建筑材料鋼筋和混凝土的特性探討

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摘要:本文將以鋼筋和混凝土作為研究對象，著重分析鋼筋和混凝土材料的特性，并進一步的分析鋼筋混凝土結構的性能，希望通過分析可以得到各種材料特性與結構安全的關系，從而為今后此類施工提供借鑒。

關鍵詞:混凝土；鋼筋；材料特性；鋼筋混凝土結構；結構安全性

近年來，隨著我國城市化水平的不斷提高，我國的工程建設和建筑業(yè)有了飛速發(fā)展，其中我國每年對基礎建設投資超越萬億并且不斷上升。工程建設行業(yè)在取得一個又一個驕人成績的同時，也存在一系列的問題，這其中人們關注的主要問題是結構的安全性問題，結構的安全問題與人們的生命財產(chǎn)密切相關。影響結構安全性的因素有很多，其中材料的性能是諸多問題的主要因素?？v觀我國各行各業(yè)的工程建設可以發(fā)現(xiàn)，鋼筋混凝土結構在所有工程結構中占主要地位，我國新建的各類工程中，以鋼筋混凝土為材料的占到了90%以上，可見鋼筋混凝土結構應用之廣泛。因此，鋼筋混凝土的材料性能也是影響我國建筑結構安全的主要因素，這樣一來，研究鋼筋和混凝土材料特性也就顯得尤為必要。本文將以鋼筋和混凝土作為研究對象，著重分析鋼筋和混凝土材料的特性，并進一步的分析鋼筋混凝土結構的性能，希望通過分析可以得到各種材料特性與結構安全的關系，從而為今后此類施工提供借鑒。

1鋼筋的特性

1．1鋼筋種類

鋼筋是我國應用最為廣泛的建筑材料之一，從小到普通住宅，大到跨海大橋均將鋼筋作為建設的主要材料，例如我國的首條跨海隧道———廈門翔安海底隧道在建設中便采用了大量的HRB400鋼筋。目前，流通于我國市場上的鋼筋種類有很多，不同的鋼筋其結構性能也不相同，了解各種鋼筋的分類顯得尤為重要。鋼筋的分類方式有很多中，不同的分類方式反映了鋼筋不同的制造方式和使用功能，從而從根本上區(qū)別鋼筋的性能特性。鋼筋按照軋制外形分可以分為以下四種:光圓鋼筋、帶肋鋼筋、鋼線(鋼絞線)、冷軋扭鋼筋。光圓鋼筋為圓形截面，一般直徑小于1cm，長度為6－12m，是目前應用最為廣泛的鋼筋;帶肋鋼筋一般分為螺旋形、人字形和月牙形三種，不同鋼筋等級其截面選擇也不相同。鋼線(鋼絞線)與冷軋扭鋼筋通常應用于預應力構件中，因截面面積較大從而能夠與其他材料緊密粘結。鋼筋按照直徑大小還可以分為:鋼絲(直徑3～5mm)、細鋼筋(直徑6～10mm)、粗鋼筋(直徑大于22mm)。在建筑結構中，由于不同部位結構受力不同，鋼筋所產(chǎn)生的作用也不相同，按照鋼筋的作用可以分為:受壓鋼筋、受拉鋼筋、架立鋼筋、分布鋼筋、箍筋等。受壓鋼筋位于結構的受壓區(qū)域，主要承受壓應力，同樣，受拉鋼筋位于結構的受拉區(qū)域，主要承受拉應力。架立鋼筋的作用是固定箍筋位置，形成鋼筋骨架。分布鋼筋的作用是將承受的重量均勻地傳給受力筋，并固定受力筋的位置，以及抵抗熱脹冷縮所引起的溫度變形。箍筋的作用是承受一部分斜拉應力，并固定受力筋的位置。目前我國鋼筋混凝土結構一般分為普通鋼筋混個凝土結構和預應力鋼筋混凝土結構，不同的結構所選擇的鋼筋也不相同。目前我國市場上常用的鋼筋有熱軋光圓鋼筋、熱軋帶肋鋼筋、冷拔螺旋鋼筋、鋼絞線等。在實際鋼筋的選擇過程中，應根據(jù)結構的使用要求并結合各種鋼筋的特性進行選擇。

1．2鋼筋的特性

鋼筋的應用主要由其本身的特性決定，鋼筋的性能主要包括屈服點、抗拉強度、伸長率、冷彎性能等，這些性能均可以通過試驗進行確定。屈服點:當鋼筋的應力超過屈服點以后，拉力不增加而變形卻顯著增加，將產(chǎn)生較大的殘余變形時，以這時的拉力值除以鋼筋的截面積所得到的鋼筋單位面積所承擔的拉力值，就是屈服點?？估瓘姸染褪卿摻畋焕瓟鄷r所承受的最大拉應力值，該值可以稱為鋼筋的極限抗拉強度。鋼筋的抗拉強度可以反映鋼筋在到達屈服點后的強度儲備，并對結構承受反復荷載具有直接影響。鋼筋的抗拉強度與鋼筋的含碳量有關，含碳量少，其抗拉強度就較低。伸長率是應力一應變曲線中試件被拉斷時的最大應變值，又稱延伸率，它是衡量鋼筋塑性的一個指標，與抗拉強度一樣，也是鋼筋機械性能中必不可少的保證項目。伸長率越大鋼筋的塑形變形能力就越高。鋼筋的冷彎性能是產(chǎn)生鋼筋在常溫下加工產(chǎn)生塑性變形時對裂縫的抵抗能力。它可以反映鋼筋承受彎曲變形的能力。鋼筋的屈服點、抗拉強度、伸長率、冷彎性能展現(xiàn)了鋼筋良好的塑形和抗拉性能，同時也反映了其抗壓能力和抗變形能力的不足。

2混凝土性能

2．1混凝土的組成

混凝土是應用最為悠久的建筑材料之一，通常是指指由膠凝材料將集料膠結成整體的工程復合材料的統(tǒng)稱。目前最常用的混凝土是以水泥作為膠凝材料，以砂、石作作為集料并摻加一定的水和外加劑組合而成的混合物。混凝土的組成主要有膠凝材料、集料、水、外加劑。膠凝材料分為有機膠凝材料和無機膠凝材料。無機膠凝材料混凝土包括石灰硅質膠凝材料混凝土、硅酸鹽水泥系混凝土、鈣鋁水泥系混凝土、石膏混凝土等。有機膠凝材料混凝土包括瀝青混凝土和聚合物水泥混凝土、樹脂混凝土、聚合物浸漬混凝土等。

2．2凝土的特性

混凝土之所以能夠得到廣泛的應用主要因為其自身特性所致，混凝土的特性主要有以下幾點:(1)混凝土具有良好的和易性。和易性主要包括流動性、粘聚性和保水性三個方面。良好的和易性能夠保證混凝土與其他結合材料緊密膠結，增加了不同材料之間的摩擦力，提高了結構的整體性。(2)較高的抗壓強度。強度是混凝土硬化后的最重要的力學性能，混凝土結構具有較高的抗壓強度，從而保證結構具有足夠的承載能力。混凝土也根據(jù)其抗壓強度不同分為19個等級。(3)較大的抗變形能力?；炷辆哂休^大的抗變形能力從而保證了結構具有較大剛度，保證了結構的穩(wěn)定性。(4)耐久性。混凝土的耐久性是其在使用過程中抵抗各種破壞因素作用的能力，混凝土耐久性的好壞，決定混凝土工程的壽命。耐久性通常包括耐腐蝕性、抗凍性、耐高溫性等。在一般情況下，混凝土具有良好的耐久性。

3總結

通過研究可以發(fā)現(xiàn)鋼筋具有抗拉強度高、塑形變形能力大的特點;混凝土具有良好的和易性、較高的抗壓強度、較大的抗變形能力和良好的耐久性的特點。兩種材料的特性也就決定了兩種材料單一存在時均不能保證結構達到理想的安全性能。目前鋼筋混凝土結構作為我國建筑行業(yè)采用最為廣泛的材料，其結合了鋼筋和混凝土各自優(yōu)點，證明兩者具有較好的互補性，同時混凝土的存在還避免了鋼筋銹蝕的可能性，保證了結構的安全性。

作者:劉嗣俊 羅朝 雷武 單位:中鐵建工集團有限公司深圳分公司

參考文獻:

［1］許成詳，關萍．工程結構［M］．北京:科學出版社，2012．

［2］楊茂盛，王樂．混凝土結構工程綜合性能評價的技術方法分析［J］．西安建筑科技大學學報:自然科學版，2007，39，(2):263－265．

［3］《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010－2010．

［4］《混凝土結構工程施工規(guī)范》GB506666－2011．