸梁架上部按12m,下部按15m左右長度分段.短軸梁架的分段見圖1一12一10.
短軸梁架的制作順序如下:
①按sm長分段尺寸進行整體側造方式制作;
②在平面胎架上按整福梁架的尺寸分別進行梁架的外側邊,腹肋板及內側邊的裝焊,并裝焊側球形座,分段翻身后繼續焊接,裝焊分段連接板;
③劃線配鉆外側眼孔;
④超聲波探傷及尺寸交驗;
⑤單棍梁架預拼裝;
⑥短軸梁架空間預拼裝.
6)短軸梁架連桿的制作
短軸連桿有三種類型:半圓栓接管,雙鉸座管,雙鉸板管.根據計算尺寸,在專用夾具上,將已機加工好的鑄鋼連接件與鋼管焊接,再與兩端連接件用螺栓固定,待預拼裝時,與徑向梁架連接焊接.雙鉸座管,雙鉸板管,尚需加工半圓套管.
三 某工程存在問題的處理措施
1. 將局部用水泥砂漿修補過的部位重新進行剔鑿,沖洗干凈,由建設單位、監理單位、施工單位共同查看,判斷為蜂窩或孔洞,然后按下面方法進行處理。
2. 蜂窩處理:較小蜂窩洗刷干凈后,用1:2或1:2.5水泥砂漿抹平壓實;較大蜂窩,鑿去蜂窩處薄弱松散顆粒,刷洗凈后,支模用高一級細石混凝土仔細填塞搗實。
3. 麻面處理:在麻面部位澆水充分濕潤后,用原混凝土配合比去石子砂漿,將麻面抹平壓光。
4. 孔洞處理:將孔洞周圍的松散混凝土和軟弱漿膜鑿除,用壓力水沖洗,濕潤后用高一強度等級細石混凝土仔細澆灌、搗實 。
5. 露筋處理:表面漏筋,刷洗干凈后,在表面抹1:2或1:2.5水泥砂漿,將漏筋部位抹平;漏筋較深的鑿去薄弱混凝上和突出顆粒,洗刷干凈后,用比原來高一級的細石混凝土填塞壓實。
6. 縫隙與夾層:縫隙夾層不深時,可將松散混凝土鑿去,洗刷干凈后,用1:2或1:2.5水泥砂漿填密實;縫隙夾層較深時,應清除松散部分和內部夾雜物,用壓力水沖洗干凈后支模,灌高一級別細石混凝土。
7. 錯臺處理:錯臺處將凸出部位進行剔鑿或打磨,使錯臺大小和截面偏差達到規范允許偏差范圍之內。剔鑿部位用水沖洗干凈后在表面用1:2或1:2.5水泥砂漿抹平。
8. 脹模處理:將脹模范圍進行標識,標識后進行剔鑿或打磨,使截面尺寸滿足規范允許偏差范圍之內。剔鑿部位用水沖洗干凈后在表面用1:2或1:2.5水泥砂漿抹平。
9. 梁變形、洞口變形處理:對變形位置進行掛線,凸出部分進行剔鑿或打磨,凹下部分視情節進行掛網抹灰找平或鑿毛植入短鋼筋支模灌高一級別細石砼。
10.陽角處理:陽角出現保護不周缺棱掉角的根據程度不同采取不同方式進行處理,較小的剔除松散石子撒水潤濕,采用1:2或1:2.5水泥砂漿抹平;較大部位剔除松散石子后打孔植入鋼筋頭支模灌高一級別細石砼。
12.墻體底部處理:墻體跟部砂漿厚度超過50mm的,將頂板進行支頂,然后剔除跟部砂漿,撒水潤濕,支模灌高一標號膨脹混凝土。
13.空調板處理:個別二次澆注的空調板上側跟部出現裂縫,將原板進行剔除,調整鋼筋位置,重新支模重新澆筑。
四 解決土建結構工程耐久性的措施
(1)主管土建結構工程設計標準的部門,要對工程的耐久性要求作重點審查,明確土建結構工程的設計應有最低使用壽命的要求,重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節與論證;盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例,修訂補充現行規范中對結構耐久性的要求。在修訂規范的耐久性要求上,交通部于2001年頒布的港工混凝土結構防腐蝕技術規范已為其它土建結構工程行業起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內外已有的資料和經驗,盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需,另一方面則要安排系統的研究項目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土的耐久性研究離不開原材料和環境等特定條件,需要考慮本國的特點,是不能完全依賴國外研究成果的。 (2)加強土建結構工程使用階段的正常檢測與維護.結構耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護和修理不能分割,對處于露天和惡劣環境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規范與施工規范,但沒有如何使用的規范。有些工程倒塌事故,例如四川宜賓的南門大橋發生橋面坍落事故,就是因為橋面結構與主拱之間的吊桿在連接處發生銹蝕,如果有定期的檢測要求,這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程,強制規定必須定期檢測;即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件,因其墜落后容易傷及公眾,也有強制定期檢測的要求。
[關鍵詞]鋼筋銹蝕;除銹方案;保護方案
中圖分類號:U455 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)23-0166-02
在建筑施工過程中,有很多建筑由于各種原因停建、緩建,以及結構設計中要求留置的各種后澆帶(部分后澆帶要結構封頂后才能封閉)而造成長期鋼筋外露,這些情況往往導致建筑結構鋼筋長期暴露在空氣中,若不及時采取防護措施或保護措施不當,鋼筋置于室外或露天條件下容易生銹,不但影響外觀質量,還會影響后續工序的正常進行,如不及時處理,更會造成材料的報廢,導致不必要的經濟損失,這就要求施工單位對此要引起高度重視并依據實際情況選擇實施必要的防護措施。
1 鋼筋銹蝕原因分析及危害
1.1 鋼筋銹蝕分類及原因分析
預留或工程停工導致鋼筋長期于大氣中,若不采取有效的措施或措施不當,鋼筋將發生銹蝕,銹蝕的發展速度與所處環境條件息息相關。按照銹蝕作用的機理,鋼筋的銹蝕主要有化學銹蝕和電化學銹蝕兩種,其中鋼筋在存放和使用中發生銹蝕的主要形式為電化學銹蝕。
1.2 鋼筋銹蝕危害
2 處理方案選擇
2.1 銹蝕量的評價方法
根據相關規范要求“鋼筋應平直、無損傷,表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀老銹[1]”,另鑒于上述鋼筋銹蝕的危害甚大,從質量、安全、經濟的角度綜合權衡,對于長期外露鋼筋實施保護前,應對其鋼筋的銹蝕程度進行分類辨別,必要時應請具有相關檢測資質的檢測機構對鋼筋進行相關檢測,再根據實際情況選擇相應的鋼筋除銹和保護方案。
鋼筋銹蝕程度的分類情況如下:
2.2 處理方案
2.1.1 鋼筋除銹方案
對外露鋼筋實施保護施工前,應先對鋼筋表面進行處理,剔除粘附在鋼筋上的雜物外,還要將其表面的浮銹清理干凈。
2.1.2 鋼筋保護方案
為防止鋼筋銹蝕,目前存在的施工方法多種,且隨著建筑施工工藝的不斷創新與完善,方法將會越來越多。以下為幾種常見的鋼筋保護方法:
3 工程實例
某工程為商業辦公樓,地下2層,地上20層。現工程正進行地下室結構施工,局部已施工至地下室頂板,由于建設單位工程手續問題,暫停施工,具體再次開工時間不明確,致使施工現場存在鋼筋(后澆帶部位、樁頭鋼筋)。經現場查看外露鋼筋情況,發現鋼筋表面已發生銹蝕,部分氧化皮已剝落,且表面有少量點蝕,但銹蝕僅發生在表皮,銹蝕程度并不嚴重,銹蝕等級介于B級與C級之間。項目部與監理、業主、設計單位協商后對外露鋼筋采取人工除銹和除銹劑除銹相結合的方式,除銹完成后采用水泥基基層涂法對鋼筋進行保護。
3.1 人工除銹與除銹劑除銹
本工程鋼筋除銹采取的方案:先用噴霧器噴涂清洗液除銹,除完以后對遺漏的死角處采取鋼絲刷或磨砂紙進行清除。
施工方法:(除銹劑使用JF-II“四合一”磷化劑)
(1)清理鋼筋底部露出鋼筋根部,后澆帶內木方、砼碎塊(地下室底板后膠帶內積水抽干)及梁內木屑等垃圾清理完成后,使用現場塔吊把所用除銹材料運至外露鋼筋處。
(2)把清洗液倒入噴霧器中開始噴涂(不宜在雨濕天氣,噴涂人員必須帶好防護眼鏡、橡膠手套和口罩,穿好工作服)。
(3)噴涂過程中需認真,鋼筋每根轉圈噴涂不能留下遺漏和死角。現場管理及施工人員必須戴好安全帽及做好安全措施。
(4)噴涂完成,需露出鋼筋本色,根據現場試驗需至少2遍除銹。噴涂除銹完成后需用鋼絲刷對遺漏和死角進行人工除銹。
(5)除銹完成后使用高壓水槍沖洗后,采用水泥基基層涂法對鋼筋進行保護。
3.2 水泥基基層法對鋼筋防護
3.2.1 施工準備
①針對本工程鋼筋除銹完成后方可采用水泥基基層法防護鋼筋;
②施工前必須保證施工部位清理完成,確保外漏鋼筋表面的銹蝕部分和雜質清理干凈,原鋼筋銹蝕區域的砼表面雜質、灰塵等且保持干燥。
3.2.2 施工流程
1)用901膠加纖維素和42.5R水泥攪拌成水泥膠漿,膠灰比為1:2。
2)外露的后澆帶鋼筋、樁頭鋼筋、滿刷攪拌好的水泥膠漿,涂刷至少2次,使外露鋼筋與空氣完全隔離,厚度宜控制在1.5mm以上。
3)待水泥膠漿表面干燥后,在特殊部位后澆帶上用木模板等硬質材料進行覆蓋,防止掉落物體將鋼筋上覆蓋的水泥膠漿砸掉。
4 結語
長期外露鋼筋防護處理對工程具有重要意義,尤其是停建或緩建工程,采取合理的防護措施能避免鋼筋因銹蝕而導致材料報廢,為后續工序進行提供保障,保證工程質量及結構安全,節約成本,如若處置不當可能造成質量隱患及損失,對此應引起高度重視。目前對鋼筋的除銹及防護方式多樣,新的工藝方法層出不窮,應根據具體工程的特點結合實際情況進行合理選擇。
參考文獻:
關鍵詞:工程質量;鋼筋管理;建筑施工;安全
0 引言
隨著我國經濟的不斷增長,建筑行業得到了良好的發展,鋼筋是建筑工程中的一種建筑材料,是工程中重要的材料之一。但是,在一些工程因為沒有做好鋼筋的質量把關工作,導致了施工質量得不到提高,也影響了建筑的投入使用安全。如何做好對鋼筋質量的監理工作成為了施工人員需要解決的問題。下面就此進行討論分析。
1 建筑工地工程使用鋼筋存在的質量隱患及問題
1.1 對鋼筋“產品生產許可證”的檢查
工程上使用的熱軋帶肋和冷軋帶肋的鋼筋都是經國家批準取得產品生產許可證的正規廠家生產的合格鋼筋,這樣的鋼筋用于工程上沒有問題。 “產品生產許可證”是我檢測鋼筋進場的標準之一。
1.2 對廠家提供的“產品質量證明書”不合格的確認
1.2.1 說明書中數據顯示這批鋼筋不合格;
1.2.2 鋼筋在出廠檢驗時,分別對生產的鋼筋抽樣檢測,有的標準未達到就不能完全代表該批次的鋼筋合格;
1.2.3 建材經銷商弄虛作假,自己編制“產品質量證明書”,有的造假非常逼真,難辨真偽,這就需要工地的各方認真處理,對造假者的產品嚴加控制。
1.3 冒充正規廠家的產品在市場銷售
假冒其“產品質量證明書”公開銷售,這種現象在工地就可以見到。
1.4 小廠家生產的不合格鋼筋,價格相對偏低
這種現象使得個別施工企業為降低成本使用不合格的鋼筋,造成工程中鋼筋質量不合格,對工程質量造成隱患。
1.5 正規廠家生產的鋼筋價格偏高
這就決定了企業的成本及企業的效益,個別的廠家和建材經銷商就在送貨的時候做手腳,為達到進場抽樣復試合格,他們會采取很多花樣。外包裝的鋼筋和中間的鋼筋質量不一樣,送檢的試樣鋼筋和現場進貨的鋼筋不一樣,“產品質量證明書”代表的鋼筋批次進場,和每次不同批次的鋼筋不一樣,有的復試報告和鋼筋對不上號等。
綜上所述,工地上鋼筋的不合格已經給建筑工程的結構、特別是高層建筑的結構埋下了工程質量的隱患,如果建設單位、施工單位、監理單位的各方不引起重視,不采取積極有效的措施加以堅決有效的控制,將會造成重大的質量事故,這是要引起重視的。
2 政府主管部門應加強對鋼筋的管理,并采取相應有效的措施
對于市場流動和工地的鋼筋質量的管理,也是政府主管部門的責任。應當加強對責任單位的行為監督,制定出相應的辦法,采取有效的措施,加強對鋼筋的控制,加大對施工現場鋼筋質量管理的力度。
2.1 控制鋼筋的質量從生產廠家抓起
政府的管理部門應嚴格審查“產品生產許可證”的發放,對待審批的生產廠家的設備、人員、生產能力、技術力量及各種檢測設備和廠家的規模等都要認真核實。生產廠家生產的產品要嚴格把住出廠關,對產品質量批次的檢測和抽樣檢驗,都要達到合格,只有從源頭抓起,才能保證鋼筋產品的質量。
2.2 控制流通環節來保證鋼筋的質量
政府主管部門應核對流通的市場這個環節,對鋼筋的質量加以控制,這是很重要的。特別是主管部門要加大對鋼筋銷售市場鋼材質量的控制,制定行之有效的措施,采取相應的手段。對沒有“產品許可證”、沒有“產品質量證明書”的廠家生產的鋼筋,絕不能允許進入施工現場,更不能用在工程上。對鋼材市場的經銷商經營的鋼材,主營部門也應進行抽查,嚴格控制不合格的鋼筋進入工地。
2.3 建設行政主管部門要不斷的加強對工地現場的鋼筋質量管理
鋼筋進入現場時要嚴把關,并對到場的鋼筋進行驗收,檢查相關證件,對送試抽樣檢測出的不合格鋼筋必須做出嚴肅處理。另外,建設行政主管部門要按照規定,對工地的責任單位進行行為監督,加強對現場的鋼筋監督抽查的力度,并增加抽檢次數,嚴格禁止不合格鋼筋用于工程上,避免給工程結構帶來安全質量隱患,確保人民生命財產的安全和工程的結構安全。
3 各責任單位應引起共識,嚴格禁止不合格鋼筋的進場與使用
建設單位、施工單位、監理單位是工程建設的主體,對工程上使用不合格鋼筋引起的后果和危害,必須引起共識。只有這樣才能在實際操作中各司其職,把好鋼筋進場的材料關。
3.1 灌輸施工單位和建設單位加強工程質量意識和鋼筋對結構安全的重要性
特別是施工單位對在建工程要以保證工程質量為中心,在采購各種鋼筋時,應選擇價格合理且正規廠家生產的鋼筋,絕不能不顧工程質量選擇不合格的鋼筋,或隱瞞鋼筋的真實質量,讓不合格的鋼筋進入施工現場用于工程中。在這一點上,施工單位和建設單位必須有明確的認識。
3.2 工程監理人員要明確責任,把好質量關,把好材料進場關
因為監理單位在市場經濟中有著利益和責任的雙重關系,所以監理工程師對工程上的各個環節都要加強管理,并明確規定對材料的質量要求和技術指標,嚴格控制。特別是鋼筋水泥等多源頭、多渠道的材料,對進場的每一批材料都要實行嚴控,做到要有鋼筋的“品質保證書”、“產品合格證”,還要有鋼筋的復試報告。未經檢驗的鋼筋材料絕不允許進入工地,對于質量不合格的鋼筋發現后要及時清場。
3.3 對鋼筋檢驗抽查取樣的控制
鋼筋進場驗收是以“產品質量證書”為證明,查驗此證明是否合格。另外,對其鋼筋牌號、所執行的國家標準、力學性能、化學性能及所代表的批量產品,能否符合國家規定的標準進行檢查。其后要對鋼筋產品的外觀質量進行查驗,直徑是否超出國家規定的偏差,鋼筋是否發現裂紋等,如達不到合格標準就要退場。
3.4 鋼筋檢測用數據說話
鋼筋的檢測能直接反映進場鋼筋的真實質量,鋼筋的力學性能、化學性能是否合格,也是靠檢測的數據來判斷。所以說,檢測數據的真實和準確,是關系到工程質量的大事,也是直接影響到工程結構的質量,這一點是不容忽視的。行政管理部門對于檢測的質量也要引起重視,對檢測的設備和數據的采集必須嚴格管理,堅決杜絕人為因素的影響,采取必要的措施來保證數據的準確性和真實性。
3.5 發動各方參建主體加強對鋼筋質量的管理
建筑工程的參建各方都要對工程質量負責,要有明確的認識,特別是鋼筋水泥等主要建筑材料的使用,更要有新的認識,使用不合格的材料將會引起工程質量事故,會給工程質量留下后患無窮的禍根。所以說對進入工地現場的每一批鋼筋進行取樣檢測時,都要嚴格按程序辦。對鋼筋進場時驗收、取樣、檢測都要按照規定,對責任單位的行為進行監督,各負其責,誰出問題誰負責,特別是在進入現場卸車后的鋼筋中隨機抽取,必須符合正規廠家的標準和取樣的數量及取樣辦法和規則,這些都是由現場的專門人員按規劃做,不能有絲毫的馬虎。監理工程師要保證檢測的鋼筋符合檢查標準,確保不讓不合格的鋼筋流入施工現場。
4 結語
綜上所述,建筑業隨著經濟增長不斷發展,人們對建筑的質量要求也越來越高,鋼筋作為建筑施工工程中重要的材料之一,政府主管部門和各責任單位都應該重視鋼筋的質量問題。只有不斷加強控制鋼筋質量的意識,采取更好的辦法來做好施工現場的鋼筋質量監理,才能保證施工質量的提高。
參考文獻
關鍵詞:施工縫 鋼筋混凝土 后澆帶
Abstract: this paper introduces the cast-in-place reinforced concrete seam the principles and general lien position, this paper focuses on the special structure construction joints Settings and construction quality control, provide everyone reference.
Keywords: construction seam reinforced concrete of the pouring belt
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
1前言
現澆鋼筋混凝土結構最好是連續澆筑混凝土。但有些工程混凝土量很大,而實際施工條件(如人力、時間、設備能力、模板及鋼筋安裝等)受到限制,不得不中斷澆筑,等到再澆灌時,新舊混凝土問形成一條接縫,稱為施工縫。施工縫若處理不好,往往會形成弱點,對結構的受力、整體性及防水都不利。因此.對施工縫的留置與處理一定要十分重視。
2施工縫的設置原則
(1)施工縫的設置要盡量減少,應該考慮到結構及構件的整體性和耐久性,盡量減少留縫以便減少結構的薄弱環節,保證結構的整體剛度。若施工縫的留設位置過多,使結構和構件存在裂縫隱患較多,必然會影響結構的耐久性。
(2)施工縫的留設應充分考慮到結構的受力性能。施工縫應設置在剪力、彎距較小的部位.應盡量避開鋼筋錨固區及主筋搭接部位。
(3)施工縫的設置應考慮施工工藝要求。某些整體結構受到施工工藝的限制必須在某些指定部位設置施工縫.否則會影響混凝土構件的內在質量。
(4)混凝土施工縫的設置應避免裂縫的產生。充分考慮溫度應力和收縮變形因素的影響,避免結構收縮裂縫和溫度應力裂縫的產生。
3施工縫的留置位置
施工縫留置的原則:施工縫宜留置在結構受剪力較小且便于施工處。
(1)施工規范中規定的“柱應留水平縫,梁、板、墻應留垂直縫”比較片面,沒有對混凝土構件作出具體規定。比如對現澆混凝土樓梯而言,說留水平縫或垂直縫都是不合適的,應規定為:使施工縫接縫面與結構的縱向軸線垂直。
(2)對于大體積現澆混凝土,由于澆筑數量大,整體性要求高,一般不應留置施工縫。
(3)混凝土條形基礎和獨立柱基礎也應一次澆筑完畢,不宜留施工縫。
(4)承受動力作用的設備基礎,一般不應留置施工縫。如設計沒有規定,而施工時又必須分段時應先征得設計單位同意,并符合施工規范要求,方可設置。但在同一設備機座的地腳螺栓之間,在重要機座之下和用軸連接傳動的設備機座之間不得留置垂直縫。
(5)基礎的薄弱或懸挑部位以及被孑L洞削弱的部位不應該置施工縫。
(6)施工規范規定:“和板連成整體的大斷面梁,施工縫應留置在板底面以下2O一30mm,當板下有梁托時,留在梁托下部”。大斷面梁,沒有具體規定斷面尺寸,一般認為和板連成整體的梁應和板同時澆筑,只有當梁的高度大于1M時,方允許將梁單獨澆筑并按規范規定留置施工縫。
(7)對簡支梁、板作受力分析,在荷載作用下跨中的剪力較小,施工也比較方便,施工縫應留置在跨中1/3的范圍內。這個“1/3”是指一個區段而不是一個點。筆者曾遇到過有人把這個“1/3”理解為一個點的情況,這是很危險的。
4特殊結構的施工縫設置
(1)鋼筋混凝土筏板基礎中設置施工縫
較長的鋼筋混凝土筏板基礎,為克服沉降差異、溫差影響和水泥干縮影響,需間隔一定距離澆筑筏板,每段筏板之間設置“后澆帶”填平補齊,因此, “后澆帶”處會出現兩道垂直施工縫,后澆帶的保護和混凝土澆搗應采取必要的技術措施,包括地下室筏板基礎中后澆帶的抗滲措施。
(4)鋼筋混凝土蓄液池或箱形基礎及地下室外墻中設置施工縫
鋼筋混凝土蓄液池或箱形基礎及地下室外墻中設置施工縫,不僅關系到結構安全度問題,而且對池(箱)壁能否具有良好的抗滲、防漏問題也有很大影響。有的施工單位為防止施工縫處成為滲水通路,采取池(箱)底板同池(箱)壁板或地下室外墻同底板一起澆筑的方法,結果事與愿違。由于池(箱)壁或地下室外墻內側支模無堅硬的硬基層支撐造成池(箱)壁或地下室外墻幾何尺寸歪斜變形,底板鋼筋踩踏位移,嚴重影響蓄液池或地下室外墻及箱形基礎的質量。
正確作法是在池(箱)和地下室底板同側壁外墻相交處往上30~40cm設水平施工縫一道,該縫可以是凹縫、凸縫,也可以是平縫,平縫內設鋼板或橡膠止水帶。由于池(箱)及地下室底板與側壁相交處側壓力最大,該處都可以設施工縫,那么,在池(箱)側和地下室外墻壁中部設置水平施工縫也不應視為不合理,但是施工縫畢竟是個薄弱部位,能少設縫時.盡量少設,同時施工縫的結構及處理措施必須周密。
(5)深梁和箱形大梁中設置施工縫
深梁就是跨高比≥2(簡支粱)或≥2.5(連續梁)的較高寬水甲抗彎構件以及高層建筑中轉換層大粱和大型公共建筑中的箱形大梁。這類水平構件自重大(有些達到150kN/m3以上),一次整澆混凝土所產生的跨中彎矩非常大,足以使支撐系統難以承受,另外深梁高度往往涉及兩個或以上的樓層,一次整澆施工極為不使,還易出現溫度及干縮裂縫。由此看來,深梁或轉換大梁及箱形大梁內設置水平施工縫是必要的、合理的、科學的。
5 加強施工縫混凝土施工質量的控制
在施工中,盡可能不留施工縫,必須留施工縫時,一定按規定留置,要特點注意接縫的時間、接縫的質量情況。
澆筑完的混凝土初凝以后,不能過早地在其上澆筑新的混凝土,否則在振搗新澆筑的混凝土時。就嘗破壞已初凝混凝土的內部結構和混凝土與鋼筋的粘結,當混凝土的抗壓強度達到1.2Mpa以上時,方可繼續澆筑混凝土。
在澆筑混凝土前應首先清除施工縫混凝土表面的水泥漿、垃圾、松動的砂石,鋼筋上的油污、銹斑和砂漿等雜物。采用表面涂緩凝劑(如紙漿廢液)處理垂直施工縫時,應在拆模后即用鋼絲劇或壓力水清除表層水泥漿,使石子外露。水平施工縫前后層混凝土的結合是通過混凝土在重力作用下的壓力、接觸面的摩擦力以及前后層混凝土的粘結力來實現的;垂直施工縫是通過接觸面產生的咬合力和先后澆筑的混凝土粘結力來提高其抗剪能力。因此施工縫表面粗糙,對先后層混凝土結合有利。在混凝土澆筑前必須將其表面鑿毛,然后把施工縫表面用水沖洗干凈并充分濕潤(低洼處不得有積水)在澆筑混凝土時,為防止水平縫處形成石子密集區,影響混凝土強度。澆筑前水平縫處應先鋪一層厚度為lO~15mm與混凝土成分相同的水泥砂漿;垂直縫也應先刷一層水泥漿(水泥:水=1:O4),然后開始澆筑躐土。
關鍵詞:海港工程;鋼筋混凝土腐蝕;原因;防護技術
我國在改革開放之后就非常重視建設港口和航道,尤其是進入二十一世紀,國家加大了資金投入和技術投入,我國海港工程取得了很大的成就。但是在建成后,經過海水的侵蝕等影響,工程各建筑鋼筋混凝土腐蝕現象嚴重,造成嚴重的浪費,而且水上建筑物維修的時候存在危險,尤其是在海嘯、海風等天氣,所以國家和相關部門要重點研究。
一、海港工程鋼筋混凝土腐蝕的表現
第一,鋼筋混凝土出現斷裂問題,部分脆弱位置被腐蝕,時間累積后導致斷裂,還有就是全部在海水下的鋼筋混凝土整體被腐蝕;第二,鋼筋混凝土沿著結構的方向受到腐蝕,這樣就會先裂開,然后倒塌,這主要就是表面的防腐蝕圖層厚度不達標,或者圖層本身防腐蝕的能力弱,而且還受到熱脹冷縮的影響;第三,鋼筋混凝土沿著結構的方向裂開后,縫隙會越來越寬,逐漸整體就會有坍塌、斷裂的危險;第四,上面三點共同作用,海港工程整體的抗壓能力就會減弱,即使表面看不出問題,但是一旦受到擠壓、海風等,就會出現嚴重的后果[1]。
二、我國海港工程出現鋼筋混凝土腐蝕的原因分析
鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝同構成的,所以出現腐蝕的原因主要有兩個,即鋼筋被腐蝕和混凝土被腐蝕。一方面,混凝土受到腐蝕。上文已經提到,海港工程的鋼筋混凝土主要就是由鋼筋和混凝土構成的,混凝土包裹著鋼筋,主要就是保護鋼筋不受傷害,但是現有技術水平有限,混凝土自身的缺陷無法抗擊海水等非地面常見因素的腐蝕,混凝土是由沙石和水泥等混合而成的原料,從它的構成就可以了解,它存在一定的縫隙,這些縫隙以孔的形式存在,那么在受到海水侵蝕的時候,如海水中的氯元素從這些縫隙進入,使縫隙越來越大,導致混凝土受到腐蝕,相應的也就失去保護鋼筋的作用;另一方面,在混凝土被侵蝕后,鋼筋也會受到侵蝕,但是鋼筋受腐蝕與外面混凝土的薄厚有很大的關系,外表的混凝土比較薄,那么受到海水侵蝕的時間快,主要就是受到海水各類化學元素的影響,那么里面鋼筋就會受到海水的影響,而如果表面的混凝土較厚,那么這個過程就是綜合各類因素影響,里面鋼筋容易受到天氣情況、人為污染液體排放和海水自身的三重沖擊,混凝土會全部損壞,鋼筋也逐漸被腐蝕,出現斷裂的現象[2]。
三、關于鋼筋混凝土腐蝕防護技術措施的合理思考
明確鋼筋混凝土受腐蝕的原因后,采取相應的手段加以防護是工作的重要內容,在現有技術水平的基礎上,國家加大投入,提高防腐蝕防護技術,而且也要提高設備的先進性,保證人員操作規范。關于鋼筋混凝土防腐蝕技術的思考主要有以下三個方面:
(一)提高制作混凝土的技術。提高海港工程鋼筋混凝土的防腐蝕功能,首先要注意的就是提高制作混凝土的技術。現有制作混凝土的技術只適用于路面建筑,缺少海面上腐蝕方面的研究,所以要減小混凝土的縫隙,現有的先進技術就是加入煤炭的粉末,這樣可以起到填充縫隙的功能,那么在投入使用后,海水中有害元素就不能從這些縫隙進入建筑內部,大大延長它受腐蝕的時間。此外,加入煤炭的粉末還能使混凝土更有“彈性”,這樣可以保護鋼筋結構,而且也可以加入一些不可溶性的膠狀物,達到零縫隙的效果。
(二)在鋼筋混凝土中加入自動防銹物質并提高除銹設備的先進性。一方面,根據多年的事實證明,鋼筋混凝土受到腐蝕是導致海港工程出現事故、影響經濟效益的重要原因,所以結合國內外先進技術,在提高混凝土的性能的基礎上,還要通過添加一些物質來防腐蝕,現有的主要就是硝酸鈣粉末、亞硝酸鈣粉末等,將它們添加到混凝土和鋼筋的制作過程中,可以自動防護腐蝕,但是要先進行測試;另一方面,提高除銹設備的先進性,現階段的除銹設備笨重,操作起來非常困難,所以要將除銹設備的體積減小,并且制作人工智能機器人進行操作,不僅提高工作效率,也減少人員傷亡[3]。
(三)在鋼筋混凝土表面涂上防腐蝕的物質。除了上面兩點內容外,還要注意在鋼筋混凝土表面的防腐蝕操作,主要就是在表面涂上具有防腐蝕功能的物質。這個原理與地面建筑表面涂料相似,就是通過這種物質,阻止外力對涂料下面鋼筋混凝土的腐蝕,也減少自然天氣等的影響,如酸雨、日照、潮濕天氣等。這種物質包括上文中提到的非可溶性膠,同樣具有高吸附力和防滲透的功能,在鋼筋混凝土表面涂上這種物質,可以填充縫隙,但是當前我國的這種物質吸附能力比較弱,在一定時間內就會脫落,所以要通過研究提高它們的吸附能力。這個過程要注意考慮環保的問題,也就是所有的原料應該符合綠色建筑的要求,生產的能耗要低,產生的廢棄物要盡可能少,而且盡量使用可持續使用資源,這樣可以在實現防腐蝕功能的同時,保證環境效益,而且也減少維修等產生的費用。
四、結論
總之,海港工程對我國經濟增長有重要的貢獻,尤其是發展貿易,所以國家和相關部門一定要重視起來,提高工程原料的防腐蝕能力。除了文中提到的內容外,國家還要提高信息化水平,加大對相關專業的投入,提高他們的教學水平,為我國海港工程做好人才儲備。
參考文獻:
[1]石建光,余志勇,林挺寧,李鋼.沿海混凝土橋梁工程的腐蝕環境評價以及耐久性設計要求[J].混凝土,201.