提高钢筋混凝土结构耐久性的方法技术

本发明专利技术公开一种建筑工程技术领域的提高钢筋混凝土结构耐久性的方法，将圆形截面的受力钢筋替换为椭圆形截面的钢筋，在同等用钢量和同等截面面积的条件下，椭圆形钢筋长轴方向竖向布置，由于椭圆形短轴方向的宽度远小于圆形钢筋截面的直径，椭圆形钢筋之间的间距大于圆形钢筋之间的间距，混凝土能顺利地浇入梁或板内部，使梁或板底部不易出现蜂窝、麻面、露筋现象，提高浇筑速度和浇筑质量。本发明专利技术的有益效果：在相同的条件下，采用椭圆形钢筋的混凝土梁、板、柱等构件有更好的耐久性，施工方便快捷，而且能够提高施工质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种建筑工程
的方法，具体是一种提高钢筋混凝土结构 耐久性的方法。技术背景混凝土因其优良的性能是建筑工程中用量最多、用途最广泛的建筑材料，钢 筋混凝土结构已成为世界上应用最为广泛的结构形式。但混凝土结构的耐久性不 足已成为目前困扰世界各国建筑工程领域的普遍问题，因混凝土结构耐久性问题 造成了巨大的经济损失。影响钢筋混凝土结构耐久性的因素是很多的，P. K. Metha 教授(1991)明确地将钢筋锈蚀排在混凝土结构耐久性影响因素的首位，而在引 起钢筋锈蚀的因素之中，混凝土碳化和氯离子侵蚀最为显著。中国国家规范《混 凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中规定的最小保护层的计算是依据混凝土结 构中纵向受力主筋的位置，而美国、英国等国家规范规定的最小保护层厚度均是 针对最外层钢筋，我国规范规定的钢筋保护层厚度相对于世界主要发达国家的规 定仍然偏小，对钢筋混凝土结构的耐久性是非常不利的。当混凝土碳化或氯离子 侵蚀厚度超过保护层厚度而到达钢筋表面时，钢筋则发生锈蚀，由于圆形钢筋的 截面特征，容易造成短期内钢筋大面积锈蚀，承载力急剧下降，因此，国内外采 用了很多的方法来延迟钢筋的锈蚀时间和减少钢筋的锈蚀程度，以提高结构的耐 久性能，如采用环氧树脂涂层、阴极保护等技术，但是这些方法都存在着工序复 杂、代价较高等缺点，在普通钢筋混凝土结构中的应用还较为少见。因此，需要 一个提高钢筋混凝土结构耐久性的简单易行的方法。圆形截面钢筋在施工过程中也带来很多的不便之处，如果处理不当，则会影 响施工进度和工程质量。例如在钢筋骨架的绑扎过程中，圆形钢筋由于重力影 响而易发生弯曲变形，从而造成钢筋骨架绑扎速度慢，绑扎不牢固，易变形；在 混凝土浇筑过程中，由于钢筋骨架要承受施工荷载，容易造成纵向圆形钢筋的变 形，使得上部钢筋向下偏移，下部钢筋向下垂落，最终使得纵向钢筋的位置与设200810032226.4说明书第2/5页计出现较大的偏差，使得钢筋混凝土梁或板上部纵向钢筋局部保护层过大，下部 露筋，严重影响钢筋混凝土构件的强度和耐久性；对于工业建筑中，由于部分构 件承受的荷载很大，构件设计的配筋率较高，对于使用圆形钢筋设计密集的梁或 板，由于上部钢筋的密排，使得钢筋之间的缝隙非常小，阻碍了混凝土向模板内 部的流动速度，同时较大的骨料可能堵住了缝隙，使得浇筑困难，施工速度减慢， 同时在使用振捣器振捣混凝土的过程中，振捣器容易碰到钢筋，在强烈振动下使 得钢筋偏离了正确位置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种提高钢筋混凝土结构耐久 性的方法，使其克服现有使用圆形钢筋的混凝土结构耐久性较差和施工过程中的 弊端。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术将圆形截面的受力钢筋替换为椭 圆形截面的钢筋，在同等用钢量和同等截面面积的条件下，椭圆形钢筋长轴方向 竖向布置，由于椭圆形短轴方向的宽度远小于圆形钢筋的宽度，使得椭圆形钢筋 之间的间距大于圆形钢筋之间的间距，因此使得混凝土能顺利地浇入梁或板内 部，使梁或板底部不易出现蜂窝、麻面、露筋现象，提高浇筑速度和浇筑质量。在截面积相等的条件下，椭圆形钢筋相对于圆形截面钢筋，在相同的保护层 厚度下有更好的锚固性能，在相同的侵蚀环境下，椭圆形钢筋的锈蚀面积更小， 剩余承载力较高，比圆形钢筋有更好的耐久性能；在施工过程中，椭圆形钢筋由 于采用沿截面长轴方向竖向布置，其整体竖向刚度大，不易弯曲变形，易于提高 绑扎速度，使其绑扎牢固；在混凝土浇筑过程中，纵向椭圆形钢筋不易弯曲下垂， 使得钢筋位置不易发生偏移；同样在钢筋密排的情况下，由于椭圆形钢筋长轴方 向竖向布置，使得钢筋之间的缝隙更大，使得混凝土更容易流动到模板内部，椭 圆形钢筋使得混凝土有更好的流动性，使得梁或板底部不易出现蜂窝、麻面、露 筋等现象。椭圆形钢筋长轴方向的高度大于圆形钢筋的高度，椭圆形钢筋的变形肋长度 和高度均大于圆形钢筋的变形肋，在相同的保护层厚度下，整体钢筋位于混凝土 基体较深的位置，横向约束增大，而且椭圆形钢筋的表面积大于圆形钢筋的表面 积，使得其与周围混凝土的摩擦力增大，因此椭圆形钢筋与周围混凝土的粘结力 大于圆形钢筋与周围混凝土的粘结力；当混凝土碳化或氯离子侵蚀达到钢筋表面并引起锈蚀时，相同条件下，椭圆形钢筋受腐蚀的面积比圆形钢筋要小，锈蚀量 和锈蚀深度均小于圆形钢筋，椭圆形钢筋剩余有效钢筋面积较大，椭圆形钢筋混 凝土构件的承载力损失较少。椭圆形钢筋沿长轴方向竖向布置，整根钢筋的竖向刚度增加，钢筋不易弯曲 变形，能够提高绑扎速度，使其绑扎牢固可靠；同样在混凝土浇筑过程中，纵向 椭圆形钢筋不易弯曲变形，使得钢筋位置不易偏移。将圆形钢筋等面积替换为椭圆形钢筋，其形心位置偏差相对于钢筋混凝土构 件的高度非常微小，对构件设计计算的有效高度值影响不大，因此对钢筋混凝土 构件的承载力的影响可以忽略不计。本专利技术的有益效果在相同的条件下，采用椭圆形钢筋的混凝土梁、板和柱 等构件有更好的耐久性，施工方便快捷，而且能够提高施工质量。将圆形钢筋等 面积替换为椭圆形钢筋，椭圆形钢筋长轴长度是短轴的2倍，椭圆形钢筋的高度 比圆形钢筋提高了41%，椭圆形钢筋的宽度比圆形钢筋减小了 29%。在相同的 条件下，椭圆形钢筋沿长轴方向竖向布置，椭圆形钢筋的整体位于混凝土中较深 的位置，粘结力增加；当混凝土碳化或氯离子侵蚀到达钢筋表面时，钢筋以发生 由钢筋表面向钢筋内部逐渐锈蚀的坑蚀为主，由于圆形钢筋的截面特征，使得钢 筋的腐蚀面积较大，锈蚀产物多，使得保护层裂缝扩展和剥落，加速钢筋锈蚀； 由于椭圆形钢筋的高度比圆形钢筋提高了 41%，那么相同的条件下，由于钢筋 的锈蚀对构件耐久性的影响，椭圆形钢筋混凝土构件相对于圆形钢筋钢筋混凝土 构件可以降低40%左右，因此对钢筋混凝土结构的耐久性是非常有利的。在椭 圆形钢筋施工过程中，椭圆形钢筋沿长轴方向竖向布置，整根钢筋的竖向刚度增 加，钢筋之间的缝隙较大，能够提高施工进度和施工质量。附图说明图l为圆形钢筋截面。 图2为椭圆形钢筋截面。图3为椭圆形钢筋和圆形钢筋混凝土梁对比图。 图4为椭圆形钢筋在混凝土梁中的布置图。 图5为椭圆形钢筋在混凝土柱中的布置图。 图6为椭圆形钢筋在混凝土板中的布置图。其中，l为混凝土， 2为椭圆形钢筋，3为圆形钢筋，4为箍筋，5为分布钢筋。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护 范围不限于下述的实施例。图1为半径为r的圆形截面钢筋，图2为长轴为短轴2倍的椭圆形钢筋，当 椭圆形钢筋与圆形钢筋的截面积相等时，椭圆形钢筋的高度比圆形钢筋增加为 0.8r，而宽度则减少为0.6r，椭圆形钢筋的变形肋长度和高度均大于圆形钢筋 的变形肋。图3为一钢筋混凝土梁，梁宽度为200mm，高度为250mm，下部配有相等截 面积的椭圆形钢筋2和圆形钢筋3，圆形钢筋3直径为20mm，椭圆形钢筋2长轴 为短轴的2倍，长轴长度为28min，短轴长度为14mm,椭圆形钢筋2沿长轴方向 竖向布置，如图3所示，圆形钢筋3之间的间距为20mm，而椭圆形钢筋2之间 的间距为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高钢筋混凝土结构耐久性的方法，其特征在于，将圆形截面的受力钢筋替换为椭圆形截面的钢筋，在同等用钢量和同等截面面积的条件下，椭圆形钢筋长轴方向竖向布置，由于椭圆形钢筋短轴方向的宽度远小于圆形钢筋的宽度，椭圆形钢筋之间的间距大于圆形钢筋之间的间距，混凝土能顺利地浇入梁或板内部，使梁或板底部不易出现蜂窝、麻面、露筋现象，提高浇筑速度和浇筑质量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：代晓东，方从启，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]