鋼筋效益分析論文

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[摘要]環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋能夠非常有效地延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)物的使用壽命，在我國(guó)逐漸被采用。采用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋就要增加原材料成本、施工成本、黏結(jié)錨固成本，雖然一次性投入增加，但其獲得的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益更是十分巨大的。

[關(guān)鍵詞]環(huán)氧樹(shù)脂成本效益

提高工程結(jié)構(gòu)的耐久性，歷來(lái)都是我國(guó)工程界十分關(guān)注和不斷探索解決的主要課題。由于鋼筋混凝土不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些縫隙或空隙，使得其內(nèi)部的鋼筋在鹽水等腐蝕介質(zhì)的侵蝕下，產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，尤其在沿海的港口碼頭，跨海大橋和需要灑鹽水除冰雪的機(jī)場(chǎng)及高速公路等設(shè)施中更為嚴(yán)重。銹蝕在鋼筋表面產(chǎn)生的氧化鐵皮,體積膨脹幾十倍,導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，保護(hù)層剝落，鋼筋更加暴露于腐蝕介質(zhì)中而使鋼筋銹蝕速度加快。近年來(lái)，由于鋼筋銹蝕而使建筑物還未達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限就提前破壞，甚至發(fā)生災(zāi)難性后果的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,因此鋼筋銹蝕的防護(hù)問(wèn)題，已經(jīng)受到我國(guó)工程界的普遍關(guān)注和重視。1973年美國(guó)的賓西法尼亞大橋首先使用了環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋技術(shù)來(lái)處理鋼筋銹蝕問(wèn)題至今已有30多年了,由于環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋能夠非常有效地延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)物的使用壽命,目前,環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋技術(shù)已被美、日、歐,以及中東等國(guó)家和地區(qū)廣泛采用，并規(guī)定在惡劣環(huán)境中的工程必須使用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋。而我國(guó)經(jīng)過(guò)試點(diǎn)也在北京首次采用此技術(shù),所以,采用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋技術(shù)作為鋼筋防銹蝕的方法也必將在我國(guó)逐漸采用。但采用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋必將增加工程的投資成本,這里對(duì)成本的增加進(jìn)行量化分析,為投資決策提供依據(jù)。

一、原材料成本分析

環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋，就是在工廠經(jīng)鋼筋表面預(yù)處理(噴砂除銹)—鋼筋加熱—靜電噴涂—凈水冷卻—質(zhì)量檢查而在鋼筋表面噴涂一層環(huán)氧樹(shù)脂保護(hù)膜的鋼筋。鋼筋表面預(yù)處理是將鋼筋送進(jìn)密封室內(nèi)做噴砂除銹,并具有一定的粗糙度,以保證涂層與鋼筋的粘結(jié)性。處理后的表面不得含有氧化物有害物質(zhì),以及結(jié)疤、尖角、毛刺等影響涂層質(zhì)量的表面缺陷。表面處理合格和清除灰塵后的鋼筋隨即進(jìn)入加熱裝置室內(nèi),通過(guò)感應(yīng)加熱爐加熱，使表面達(dá)到一定的溫度。加熱過(guò)的鋼筋進(jìn)入靜電噴涂室中噴涂粉末環(huán)氧樹(shù)脂,粉末在鋼筋表面熔融形成一層均勻薄膜,若干秒后固化,冷卻后便在鋼筋表面形成惰性的優(yōu)良防腐蝕保護(hù)層。和普通的鋼筋相比，環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋需要經(jīng)過(guò)以上各道工序的處理和在鋼筋表面噴涂了一層厚約0.15mm～0.30mm樹(shù)脂漆，這就不可避免地增加原材料的成本。現(xiàn)在市場(chǎng)每噸鋼材的價(jià)格表明，環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋比采用普通鋼筋的原材料成本高大約一倍左右。二、施工成本分析

但從總體上看，環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋的施工并不是很復(fù)雜，我國(guó)根據(jù)試點(diǎn)工程情況和國(guó)外的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)證實(shí)：一般素質(zhì)的施工隊(duì)伍，經(jīng)過(guò)技術(shù)交底后均可勝任。但由于環(huán)氧樹(shù)脂鋼筋表面的樹(shù)脂涂層很容易破損，因此，為避免吊索與鋼筋間因擠壓、摩擦造成涂層的損壞，需要采用高強(qiáng)度的尼龍繩或麻繩為吊索；涂層鋼筋在儲(chǔ)存時(shí)為避免紫外線照射引起涂層的褪色和老化需要在其上部覆蓋黑色的塑料布。因此在運(yùn)輸、保管過(guò)程中，不可避免的要增加一部分人工費(fèi)和材料費(fèi)。涂層鋼筋在加工過(guò)程中，為了保護(hù)涂層，需要采用彎制專用套管，以及在操做平臺(tái)表面加鋪布?xì)謮|層;涂層鋼筋在連接過(guò)程中，也需要較普通鋼筋稍微復(fù)雜的施工工藝；在施工過(guò)程中，鋼筋涂層有損壞的部位，還需要采用專門的修補(bǔ)液進(jìn)行修補(bǔ)。這些方面都需要增加一些施工成本。總之，在整個(gè)施工過(guò)程中，由于環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋的采用，需要增加的施工成本約使整個(gè)施工成本提高25%。

三、環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋黏結(jié)錨固性能對(duì)成本的影響

影響涂層鋼筋的黏結(jié)錨固性能的因素有很多方面，主要包括：

1.涂層厚度的影響:當(dāng)鋼筋直徑不同時(shí)，筋徑越大及涂層越厚，黏結(jié)強(qiáng)度降低越大。

2.鋼筋外形的影響:涂層鋼筋的粘結(jié)錨固性能隨肋部與鋼筋軸線夾角的變化及螺紋的陡緩而變化。

3.混凝土保護(hù)層厚度的影響:保護(hù)層厚度的增大粘結(jié)錨固性能也增加。

4.涂層鋼筋彎制形狀的影響:帶彎鉤或彎起的比直鋼筋好。

5.混凝土的強(qiáng)度及箍筋的約束影響:隨混凝土強(qiáng)度增加，其黏結(jié)錨固性能提高，環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋的黏結(jié)強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度的平方根成正比；另外，有箍筋約束的環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋的黏結(jié)強(qiáng)度相對(duì)于沒(méi)有箍筋約束的明顯提高。

研究表明，環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋的黏結(jié)錨固強(qiáng)度比無(wú)涂層鋼筋在一般條件下降低10%左右，在最不利條件下降低不超過(guò)20%。所以，為了保證涂層鋼筋與混凝土間的黏結(jié)錨固強(qiáng)度，就需要將涂層鋼筋的錨固長(zhǎng)度增加一定值，而增加錨固長(zhǎng)度勢(shì)必會(huì)增加原材料的成本。一般情況下，預(yù)留的錨固長(zhǎng)度比普通鋼筋的錨固長(zhǎng)度提高25%。

綜上所述，采用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋增加的施工費(fèi)、人工費(fèi)約占工程總造價(jià)的25%左右，一次性投入是很大，但環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋能夠非常有效地防止鋼筋銹蝕，可有效減少使用期間的維修管理費(fèi)用，且延長(zhǎng)了結(jié)構(gòu)的使用壽命在20年以上，因此從成本效益分析看，還是具有十分良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的，尤其是處于腐蝕環(huán)境的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋技術(shù)，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益更是十分巨大。