超低温环境下钢筋与混凝土的粘结性能

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混凝土工程施工低温范围

混凝土工程施工低温范围

混凝土工程施工低温范围一、低温对混凝土工程施工的影响混凝土工程施工的温度环境对混凝土的凝固硬化过程和混凝土的性能产生着直接的影响。

当施工环境温度降低到较低的范围时,混凝土的凝固硬化速度变慢,同时还易受到冻融破坏的影响,因此对混凝土工程施工低温范围的研究尤为重要。

低温对混凝土工程施工的影响主要有以下几个方面:1、凝固硬化速度变慢。

当环境温度降低到较低范围时,水泥水化反应速度减慢,混凝土的凝固硬化时间延长,导致浇筑时间延长,影响工程进度。

2、混凝土的强度和耐久性降低。

在低温环境中,混凝土凝固硬化速度减慢,导致其内部孔隙结构更加松散,从而降低了混凝土的抗压强度和耐久性。

3、易受冻融破坏。

低温环境下,混凝土易受冻融破坏的影响,导致混凝土的使用性能大大降低。

因此,对混凝土工程施工低温范围的研究和控制显得尤为重要。

二、低温条件下混凝土的技术措施在低温环境下,为了保证混凝土材料的性能和工程施工质量,需要采取一系列的技术措施。

1、控制拌合时间。

在低温环境下,水泥水化反应速度减慢,需要延长混凝土的拌合时间,确保混凝土拌合充分、均匀。

2、控制浇筑时间。

在低温环境下,混凝土的凝固硬化速度变慢,因此需要控制浇筑时间,及时对混凝土进行保温措施,以确保混凝土的凝固硬化质量。

3、采取保温措施。

在低温环境下,需要采取一系列的保温措施,例如覆盖保温膜、设置保温棚等,以保证混凝土凝固硬化过程中的温度。

4、控制养护温度。

在低温环境下,需要控制混凝土的养护温度,避免混凝土在凝固硬化过程中受到低温影响。

5、选用低温抗裂剂。

为了增加低温下混凝土的强度和耐久性,可以适当选用低温抗裂剂,提高混凝土的抗冻融性能。

以上措施可以有效地应对低温环境下的混凝土施工问题,保证混凝土的施工质量和工程进度。

三、常见低温范围混凝土工程施工技术1、寒潮天气中混凝土的施工在寒潮天气中进行混凝土施工时,首先需要提前做好充足的准备工作,包括对施工现场的保温设施进行检查和整理,保证混凝土的施工条件。

钢筋和混凝土的力学性能

钢筋和混凝土的力学性能

规范规定轴心抗拉强度标准值ftk与立方体抗压强度标准值fcu,k 的关系为:
ftk 0.880.395 fcu,k0.55(11.645 )0.45 c2
c2
高强混凝土的脆性折减系数,C40以下取1.00,C80取0.87,中
间线性插值。
0.88 考虑实际构件与试件混凝土之间的差异等,引入的修正系数。
中高强钢丝和钢绞线强度较高,均无明显的屈服点和屈服台阶,主要用于预应 力混凝土结构。
热处理钢筋,将强度大致相当于Ⅳ级热轧钢筋的某些特定品种热轧钢筋通过加热 、淬火和回火等调质工艺处理,使强度得到较大幅度的提高,但无明显的屈服点和 屈服台阶。主要用于预应力混凝土结构。
硬钢的应力应变曲线
N/mm2
1600σ σ0.2
150×150×150
C
200×200×200
A、B、C三个试块,材料、养护条件等均相同,三者强度的大小关系?
A>B> C,为什么?
试验方法方面 试件形状、尺寸、加载速度等 (3)润滑剂
涂润滑剂
涂润滑剂
A
B
150×150×150
150×150×150
A、B两个试块,材料、养护条件等均相同,二者强度的大小关系?(A>B)
储备,fy/σb=0.6~0.7。
不同级别热轧钢 筋的应力应变曲线
热轧钢筋级别越高,强度越 高,屈服平台越 ,塑短性越 。差
塑性性能
伸长率
l
l’
l'l 100%
l
伸长率越高,塑性性能越好。
冷弯性能
把钢筋在常温下围绕直径为D的辊轴弯转α角而要求不发生裂纹。
冷弯直径越小,角度 越大,塑性越好。
(3)钢筋的冷拉和冷拔

混凝土结构设计原理简答题部分答案

混凝土结构设计原理简答题部分答案

《混凝土结构设计原理》第1章概论1.钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么?答:混凝土和钢筋协同工作的原因是:(1)钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力,使两者结合为整体;(2)钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同,两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏;(3)设置一定厚度混凝土保护层,混凝土的碱性环境使钢筋不易发生锈蚀,遇到火时不致因钢筋很快软化而导致结构破坏;(4)钢筋在混凝土中有可靠的锚固。

混凝土结构的特点是什么?答:优点——取材容易、合理用材、整体性好、耐久性好、耐火性好可塑性好缺点——自重大、抗裂性差、施工复杂、施工周期长、施工受季节影响、结构隔热隔声性能差、修复加固困难。

第2章钢筋和混凝土的力学性能《规范》规定混凝土强度等级答:混凝土强度等级有C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 共十四个等级,其中C50以下的为普通混凝土,C50以上的为高强度等级混凝土2.什么叫混凝土徐变?引起徐变的原因有哪些?答:(1)混凝土结构或材料在不变的应力或荷载长期持续作用下,混凝土的变形或应变随时间而缓慢增长的现象称为混凝土的徐变。

(2)内在因素:混凝土的组成成分是影响徐变的内在因素。

水泥用量越多,徐变越大。

水灰比越大,徐变越大。

集料的弹性模量越小徐变就越大。

构件尺寸越小,徐变越大。

环境因素:混凝土养护及使用时的温度是影响徐变的环境因素。

温度越高、湿度越低,徐变就越大。

若采用蒸汽养护则可以减少徐变量的20%-25%。

应力因素:施加初应力的大小和加荷时混凝土的龄期是影响徐变的应力因素。

加荷时混凝土的龄期越长,徐变越小。

加荷龄期相同时,初应力越大,徐变也越大。

3.钢筋冷加工的目的是什么?冷加工方法有哪几种?简述冷拉方法?答:(1)钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度,以节约钢材。

除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外,其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶,冷加工钢筋的设计强度提高,而延性大幅度下降。

钢筋的质量验收标准

钢筋的质量验收标准

钢筋的质量验收标准质量验收标准是针对钢筋产品进行检查和评估的一套规范。

钢筋是建筑工程中常用的一种材料,其质量直接关系到工程的安全和可靠性。

因此,采用正确的质量验收标准对于确保钢筋质量至关重要。

本文将介绍钢筋的质量验收标准,并对各项标准进行详细说明。

1. 外观质量钢筋的外观质量包括表面状态、弯曲程度以及上面是否有裂纹等方面的检查。

表面应平滑、光洁,并且不得有明显的凹凸、氧化和锈蚀现象。

弯曲程度检查是为了确保钢筋在使用过程中弯曲性能良好。

同时,应仔细检查钢筋表面是否有裂纹,如有,则说明质量存在问题。

2. 尺寸与重量钢筋的尺寸与重量是验收标准中的重要指标之一。

根据相关标准,对钢筋的直径、长度、偏差和重量等进行测量和检查。

钢筋的尺寸应符合设计要求,偏差不得超过允许范围。

此外,通过称重的方式检查钢筋的重量是否符合要求,确保标称质量与实际质量相符。

3. 化学成分钢筋的化学成分是影响其机械性能的重要因素之一。

质量验收标准要求对钢筋的化学成分进行检测,包括碳含量、硫含量、磷含量以及其他合金元素的含量等。

这些成分应符合相关标准的要求,以确保钢筋具有良好的力学性能和耐腐蚀性。

4. 机械性能钢筋的机械性能是指其在受力作用下的承载能力和变形特性。

验收标准要求对钢筋进行拉伸、弯曲和冲击试验等,以评估其机械性能是否符合要求。

拉伸试验可以确定钢筋的屈服强度、抗拉强度和伸长率等指标,而弯曲试验可以评估其弯曲性能。

冲击试验常用于评估钢筋在低温环境或高应变速率下的抗冲击性能。

5. 表面质量钢筋的表面质量直接关系到其与混凝土的粘结性能。

验收标准要求对钢筋表面进行质量检查,包括防锈层的存在与否、表面是否有油污、灰尘和污渍等。

钢筋的表面应清洁、光滑,并且没有明显的锈蚀和污染。

综上所述,钢筋的质量验收标准涉及外观质量、尺寸与重量、化学成分、机械性能和表面质量等多个方面的评估。

通过严格按照标准进行验收,可以确保钢筋的质量符合要求,提高建筑工程的安全性和可靠性。

钢筋与混凝土之间的粘结强度_概述说明

钢筋与混凝土之间的粘结强度_概述说明

钢筋与混凝土之间的粘结强度概述说明1. 引言1.1 概述钢筋与混凝土之间的粘结强度是混凝土结构中非常重要的一个参数。

粘结强度影响着混凝土梁、柱等构件的承载力和耐久性,而且也直接关系到整个混凝土结构的安全性和稳定性。

因此,了解钢筋与混凝土之间的粘结强度以及相关影响因素具有重要意义。

1.2 文章结构本文将首先介绍钢筋和混凝土各自的特性,分析它们在工程中的应用情况。

然后,我们将详细探讨钢筋与混凝土之间的粘结机理,包括物理和化学两种主要机制。

接着,我们将进一步讨论影响粘结强度的因素,如钢筋表面处理方法、混凝土配合比和浇筑工艺、环境条件和养护措施等。

最后,我们将提出一些提高粘结强度的实际措施和应用场景,并对未来发展进行展望。

1.3 目的本文旨在全面介绍钢筋与混凝土之间的粘结强度及其相关知识,为混凝土结构设计和建筑工程实践提供参考。

通过对粘结机理和影响因素的深入分析,希望能够提高对钢筋与混凝土粘结强度问题的理解,从而有效地应用于工程实践中,提升结构的安全性、耐久性和经济性。

此外,通过探索未来的发展方向,也能够促进该领域的研究进展和创新。

2. 钢筋与混凝土的特性2.1 钢筋的性质钢筋是一种具有高强度和韧性的金属材料,常用于加固混凝土结构。

其主要特性包括以下几个方面:首先,钢筋具有优异的拉伸强度。

相比于混凝土,钢筋在拉伸方向上能够承受更大的力量。

这使得钢筋成为抵抗混凝土结构中出现的拉应力和开裂问题的理想选择。

其次,钢筋还表现出良好的抗压能力。

虽然钢筋在受到压力时会失去拉伸强度,但它仍然具备相当高的抗压承载能力。

因此,在混凝土结构中使用钢筋可以有效地增强整体抗压试验。

此外,钢筋还具有较好的耐腐蚀性能。

由于混凝土结构通常暴露在潮湿环境下或者与化学物质接触,所以使用能够防止腐蚀作用对钢筋试验造成损害非常重要。

最后,值得注意的是,在不同类型和规格的钢筋中,其特性也会有所不同。

因此,在设计和选择钢筋时,必须根据具体项目的需求进行合理选择。

注册建筑师《建筑结构》考试真题汇编含答案

注册建筑师《建筑结构》考试真题汇编含答案

注册建筑师《建筑结构》考试真题归纳汇总(含答案)一、单选题1.建筑结构应具有足够的( D )强度、刚度、稳定性和耐久性,从而满足使用要求。

A.强度、刚度、稳定性和耐久性B.刚度、稳定性和耐久性C稳定性和耐久性D以上所有2.目前常用的建筑结构不包括( D)A钢筋混凝土结构B钢结构C砌体结构D砖木结构3.钢筋和混凝土是两种物理力学性能不相同的材料,两者能够有效地结合在一起共同工作的其主要原因不包含:(B )A混凝土与钢筋的接触表面上存在有粘结力B钢筋与混凝士均为各项异性材料C两种材料的温度线胀系数相接近D混凝土保护层能够有效地防止钢筋锈蚀4.混凝土结构不包含以下的特性(C)A承载力高,省钢材,耐久性和耐火性好B整体性、可模性好,就地取材容易C隔热、隔声性能相对较好,不易修补与加固D自重大,抗裂性能差,工期长、工艺复杂5.钢结构具有以下特性(B)A钢筋重度低、强度大B韧性和塑性好、工作可靠,制作、施工简便,工业化程度高C耐腐蚀性差,耐火性能较差,造价高和维护费用低D密闭性能差6.砌体结构的主要性能不包括(D)A耐火性和保温隔热性能好B耐久性好C自重大D整体性较好但抗裂性差7.《钢筋混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)规定可以使用的钢筋不包含( A )A,HPB235 B,HPB300 C,HRB400 D,HRB5008.钢筋混凝土结构对钢筋的性能要求不包含( D )A强度高 B塑性好 C焊接性好 .D耐高温性能好9.结构的主要功能不包括(C)。

A安全 B适用 C经济 D耐久性10..钢筋混凝土构件裂缝控制主要是为了满足(D )的要求。

A安全性 B鲁棒性 C经济性 D耐久性11.认为结构或结构件超过正常使用阶段,不包括(D)。

A影响正常使用的变形 B构件破坏C影响正常使用的局部破坏 D影响正常使用的振动12.钢筋混凝土连续梁里面不应包含下列钢筋中的(C )A弯起钢筋 B纵向受力钢筋C浮筋 D架立钢筋13.钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形态中属于延性破坏的有( B )A超筋破坏 B适筋破坏 C少筋破坏 D以上都不是14.适筋梁带裂缝工作阶段和破坏阶段的分界点为(B )A受拉区混凝土达到极限抗拉应变 B受拉区钢筋屈服C受压区混凝土发生压剪破坏 D箍筋屈服15.钢筋混凝土保护层的厚度是指下列哪一项(C )A纵向受力钢筋外皮至混凝土边缘的距离B纵向受力钢筋中心至混凝土边缘的距离C箍筋外皮至混凝土边缘的距离D箍筋中心至混凝土边缘的距离16钢筋混凝土受弯构件斜截面的破坏形态中属于延性破坏的有( D )。

混凝土结构设计原理课后题解答(第四版)-沈浦生主编(完整版)

混凝土结构设计原理课后题解答(第四版)-沈浦生主编(完整版)

绪论0-1:钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料,它们为什么能结合在一起工作?答:其主要原因是:①混凝土结硬后,能与钢筋牢固的粘结在一起,相互传递内力。

粘结力是两种性质不同的材料能共同工作的基础。

②钢筋的线膨胀系数为1.2×10-5C-1,混凝土的线膨胀系数为1.0×10-5~1.5×10-5C-1,二者的数值相近。

因此,当温度变化时,钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。

习题0-2:影响混凝土的抗压强度的因素有哪些?答: 实验方法、实验尺寸、混凝土抗压实验室,加载速度对立方体抗压强度也有影响。

第一章1-1 混凝土结构对钢筋性能有什么要求?各项要求指标能达到什么目的?答:1强度高,强度系指钢筋的屈服强度和极限强度。

采用较高强度的钢筋可以节省钢筋,获得较好的经济效益。

2塑性好,钢筋混凝土结构要求钢筋在断裂前有足够的的变形,能给人以破坏的预兆。

因此,钢筋的塑性应保证钢筋的伸长率和冷弯性能合格。

3可焊性好,在很多情况下,钢筋的接长和钢筋的钢筋之间的链接需通过焊接,因此,要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形,保证焊接后的接头性能良好。

4与混凝土的粘结锚固性能好,为了使钢筋的强度能够充分的被利用和保证钢筋与混凝土共同作用,二者之间应有足够的粘结力。

1-2 钢筋冷拉和冷拔的抗压、抗拉强度都能提高吗?为什么?答:冷拉能提高抗拉强度却不能提高抗压强度,冷拉是使热轧钢筋的冷拉应力值先超过屈服强度,然后卸载,在卸载的过程中钢筋产生残余变形,停留一段时间再进行张拉,屈服点会有所提高,从而提高抗拉强度,在冷拉过程中有塑性变化,所以不能提高抗压强度。

冷拨可以同时提高钢筋的抗拉和抗压强度,冷拨是将钢筋用强力拔过比其径小的硬质合金拔丝模,钢筋受到纵向拉力和横向压力作用,内部结构发生变化,截面变小,而长度增加,因此抗拉抗压增强。

1-3 影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些?答:1、混凝土的组成和配合比是影响徐变的内在因素。

钢筋和混凝土两种物理力学性能不同的材料能够共同工作的原因[资料]

钢筋和混凝土两种物理力学性能不同的材料能够共同工作的原因[资料]

1 钢筋和混凝土两种物理力学性能不同的材料能够共同工作的原因P1 :a 混凝土石化后,钢筋和混凝土之间存在粘结力,使两者之间能传递力和变形.粘结力是使这两种不同性质的材料能够共同工作的基础。

b 钢筋和混凝土两种材料的线膨胀系数接近,钢筋为1.2X10-5K-1,混凝土为(1.0~1.5)X10-5K-1,所以当温度变化时,钢筋和混凝土的粘结力不会因两者之间过大的相对变形而破坏.2 预应力混凝土结构采用的钢筋种类P163:目前国内常用的预应力钢材有:高强光面钢丝,刻痕钢丝,高强钢绞线和热处理钢筋,以及强度等级较高的冷拉钢筋等.对于中小构件中的预应力钢筋,也可采用冷拔中强钢丝和冷拔低碳钢丝3 热轧钢筋和冷拉钢筋属于有明显屈服点的钢筋;钢丝和热处理钢筋属于无明显屈服点的钢筋.4 钢筋的蠕变、松驰和疲劳的概念钢筋在高应力作用下,随时间的增长,其应变继续增加的现象为蠕变。

钢筋受力后,若保持长度不变,则其应力随时间的增长而降低的现象称为松驰。

钢筋的疲劳破坏是指钢筋在承受重复、周期动荷载作用下,经过一定次数后,从塑性破坏的性质转变成脆性突然断裂的现象。

5 荷载作用下,混凝土的应力-应变曲线特征(分成3个阶段和各阶段特点)P15 OA段:σ≤0.3f0c混凝土表现出理想的弹性性质,应力应变关系呈直线变化,混凝土内部的初始微裂缝没混凝土开始表现出越来越明显的非弹性性质,应力应变关有发展 AB段:σ=(0.3-0.8) f0c系偏离直线,应变增长速度比应力增长速度快。

混凝土内部的微裂纹已有所发展,但处于稳定状态。

BC段:σ=(0.8-1.0) f0,应变增长速度进一步加快,应力-应变曲线的斜率急剧减小,混凝土c内部微裂缝进入非稳定发展的阶段。

6 混凝土的徐变概念,影响徐变的因素、如何影响混凝土在荷载长期作用下产生随时间增长的变形称为徐变。

混凝土的组成成分和配合比直接影响徐变的大小。

骨料的弹性模量愈大,骨料体积在混凝土中所占的比重愈高,则由凝胶体流变后转给骨料压力所引起的变形愈小,徐变亦愈小。

混凝土能承受的最低温度

混凝土能承受的最低温度

混凝土能承受的最低温度本文详细探讨了混凝土在不同温度下的性能表现,特别是其在低温环境下的特性。

文章从混凝土的材料特性出发,深入分析了温度对其的影响,并进一步讨论了混凝土的耐寒性标准、施工方法、保护措施、硬化时间与温度,以及其耐久性与工程应用中的最低温度要求。

一、混凝土材料特性混凝土是一种由水泥、水、骨料(沙、石)和其他添加剂混合而成的建筑材料。

其硬化过程涉及到化学反应,这些反应受到温度的影响。

二、温度对混凝土的影响温度变化会影响混凝土的硬化过程和性能。

高温会加速水泥的水化反应,使混凝土快速硬化;而低温则会减缓这一过程,可能需要更长的时间才能达到同样的硬化效果。

三、低温对混凝土的损害在低温下,混凝土中的水分可能会结冰,导致体积膨胀,产生冻胀力。

如果冻胀力超过了混凝土的抗力,会导致混凝土内部产生微裂缝,影响其长期性能。

四、混凝土耐寒性标准根据不同的工程需求和地理位置,混凝土的耐寒性标准有所不同。

一般来说,混凝土的耐寒性是通过实验来确定的,以确保其在特定环境下的性能表现。

五、混凝土低温施工方法在低温下施工,需要采取特殊的措施来保护混凝土。

例如,可以使用加热水泥、预热骨料等方法来提高混凝土的入模温度。

六、混凝土低温保护措施在浇注后的混凝土上覆盖保温材料,可以减缓热量流失,降低温度下降速度,有助于提高混凝土的耐久性。

七、混凝土低温硬化时间与温度在低温下,混凝土的硬化时间会延长。

为了确保混凝土的性能,需要确保其在一个相对稳定的温度环境下硬化。

八、混凝土耐久性与最低温度耐久性是评估混凝土性能的重要指标。

在低温环境下,混凝土的耐久性可能会受到影响。

因此,需要根据工程的具体需求和地理位置来选择合适的混凝土材料和配方。

九、混凝土工程应用中的最低温度要求不同的工程应用对混凝土的最低温度要求不同。

一般来说,在低温环境下施工,需要确保混凝土的最低温度不低于其材料的冰点。

同时,也应考虑到不同材料的特性以及工程的具体需求。

了解和掌握混凝土在不同温度下的性能表现是至关重要的。

浅析混凝土早期受冻对其性能的影响及冬季施工技术

浅析混凝土早期受冻对其性能的影响及冬季施工技术

浅析混凝土早期受冻对其性能的影响及冬季施工技术【摘要】我们连云港市地处东部沿海地区,常年平均气温较低为14℃,1月平均温度-0.4℃,极端低温天气为零下19.5℃,每年平均寒冷季节较长,很多工程由于受工期等各种因素制约,冬季施工不可避免。

为此,本文就我市部分工程混凝土早期受冻机理以及对其性能的影响作以分析和阐述,并对混凝土冬期施工方法进行总结,为冬季混凝土施工提供参考。

【关键词】冬季施工;混凝土;受冻机理;性能;施工方法1.引言在冬季工程施工过程当中,由于受工期制约,许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。

《混凝土结构工程施工及验收规范》对冬期施工的规定为:根据当地多年气象资料,室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时,混凝土工程的施工即进入冬期施工。

国内外学者通过对混凝土冬季施工理论与方法的探索研究认为,当环境温度降到4℃时,只要采用适当的施工方法,避免新浇筑混凝土早期浸冻,使外露混凝土与冬季气温保持较小温差,也会取得正常温度施工时的效果。

2.混凝土早期受冻损害的机理研究认为,在新浇筑混凝土中,水泥与液相状态的水起化学反应,生成复合物,它牢固地与砂石及钢材相结合。

一旦混凝土温度低于常温时,水泥化学反应速度减慢,混凝土强度的增长延缓。

在新浇混凝土中,当液相状态的水由温度为4℃的继续冷却时,水的体积就会增加。

如果水泥水化所需的水冻结了,化学反应就不能继续下去,而且对新形成的很薄弱的水泥晶粒结构会产生永久性的损害。

混凝土受冻损坏的原理如下:(1)冰首先形成在混凝土冷表面上,把混凝土结构内部封闭起来。

(2)由于结冰膨胀所造成的压力,将水压入饱和度较小的内部区域。

(3)混凝土抗渗性较大时,将会产生水压梯度,并对气孔壁产生压力。

(4)随着冷却速度加快,水饱和度的提高,气孔距离的增大,以及透水性与气孔尺寸的减小,水压将会增加。

(5)当水压超过混凝土的抗拉强度时,孔壁就会破裂,混凝土因而受到损害。

新浇混凝土受冻引起的损害,是混凝土内部的水结冰所致。

高寒地区混凝土冬季施工工法

高寒地区混凝土冬季施工工法

1.前言我国许多地方有较长的寒冷季节,由于受工期制约,许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。

当环境温度降到4℃时,只要采用适当的施工方法,避免新浇混凝土早期浸冻,使外露混凝土与冬季气温保持较小温差,也会取得像在天暖施工时的效果。

2.工法特点2.1本工法具有工艺新、可操作性强,适用广泛。

2.2 施工方法简便,速度快,可缩短施工工期,社会效益显著。

3.适用范围本工法主要适用于隧道工程冬季混凝土施工。

4.施工原理混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化,直至获得最终强度,是由于水泥水化作用的结果。

而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化的。

当温度升高时,水化作用加快,强度增长也较快;而当温度降低到0℃时,存在于混凝土中的水有一部分开始结冰,逐渐由液相(水)变为固相(水)。

这时参与水泥水化作用的水减少了,因此,水化作用减慢,强度增长相应较慢。

温度继续下降,当存在于混凝土中的水完全变成冰,也就是完全由液相变为固相时,水泥水化作用基本停止,此时强度就不再增长。

水变成冰后,体积约增大9%,同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。

这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值,使混凝土受到不同程度的破坏(即旱期受冻破坏)而降低强度。

此外,当水变成冰后,还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌,减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力,从而影响混凝土的抗压强度。

当冰凌融化后,又会在混凝土内部形成各种各样的空隙,而降低混凝土的密实性及耐久性。

因此,在冬季混凝土施工中,水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键。

国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究结果表明,新浇混凝土在冻结前有一段预养期,可以增加其内部液相,减少固相,加速水泥的水化作用。

试验研究还表明,混凝土受冻前预养期愈长,强度损失愈小。

混凝土化冻后(即处在正常温度条件下)继续养护,其强度还会增长,不过增长的幅度大小不一。

冬季混凝土施工方案及措施

冬季混凝土施工方案及措施

冬季混凝土施工方案及措施冬季混凝土施工方案及措施「篇一」北方广大地区有较长的寒冷季节,这些地区混凝土的冬季施工是必不可少的。

从多年的施工实践及研究的结果认识到,当环境温度降至5℃再不回升连续 5天以上时,只要采取适当的施工方法,避免新施工的混凝土不要早期受冻。

使施工后的外露混凝土降至0℃以下,就会使工程有其它季节一样好的效果。

1 冬季混凝土施工受冻问题分析1.1 温度与砼强度的关系混凝土捣拌浇灌后之所以能逐渐凝结和有高的温度,是由本身水化作用的结果。

而水泥水化作用的速度除与混凝土组合材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化。

当温度升高时,水化作用加快,强度增长也快;而当温度降至0℃时,存在于混凝土中的游离水有一部分开始结冰,逐渐由液相变为固相,这时水泥水化作用基本停止,强度也不再上升。

温度继续下降,当混凝土中的水全部结成冰,由液相变为固相时,体积膨胀约9%,同时产生大约 20kN/m 的侧压力。

这个应力值一般大于混凝土浇筑后内部形成的初期强度值,致使混凝土受到程度不同的早期破坏而降低强度。

此外当水结成冰后会在骨料和钢筋表面产生颗粒较大的冰凌,这种冰凌会减弱水泥浆与骨料同钢筋的粘结力,也会影响混凝土的抗压强度。

当气温回升冰融化后又会在混凝土内部留下众多的空隙和孔洞,降低混凝土的密实性和耐久性。

1.2 砼应预防早期冻害由此可见在冬季混凝土施工中,水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键因素。

分析国内外关于水在混凝土中的形态的一些资料可以看出,新浇灌的混凝土立刻冻结时,有80%以上的水变成冰,液相不足20%,水化反应极其微弱了;当混凝土经过 24h的标准养护后再冻结,只有 60% 的水变成冰;当混凝土强度达到设计标准的50% 以上时,即使温度降至-40℃以下,而含水量也维持在 60% 以下,还有 40% 的水未转变为固相,水化作用也能继续进行。

可以得出这样一个结论:混凝土在浇灌后有一段养护期,对加速水化作用极为重要,因而应预防早期冻害。

混凝土结构基本原理答案吕晓寅版第10章

混凝土结构基本原理答案吕晓寅版第10章
110������������,可变荷载的准永久值系数������������ = 0.8。混凝土达 100%设计强度时张拉预应 力钢筋。
要求进行屋架下弦使用阶段承载力计算,裂缝控制验算以及施工阶段验算。 由此确定纵向预应力钢筋数量、构件端部的间接钢筋以及预应力钢筋的张拉控制 力等。
解:(1)使用阶段承载力计算 由可变荷载控制组合
6.两个轴心受拉构件,设二者的截面尺寸、配筋及材料完全相同。一个施加了预 应力;另一个没有施加预应力。有人认为前者在施加外荷载前钢筋中已存在很大 的拉应力,因此在承受轴心拉力以后,必然其钢筋的应力先达到抗拉强度。这种
看法显然是不对的,试用公式表达,但不能简单的用������������ = ������������������������������来说明。
思考题
1.为什么在普通钢筋混凝土受弯构件中不能有效地利用高强度钢筋和高强度混 凝土?而在预应力混凝土构件中必须采用高强度钢筋和高强度混凝土?
答:由于钢筋混凝土受弯构件拉区混凝土的过早开裂,导致使用荷载下构件的裂 缝宽度与钢筋应力 σss,近于成正比,而构件的刚度 Bs 与受拉钢筋截面面积 As 也近似成正比。因此,如采用高强度钢筋,且充分利用其抗拉强度设计值(fy), 则 As 将近乎成反比的减小;σss 将成比例的增大。结果是构件的挠度和裂缝宽度 都超过了允许的限值,上述分析说明对构件挠度和裂缝宽度的控制等于控制了钢 筋混凝土构件中钢筋的抗拉强度设计值。在钢筋混凝土受弯构件中采用高强度混 凝土也是不合理的,因为提高混凝土的强度对减小 Wmax 几乎没有作用,对提高 Bs 的效果也不大。其根本原因是拉区混凝土过早开裂的问题并没有得到解决。
Kx=0.0014×18=0.0252≤0.3
������������2

建筑冬季施工技术交底

建筑冬季施工技术交底

建筑冬季施工技术交底冬季施工是建筑工程中一项具有挑战性的任务,需要采取适当的技术措施来应对低温、冰雪等恶劣环境条件。

以下是一些重要的冬季施工技术,旨在确保施工工作的顺利进行和施工质量的保证。

施工场地准备- 清理积雪:在施工开始之前,必须将施工区域的积雪清理干净,以确保施工作业的安全和便利性。

- 铺设防滑垫料:在施工场地上铺设防滑垫料,以防止施工人员在结冰或积雪的地面上滑倒。

混凝土施工- 低温混凝土配合比:对于低温施工,应根据环境温度调整混凝土的配合比,以确保混凝土的强度和耐久性。

- 预热骨料和水:在低温环境中,可以预先加热混凝土中的骨料和水,以提高混凝土的温度,增加施工时间窗口。

- 维持混凝土温度:在施工过程中,应使用覆盖物或加热设备来维持混凝土的温度,以防止冻胀和减少早期强度损失。

钢筋施工- 钢筋防锈:在低温环境中,应加强对钢筋的防锈措施,使用防锈剂或涂层来保护钢筋,防止冻胀损坏。

- 钢筋预热:在使用前,可以使用加热设备对钢筋进行预热,提高钢筋与混凝土的粘结性。

- 钢筋放置:在放置钢筋时,应根据设计要求和温度条件进行合理的间距和支撑,以确保钢筋的正确安装和稳定性。

防水施工- 选择合适的防水材料:在冬季施工中,应选择适用于低温环境的防水材料,具有良好的低温柔性和耐寒性。

- 防水施工温度:注意防水施工材料的施工温度范围,并在适宜的环境温度下进行施工,以确保防水层的质量。

- 施工后的保护措施:在防水层施工完成后,应及时采取保护措施,避免其受到低温、冻胀等因素的损坏。

安全措施- 必要的防寒措施:施工人员应穿戴合适的防寒衣物,并注意保暖,避免低温对施工人员的影响。

- 实施冰雪清扫:定期清扫施工场地上的冰雪,避免在施工过程中因冰雪造成的滑倒和安全事故。

以上技术措施是冬季建筑施工中的一些重要考虑因素,根据具体情况和项目要求,还需要根据现场实际情况进行灵活调整和进一步完善。

通过合理的技术措施和安全防护,可以确保冬季施工工程的顺利进行,最大程度地减少不利因素对施工质量的影响。

第七章 钢筋与混凝土之间的粘结知识讲解

第七章 钢筋与混凝土之间的粘结知识讲解

第七章钢筋与混凝土之间的粘结第七章钢筋与混凝土之间的粘结§7.1 概述钢筋与混凝土的粘结是钢筋与其周围一定影响范围内混凝土的一种相互作用,它是这两种材料共同工作的前提之一,也是对钢筋混凝土构件的承载力、刚度以及裂缝控制起重要影响的因素之一。

粘结的退化和失效必然导致钢筋混凝土结构力学性能的降低和破坏。

随着有限元法在钢筋混凝土结构非线性中的应用,钢筋与混凝土之间粘结和滑移的研究更显重要。

7.1.1 粘结应力及其分类1.粘结应力的定义粘结应力是指沿钢筋与混凝土接触面上的剪应力。

它并非真正的钢筋表面上某点剪应力值,而是一个名义值(对于变形钢筋而言),是指在某个计算范围(变形钢筋的一个肋的区段)内剪应力的平均值,且对于变形钢筋来说,钢筋的直径本身就是名义值。

2.粘结应力分类·弯曲粘结应力由构件的弯曲引起钢筋与混凝土接触面上的剪应力。

可近似地按材料力学方法求得。

由于在混凝土开裂前,截面上的应力不会太大,所以一般不会引起粘结破坏,对结构构件的力学性能影响不大。

该粘结主要体现混凝土截面开裂前钢筋与混凝土的协同工作机理。

其大小与弯曲粘结应力及截面的剪力分布有关,即对于未开裂截面,弯曲粘结应力的分布规律与剪力分布相同。

·锚固粘结应力仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢139钢筋的应力差较大,粘结应力值高,分布变化大,如果锚固不足则会发生滑动,导致构件开裂和承载力下降。

粘结破坏是一种脆性破坏。

·裂缝间粘结应力开裂截面的钢筋应力,通过裂缝两侧的粘结应力部分地向混凝土传递,使未开裂截面的混凝土受拉,也使得混凝土内的钢筋平均应变或总变形小于钢筋单独受力时的相应变形,有利于减小裂缝宽度和增大构件的刚度,此即“受拉刚化效应”。

裂缝间粘结应力属于局部粘结应力范围。

该粘结应力数值的大小反映了受拉区混凝土参与工作的程度。

局部粘结应力应变分布复杂,存在着混凝土的局部裂缝和两者之间的相对滑移,平截面假定不再符合,且影响因素较多,如剪切破坏、塑性铰的转动能力以及结构中的弹塑性分析等。

混凝土结构设计原理问答题终极秘籍

混凝土结构设计原理问答题终极秘籍

混凝⼟结构设计原理问答题终极秘籍混凝⼟结构设计原理问答题终极秘籍1、什么叫混凝⼟⽴⽅强度?规范规定以什么强度作为混凝⼟强度等级指标?答:按标准⽅法制作、养护的边长为150mm的⽴⽅体试块,在28天龄期⽤标准试验⽅法测得的具有95%保证率的抗压强度作为⽴⽅体抗压标准强度,以表⽰。

规范规定以混凝⼟⽴⽅强度作为混凝⼟强度等级指标。

2、测定混凝⼟⽴⽅强度的标准试块的尺⼨为多少?⼯程上还有哪两种尺⼨?如何进⾏换算的?答:标准试块尺⼨为:边长为150mm的⽴⽅体,⼯程上还有⽤边长为100mm或边长200mm 的⽴⽅体试块。

由于试件的尺⼨效应,需将⾮标准试块实测值乘以换算系数转换成标准试件的⽴⽅体抗压强度标准值,其换算关系为:3、何谓混凝⼟收缩、膨胀?对结构有什么危害?有哪些措施可避免或减少?答: (1)混凝⼟的收缩与膨胀:混凝⼟在空⽓中结硬时,体积会收缩;在⽔中结硬时,体积会膨胀,⼀般收缩值⽐膨胀值要⼤得多。

(2)收缩对钢筋混凝⼟的危害很⼤。

对⼀般构件来说,收缩会引起初应⼒,甚⾄产⽣早期裂缝,因为钢筋的存在企图阻⽌混凝⼟的收缩,这样将使钢筋受压,混凝⼟受拉,当拉应⼒过⼤时,混凝⼟便出现裂缝。

此外,混凝⼟的收缩也会使预应⼒混凝⼟的构件产⽣预应⼒损失。

(3)减少混凝⼟收缩裂缝的措施有:①加强混凝⼟的早期养护;②减少⽔灰⽐;③提⾼⽔泥标号,减少⽔泥⽤量;④加强混凝⼟密实振捣;⑤选择弹性模量⼤的⾻料;⑥在构造上设置伸缩缝、设置施⼯后浇带、配置⼀定数量的构造筋等。

4、什么叫混凝⼟徐变?混凝⼟徐变对结构有什么影响?答:在不变的应⼒长期持续作⽤下,混凝⼟的变形随时间⽽缓慢增长的现象称为混凝⼟的徐变。

徐变对钢筋混凝⼟结构的影响既有有利⽅⾯⼜有不利⽅⾯。

有利影响,在某种情况下,徐变有利于防⽌结构物裂缝形成;有利于结构或构件的内⼒重分布,减少应⼒集中现象及减少温度应⼒等。

不利影响,由于混凝⼟的徐变使构件变形增⼤;在预应⼒混凝⼟构件中,徐变会导致预应⼒损失;徐变使受弯和偏⼼受压构件的受压区变形加⼤,故⽽使受弯构件挠度增加,使偏压构件的附加偏⼼距增⼤⽽导致构件承载⼒的降低。

长沙理工大学水工钢筋混凝土结构学第四版考试试题及答案

长沙理工大学水工钢筋混凝土结构学第四版考试试题及答案

一、填空题(60空)1.我国建筑工程中所用的钢筋有、、、四种。

2.钢筋按化学成分的不同可分为、两大类。

3.钢筋按其外形可分为、两类。

(1.1)4.软钢从开始加载到拉断,有四个阶段,即、、、。

6.有明显屈服台阶的钢筋为,无明显屈服台阶的钢筋。

(1.1)软刚、硬钢7.软钢钢筋的受拉强度限制以为准,钢筋的强化阶段只作为一种安全储备考虑。

8.硬钢的协定流限是指经过加载及卸载后尚存有永久残余变形时的应力。

(1.1) 0.2%9. 钢筋的伸长率和冷弯性能是标志钢筋的性能。

(1.1)10.钢筋的,就是将钢筋拉伸超过其屈服强度,放松,经一段时间之后,钢筋会获得比原来屈服强度更高的屈服强度值。

(1.1)11.钢筋冷拉超过屈服强度后卸载,经过一段时间再拉伸,新的屈服强度会进一步提高,这一现象叫做。

(1.1)冷拉时效12.钢筋冷拉后并没有提高,只提高。

(1.1)抗压强度、抗拉强度13钢材中含碳量越高,屈服强度和抗拉强度就越,伸长率就越,流幅也相应缩短,塑性及焊接性能越差。

14.将混凝土标准立方体试件(边长150mm立方体)在标准条件下(温度为20±3℃、相对湿度不小于95%)养护28天,用标准试验方法测得的强度为。

(1.2)立方体抗压强度15.影响混凝土立方体抗压强度的因素,主要有、、、。

(1.2)试验方法、试件尺寸、加载速度、龄期16.混凝土构件开裂、变形,以及受剪、受扭、受冲切等的承载力均与有关。

(1.2) 抗拉强度17.混凝土双向受压强度大于单向受压强度,即一向强度随另一向压应力的增加而。

在一轴受压一轴受拉状态下,抗压强度或抗拉强度均随另一方向拉应力压应力的增加而。

(1.2)增加、减小18. 混凝土的抗剪强度:随拉应力增大而,当压应力较小时,随压应力增大而增大;当压应力在左右时,抗剪强度达到最大,压应力继续增大,抗剪强度随压应力的增大而。

(1.2)减小、0.6fc、减小19. 水利水电工程中,素混凝土结构的受力部位的混凝土强度等级不宜低于;钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于;当钢筋混凝土结构采用Ⅱ级、Ⅲ级及冷轧带肋钢筋时,混凝土强度等级不低于;预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于。

寒冷地区缓粘结预应力筋低温张拉施工工法

寒冷地区缓粘结预应力筋低温张拉施工工法

寒冷地区缓粘结预应力筋低温张拉施工工法一、前言在冬季,气温低、冰雪覆盖、地势复杂等因素对工程施工造成了很大的影响。

特别是钢筋混凝土结构的施工,由于混凝土的强度、韧性和耐久性容易受到低温的影响,因此需要采取一些特殊的施工工法。

本文将介绍一种在寒冷地区施工钢筋混凝土结构时采用的缓粘结预应力筋低温张拉施工工法。

二、工法特点1.通过预应力筋在混凝土凝固过程中的延伸、收缩,来达到混凝土收缩应变的减小。

2.采用缓粘结预应力筋,用低温进行张拉,可以有效降低混凝土在低温下的收缩应变,防止混凝土龟裂。

3.该方法能够减轻混凝土的自重,提高混凝土的抗震能力,增加其使用寿命。

4.工作性能稳定,精度高,施工周期短。

三、适应范围该方法适用于钢筋混凝土结构施工,特别是在低温环境下施工的大型工程,如桥梁、高层建筑、隧道、水库等。

四、工艺原理该工法的基本原理是预应力筋在混凝土凝固过程中的延伸、收缩,来达到混凝土收缩应变的减小。

在施工过程中,预应力筋首先进行常温拉伸,之后在低温环境下进行张拉。

这样的方法可以避免混凝土在低温下的收缩应变过大,从而减少龟裂的风险。

采用缓粘结预应力筋的好处在于,由于预应力筋与混凝土之间的粘结较弱,可以通过低温让预应力筋与混凝土锁定在一起,从而控制混凝土的收缩应变。

在施工过程中,需要采取一些特殊的措施,以保证工艺的稳定与成功。

五、施工工艺1.材料准备:除了一般的施工材料外,还需要预应力筋、低温冷却设备等特殊设备。

2.基础处理:对基础进行加固,以保证其在低温环境下有足够的承载力。

3.普通钢筋骨架制作:根据设计要求制作钢筋骨架,并涂上防腐剂。

4.预应力筋固定:在预应力筋固定器上固定预应力筋,包括临时锚固、支架安装、预应力筋定位点的加固等。

5.混凝土浇筑:混凝土按照设计要求浇筑进入模板中。

6.常温张拉:混凝土从刚浇筑到初凝时,在预应力筋上进行常温张拉,保证混凝土在凝固过程中现场的延伸。

7.小幅度张拉:在混凝土达到一定强度之后,进行小幅度的张拉,以保证混凝土早期的受力状态。

钢筋进场检验中的温度与湿度要求探索

钢筋进场检验中的温度与湿度要求探索

钢筋进场检验中的温度与湿度要求探索随着工程建设的不断发展,对于钢筋的进场检验要求也越来越严格。

而在钢筋的进场检验中,温度和湿度是两个重要参数,对于钢筋的质量和性能有着直接的影响。

本文将探索钢筋进场检验中的温度与湿度要求,以期为相关行业提供合理的参考。

首先,我们先来探讨温度对钢筋的影响。

在钢筋进场前,温度应当处于合适的范围内,以保证钢筋的性能不受损害。

温度过高可能导致钢筋的硬度降低,从而影响其抗拉强度和韧性。

另外,过高的温度还可能引起钢筋发生应力松弛,进而导致伸长率下降和损伤。

与此相反,温度过低也会对钢筋的质量产生不良影响。

低温会导致钢筋变脆,减少其塑性和韧性,从而降低了其抵抗外力的能力。

此外,低温下,钢筋可能出现冷弯现象,导致不可逆的塑性变形,降低了钢筋的使用寿命。

综上所述,钢筋进场检验中的温度要求应该处于合适的范围内,一般情况下,钢筋的进场温度应该在5摄氏度到35摄氏度之间。

这个温度范围保证了钢筋的性能和质量不受严重影响,而且也符合大部分地区的气候条件。

接下来,我们来探讨湿度对钢筋的影响。

湿度是指空气中所含水分的含量,也是钢筋质量和性能的重要指标之一。

在钢筋进场检验中,湿度对钢筋的性能和质量有着直接的影响。

首先是湿度过高。

高湿度会导致钢筋生锈,从而降低了钢筋的抗腐蚀能力和使用寿命。

湿度过高还可能导致钢筋与混凝土粘结不良,从而影响结构的整体强度。

另一方面,湿度过低也会对钢筋产生不良影响。

低湿度会导致钢筋表面干燥,降低了与混凝土的粘结能力,从而降低了结构的整体强度。

此外,低湿度还可能导致钢筋的氢离子浓度增加,引发钢筋的氢脆现象,从而降低了钢筋的韧性和可靠性。

因此,钢筋进场检验中的湿度要求应该处于适当的范围内。

一般情况下,钢筋进场检验时的湿度应该在30%到70%之间。

这个湿度范围保证了钢筋的质量和性能不受严重影响,同时也符合绝大部分区域的气候环境要求。

除了要求钢筋进场检验时的温度和湿度处于合适的范围内之外,还需要注意以下几点。

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此外,随着各国对极地资源争夺日益激烈,低 温下开采石油的移动式钻探容器、低温海洋环境下 的浮动码头建设等也是钢筋混凝土和预应力混凝
———————————————
收稿日期:2010-10-25;修改日期:2010-12-24 基金项目:国家自然科学基金项目(51078260) 作者简介:李会杰(1983―),男,河北人,助工,硕士生,主要从事低温混凝土性能试验研究(E-mail: huijielee@);
BONDING PROPERTIES BETWEEN REINFORCEMENT AND CONCRETE AT CRYOGENIC TEMPERATURES
LI Hui-jie1, *XIE Jian1,2
(1. Department of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. Key Laboratory of Coast Civil Structure Safety, Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China)
文献[13]也通过试验比较了潮湿和干燥养护下 的钢筋与混凝土粘结强度,证明在其他条件相同时 潮湿养护的粘结强度高于干燥养护情况,见表 1。 这也证明了含水量是影响钢筋与混凝土粘结性能 的重要因素。同时,随着锚固长度增加,钢筋与混 凝土粘结破坏荷载增大,但平均粘结应力减小,这 与常温下钢筋与混凝土粘结性能是一致的。
表 1 不同养护条件和低温环境中的粘结强度关系 Table 1 Bond strength for different curing conditions and
different low temperatures
温度/(℃)
锚固长度/cm
破坏荷载/t 潮湿 气干
平均粘结应力/MPa
潮湿
气干
25
6.6 5.3
混凝土强度等。国外研究[11―12]表明,钢筋与混凝土
粘结应力受温度影响显著。其中,混凝土含水率是ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
低温下影响钢筋与混凝土粘结性能的重要因素。
Vandewalle L[12]选用直径 d=25mm 的变形钢
筋,采用水灰比 W/C=0.413 的混凝土,养护龄期
28d,粘结段长度 3d,通过梁式试验对钢筋和混凝
土的粘结性能进行了基础性研究。
下式成立:
τ= N
(1)
3πd 2
式中:τ 为粘结应力;N 为钢筋拉力;d 为钢筋直径。
82
工程力学
极限粘结强度τu /MPa
粘结应力τ0.10 /MPa
粘结应力τ0.01 /MPa
试验分别在 20℃、−40℃、−80℃、−120℃和 −165℃的温度条件下进行,得到钢筋滑移 s 分别为 0.01mm、0.1mm 时的粘结应力 τ0.01、τ0.1 以及极限 粘结强度 τu 随温度的变化曲线,如图 3―图 5 所示。
图 3 不同养护条件下滑移量为 0.01mm 时粘结应力 随温度变化
Fig.3 Bond stress determined at 0.01mm slip plotted against temperature for different curing conditions
图 4 不同养护条件下滑移量为 0.1mm 时粘结应力 随温度变化
摘 要:随着对 LNG 低温储罐关注度的提高及在严寒地区进行大量的土木工程建设,混凝土结构已广泛应用于 低温、超低温环境。如 LNG 低温储罐的发展使混凝土结构可能被应用于−165℃的超低温环境,因此有必要对超 低温环境下的相关材料性能进行系统的研究。该文在参考大量国内外文献的基础上对超低温下钢筋、混凝土材料 的力学性能以及钢筋与混凝土的粘结性能做了综述,重点讲述超低温环境下钢筋、预应力钢筋的力学性能以及超 低温对钢筋与混凝土粘结性能的影响。 关键词:超低温;混凝土;钢筋;预应力钢筋;粘结性能;力学性能 中图分类号:TU502 文献标识码:A
Abstract: With the attention on LNG storage tanks increasing and a large number of civil engineering constructions being carried out in cold areas, concrete structures will be widely used in low temperature and ultra-low temperature environments. For LNG cryogenic storage tanks, the concrete structure may be applied to an extreme environment with a temperature of −165℃. Thusly it is necessary to perform systematic researches on the material properties at cryogenic temperatures. The mechanical properties of structural materials under ultra-low temperatures are summarized based on review of a large number of domestic and foreign references. Especially, the mechanical performance of reinforced bars & prestressed reinforcements in ultra-low temperature environment, and the bonding behaviors between reinforcements and concrete at cryogenic temperatures are focused on. Key words: cryogenic temperature; concrete; reinforced bar; prestressed reinforcement; bonding properties;
19.4
15.8
常温
50
14.8 8
21.7
11.8
第 28 卷增刊 I Vol.28 Sup. I
工程力学
2011 年 6 月 June 2011
ENGINEERING MECHANICS
80
文章编号:1000-4750(2011)Sup.I-0080-05
超低温环境下钢筋与混凝土的粘结性能
李会杰 1,*谢 剑 1,2
(1. 天津大学建筑工程学院土木工程系,天津 300072;2. 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室,天津 300072)
2 超低温下钢筋的力学性能
2.1 普通钢筋在低温环境下的力学性能 低温下钢筋的力学性能是低温材料性能研究
的基本内容之一。国外试验研究成果[6―7]表明,低 温下普通钢筋屈服强度和极限强度都有显著提高; 低温下钢筋弹性模量增加约 10%,而线膨胀系数在 70℃ ― −165℃ 的 温 度 区 间 内 基 本 保 持 不 变 , 为 10−5/(℃)左右;钢筋在低温条件下韧性降低而脆性 增强,但可以通过添加少量钛、铌或者铝元素得以 改善。图 1 为混凝土结构所用普通钢筋分别在 −20℃、−60℃和−196℃低温环境下的应力-应变关 系曲线。
different low temperatures
此外,文献[10]通过对钢绞线的拉伸试验表明, 在−165℃的低温下,极限强度提高约 15%,而此时 钢绞线拉伸破坏时的伸长率与常温情况基本相同。
3 超低温下钢筋与混凝土的粘结性能
钢筋与混凝土粘结性能的影响因素包括钢筋
品种、钢筋直径、钢筋位置、混凝土保护层厚度和
1 超低温下混凝土的力学性能
文献[1―5]指出:1) 低温时混凝土材料弹性模 量增加、强度提高,但并不随温度呈线性变化;2) 低 温下混凝土含水率越高则强度提高得越多,抗压强 度增量与含水率呈线性;3) 混凝土中的水分包括化 学结合水、物理吸附水和自由水三种形式,物理吸 附水和自由水受温度影响显著;4) 低温下水凝结为 冰有利于混凝土强度提高,但冰在−120℃时结构发 生改变,因此继续降温时强度试验值离散性变大; 5) 水灰比越大,含气量越多,低温下材料强度提高 越多;6) 常温-低温反复冻融时,强度有下降倾向, 特别在超低温冷热循环作用下,即使循环作用次数 较少,材料强度也有明显下降。
different curing conditions
可以发现,τ0.01 与温度及养护条件并无明显相 关,即当相对滑移量 s 很小时,温度对钢筋与混凝 土粘结性能影响很小,见图 3。
当相对滑移 s 较大时,如 s=0.1mm 或极限破坏 时,低温和混凝土含水量将对粘结应力和极限强度 产生不容忽视的影响。如图 4、图 5 所示,不同养 护条件造成混凝土含水量不同,含水量越高,则粘 结应力 τ0.1 和极限粘结强度 τu 值越大。温度对于粘 结性能的影响与其对混凝土抗压强度的影响相似, 随着温度降低,τ0.1 和 τu 显著增大,在−120℃左右 的低温下达到最大值,此后不再随温度降低而继续 增大,而是粘结强度略有下降[12]。这主要是由于在 −120℃的低温条件下冰的状态和结构发生改变,硬 度变软。
mechanical properties
LNG 低温储罐的建设可能使混凝土结构经受 −165℃的超低温。随着 LNG 储罐的推广建造,超 低温下相关材性问题急需研究解决。同时,我国幅 员辽阔,北部寒带温度低且温差大,大量土木工程 建设在低温环境下进行。据记载,我国黑龙江境内
漠 河 地 区 历 史 上 就 曾 经 达 到 −53.3℃ 的 极 端 最 低 温度。
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