鋼筋防腐

依現行歐盟規範,混凝土保護層的最小厚度(cnom)有明確規定。此類混凝土層的厚度,是指從鋼筋混凝土構件外表面到第一層鋼筋的最短距離。對線性構件而言,這是箍筋;對表面構件而言,則是下部縱向鋼筋。名義保護層定義為:cnom = cmin + Δcdev

cmin 是最低規定保護層厚度,其值取決於混凝土與鋼筋的黏結條件、環境條件、鋼筋上的塗層等。Δcdev 是表示施工偏差的數值。依鋼筋混凝土構件的暴露等級不同,名義保護層厚度有不同數值;其通常介於 2,5 cm 至 3,5 cm 之間。基礎一般取 5cm。

cnom

水泥砂漿與混凝土在頻繁加熱與冷卻時的行為

新拌混凝土的強度可藉由逐步加熱蒸汽或放置於逐漸升溫的水中,然後再緩慢冷卻而迅速提高。如此經過一天的處理後,便可達到在一般工法下需數週才能取得的強度。其效果程度取決於水泥與骨材類型;然而,對貧混凝土的效果遠優於富混凝土。

如果加熱與冷卻的幅度很大,且操作速度又快,混凝土構件內就會產生相當大的應力。在這種情況下,尤其在反覆頻繁時,必須考慮裂縫自外向內延伸,並影響混凝土的機械性能。各種水泥的表現不同,因此在實際應用中建議仔細選擇水泥。

混凝土的熱透過性

混凝土的熱傳導係數取決於骨材與水泥的性質、水泥用量、拌和用水量、混凝土含濕量以及溫度高低。透過對10 cm厚且高度乾燥的混凝土板進行試驗,測得熱傳導係數 λ 在 10 °C 時為 1,163 W/mK,而對浸泡在水中的混凝土板則可達 2,326 W/mK。較厚的板材會產生較高的熱傳導係數;最大值為 2,38 W/mK。

混凝土受熱膨脹

膨脹在很大程度上取決於骨材,其次取決於混凝土的含水量,也取決於水泥本身。迄今已知在 0 至 40 oC 的界限值約為 6 至 13*10-6 m/m,每升高一度。

對反覆載荷的耐受性

1. 疲勞抗壓強度。 這裡「疲勞強度」一詞係以一般意義使用;就技術應用而言,應始終註明疲勞強度類型(壓縮、拉伸、交替壓縮與拉伸、彎曲、剪切、純剪切、屈曲)以及載荷方式(僅靜載、僅反覆載、部分靜載與部分突變載)。

疲勞抗壓強度,在穩定荷載作用下: 應預期其對長期荷載的抵抗力至少為通常抗壓試驗中所出現強度的 ¾。

受重複荷載引起疲勞時的抗壓強度(基本動態強度):對不同組成的混凝土柱,特別是水泥用量不同及級配不同者,其基本動態抗壓強度實測結果顯示,至少為普通受載至破壞時棱柱體強度的 0,5。當時每分鐘進行 260 次荷載循環;測定此基本動態強度的總循環次數為兩百萬次。隨著每分鐘循環次數增加(試驗範圍為每分鐘 10 至 450 次),導致破壞所需的重複次數也增加了。

由靜載與反覆載重同時作用所引起的疲勞抗壓強度: 當在反覆載重上加上靜載時,隨著靜載增加,原本重複二百萬次的反覆載重振幅值會下降。例如,圖 1 顯示反覆載重的振幅 S 為:

  • 在靜載下,對於 σu = 6 kg/cm2,S = 109 kg/cm2
  • 在靜載荷下,對於 σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
  • 在靜載下,對於 σu = 157 kg/cm2 S = 8 kg/cm2

1

圖 1

2

圖2

2. 混凝土在疲勞作用下的抗彎強度。 圖 2 所示的試驗對於持續保持潮濕狀態的樑,在基本動荷載下顯示,疲勞抗彎強度為 28 kg/cm2,而普通抗彎強度為 53 kg/cm2,對應的比值為 0,53。

輕質混凝土

輕質混凝土(容重低於 18 kN/m3 的混凝土)可採用輕質多孔骨材製得,例如:浮石、高爐渣、鍋爐渣;此外,也可採用天然或人工砂與粉料製成的砂漿,並摻入在拌製砂漿時會產生氣體(加氣混凝土)或使砂漿起泡(泡沫混凝土)的添加劑。

輕質混凝土除其他用途外,廣泛用於製作砌築砌塊,以及用於牆面與屋面的浮石板;乾燥狀態下其導熱性較差;強度適中,但容易調整,因此可以可靠地製作用於住宅承重牆的輕質砌塊。

在加氣混凝土中,使用鋁粉作為發氣劑。根據摻合料的用量以及其他條件,可得到孔隙率不同的材料,其乾燥狀態下的重量約為 3 kN/m3 以上。

1. 輕質混凝土的體積重量。 使用天然浮石時,可保證體積重量——以在 105 oC 乾燥狀態為準——自 7 kN/m3 起及以上,抗壓強度為 2 MPa。可預期的體積重量大致等於鬆散狀態下骨料與水泥之和。體積重量超過 8 kN/m3 的加氣混凝土,通常在技術上不適用。

2. 輕混凝土的抗壓強度。 對於填充混凝土,在不採取特別措施的情況下可達到 8 MPa 的強度,而加入碎石時甚至可達 12 MPa。必須持續進行適用性試驗。多孔混凝土(加氣混凝土與泡沫混凝土)僅在蒸汽壓力養護後才適用於承重牆。採用合適的原材料,可保證容重為 6 kN/m3,抗壓強度為 5 MPa。

3. 輕質混凝土的抗彎強度。 抗彎強度與抗壓強度之間的比值,在實際需求範圍內顯得相對較大,而隨著強度提高,該比值會下降。

**4. 輕質混凝土的收縮程度。**收縮程度主要取決於骨料的彈性,以及硬化水泥組成的含量;輕質混凝土的收縮大於碎石混凝土的收縮。由磚碎料製成的混凝土在一年內顯示出總收縮程度約為 0,65 mm/m。新交付的天然浮石構件在 14 m 個月內縮短了約 0,8 mm/m。在空氣中硬化的加氣混凝土與泡沫混凝土試樣顯示出更大的收縮,甚至超過 2 mm/m。不可忘記的是,任何混凝土在被雨水與融雪潤濕時都會膨脹,而在之後乾燥時又會再次收縮。

3

圖 3

5. 導熱係數。 導熱係數會隨體積重量增加而降低,在其他條件相同時,空氣孔隙越小且分布越均勻,數值就越小。對於風乾散裝混凝土,其值為(λ = 0,4625,適用於 9 kN/m3;λ = 0,58 – 0,7,適用於 12 kN/m3;λ = 0,81 – 1,05,適用於 16 kN/m3)。風乾加氣混凝土的資料見圖 3。

註:

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