钢筋防腐保护

根据现行 Eurocode,规定了混凝土保护层的最小厚度 (cnom)。这种混凝土层的厚度,是从钢筋混凝土构件外表面到第一层钢筋的最小距离。对于线性构件,这是箍筋;对于面状构件,这是底部纵向钢筋。名义保护层定义为:cnom = cmin + Δcdev

cmin为规定的最小保护层厚度,其数值取决于混凝土与钢筋的粘结条件、环境条件、钢筋涂层等。Δcdev为代表施工偏差的数值。根据钢筋混凝土构件的暴露等级,不同情况下名义保护层厚度的取值不同;其通常范围为2,5 cm至3,5 cm。对于基础,取5cm。

cnom

水泥砂浆和混凝土在反复加热与冷却下的行为

新拌混凝土的强度可通过逐步蒸汽加热或置于逐渐升温的水中,随后缓慢冷却而迅速提高。这样,经过一天的处理后,就能获得在常规工艺下需数周才能达到的强度。作用程度取决于水泥和骨料类型,不过对于贫混凝土的效果明显优于富混凝土。

如果加热和冷却在较大范围内进行,而又快速实施,则混凝土构件中会产生显著应力。在这种情况下,尤其是在频繁重复时,必须考虑裂缝从外向内扩展,并影响混凝土的力学性能。不同水泥的表现各不相同,因此在实际应用中建议仔细选择水泥。

混凝土的热透过率

混凝土的导热系数取决于骨料和水泥的性质、水泥用量、拌和用水量、混凝土含水量以及温度高低。通过对厚度为 10 cm 的板材及充分干燥的混凝土进行试验,确定其导热系数 λ 在 10 ℃时为 1,163 W/mK,而对于浸水混凝土板则可达 2,326 W/mK。较厚的板材显示出更高的导热系数;最大值为 2,38 W/mK。

混凝土受热膨胀

膨胀在很大程度上取决于骨料,其次取决于混凝土的含水率,也取决于水泥本身。迄今已知在 0 至 40 oC 之间的极限值约为每升高一度 6 至 13*10-6 m/m。

耐反复荷载性能

1. 疲劳压缩强度。 此处“疲劳强度”一词取其广义;在技术应用中应始终注明疲劳强度类型(压缩、拉伸、交变压缩与拉伸、弯曲、剪切、纯剪切、屈曲)以及加载方式(仅静载、仅循环载、部分静载和部分循环载)。

静荷载疲劳下的抗压强度:应当预期,长期荷载下的抗力至少为通常压力试验中出现强度的 ¾。

受反复荷载作用时的抗压疲劳强度(基本动强度):不同组成的混凝土柱,尤其是采用不同水泥用量和不同级配的混凝土柱,其基本动态抗压强度已证明至少为普通静载至破坏时棱柱强度的 0,5。当时采用了每分钟 260 次荷载循环;用于确定该基本动态强度的总循环次数为两百万次。随着每分钟循环次数的增加(试验范围为每分钟 10 至 450 次),导致破坏所需的重复次数也随之增加。

疲劳压缩强度在静载与重复载荷同时作用下: 当在重复载荷之外叠加静载时,随着静载增大,原本重复两百万次的循环载荷幅值会减小。例如,图 1 表明,重复载荷的幅值 S 为:

  • 在静载时,σu = 6 kg/cm2 S = 109 kg/cm2
  • 静载时为 σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
  • 在静荷载下,σu = 157 kg/cm2,S = 8 kg/cm2

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图 1

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图2

2. 混凝土疲劳弯曲强度。 图 2 所示试验表明,对于始终保持潮湿状态的梁,在基础动荷载作用下,疲劳弯曲强度为 28 kg/cm2,而普通弯曲强度为 53 kg/cm2,对应的比值为 0,53。

轻混凝土

轻混凝土(容重低于 18 kN/m3 的混凝土)采用轻质多孔骨料制成,例如:浮石、高炉矿渣、锅炉矿渣;此外,还可采用由天然或人造砂和粉料配制的砂浆,并掺入在拌制砂浆时产生气体(加气混凝土)或使砂浆起泡(泡沫混凝土)的外加剂。

轻质混凝土除了其他用途外,还大量用于制造砌块和用于墙体及屋面的浮石板;在干燥状态下其导热性较差;强度适中,但容易调节,因此可以可靠地制造用于住宅承重墙的轻质砌块。

在加气混凝土中,采用铝粉作为发气剂。根据掺合料的数量以及其他条件,可得到孔隙程度不同的材料,其干态重量约为 3 kN/m3 及以上。

1. 轻混凝土的体积密度。 使用天然浮石可保证体积密度——按在 105 oC 下干燥状态计——从 7 kN/m3 起及以上,抗压强度为 2 MPa。可预期的体积密度大致等于骨料和水泥松散状态下的总和。体积密度超过 8 kN/m3 的加气混凝土通常在技术上不适用。

2. 轻质混凝土的抗压强度。 对于填充混凝土,在不采取特别措施的情况下即可达到 8 MPa 的强度,而加入碎石甚至可达 12 MPa。需要持续进行适用性试验。多孔混凝土(加气混凝土和泡沫混凝土)只有在蒸汽压力下硬化后才适用于承重墙。采用合适的原材料,可保证容重为 6 kN/m3、抗压强度为 5 MPa。

3. 轻混凝土的抗弯强度。 在实际需要范围内,抗弯强度与抗压强度之比相对较大,而随着强度提高,这一比值会下降。

4. 轻质混凝土的收缩程度。 收缩程度主要取决于骨料的弹性,以及硬化水泥组成物的数量;轻质混凝土的收缩大于碎石混凝土的收缩。以砖碎料制成的混凝土在一年内显示出的总收缩约为 0,65 mm/m。新交付的天然浮石构件在 14 m 个月内缩短了约 0,8 mm/m。加气混凝土和泡沫混凝土试件在空气中硬化时表现出更大的收缩,甚至超过 2 mm/m。不要忘记,任何混凝土在被雨水和融雪润湿时都会膨胀,而在随后干燥时又会再次收缩。

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图 3

5. 导热系数。 导热系数随容重增大而降低,在其他条件相同的情况下,气孔越小且分布越均匀,其值就越低。对于风干轻骨料混凝土,其值为(λ = 0,4625,对应 9 kN/m3;λ = 0,58 – 0,7,对应 12 kN/m3;λ = 0,81 – 1,05,对应 16 kN/m3)。风干加气混凝土的数据见图 3。

注:

  • 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
  • 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3