钢筋水泥范文

钢筋水泥篇1

关键词：钢筋网水泥砂浆；砖砌体

中图分类号：Tu755.9

文献标识码：B

文章编号：1008―0422(2007)07―0100―02

在我国房屋建筑中，砖砌体结构仍占有较大的比例，只是砖砌体结构的抗拉、抗弯及抗剪强度均较低，在遭受地震荷载作用时极易造成脆性破坏。国内外历次震害经验表明：砖砌体结构房屋的毁坏和倒塌是造成人员伤亡的主要因素。为此，研究砌体结构的抗震加固就具有重要的实际意义。用钢筋网水泥砂浆加固砖墙(简称“夹板墙”)是抗震加固措施之一。在海城、唐山地震之后，得到广泛地应用。它是对开裂或未开裂墙体加固，以提高其抗震能力的一种有效的方法。本文论述采用钢筋网水泥砂浆面层加固砖砌体以提高砖砌体结构抗震性能的研究成果和施工方法。

1 钢筋网水泥砂浆加固的试验研究

塔什干乌兹别克力学与抗震结构研究院对塔什干震后的砖房采用钢筋网水泥砂浆的加固进行了大量的试验研究工作。他们采用足尺砖墙进行加固试验，在加固前后，利用测微震仪表测定建筑物各方向在地震前后的自振周期，显示出加固后砖房自振周期确己减短，表明加固后建筑物刚度有很大增长，经加固的墙体，可使抗水平力强度提高1.8―3倍，前苏联中央建筑结构科学院对砖砌体采用钢筋网水泥砂浆面层加固，也曾做过一些试验。试验结果表明，采用双面钢筋网水泥砂浆面层加固砖砌体，可使初裂荷载和破坏荷载均较未加固砌体提高40％；采用双面混凝土面层配筋加固的墙体，则强度可提高一倍。

我国的许多学者对采用夹板墙加固砖墙的抗震性能也做了大量的试验研究工作。文献做了用双面钢筋网水泥砂浆面层加固砖砌体单片墙与普通墙的抗震性能对比试验。试件的承载力，各阶段的刚度值和延性。

从中数据可以看出，用夹板墙加固砖墙后，墙体的抗剪能力有较大程度的提高，在试件开裂前夹板墙的刚度较普通墙有一定的提高，但开裂后，提高程度减小，当试件达到极限荷载时，加固对刚度的影响不明显：加固后墙体的变形能力及延性有了明显提高。根据试验，从开始加荷到试件破坏，夹板墙各组成部分之间存在着良好的共同工作性能。

综合国内外试验研究结果来看，用钢筋网水泥砂浆加固砖墙可以较大幅度地提高砖墙的抗剪能力、延性，从而从本质上改变砖墙的脆性性质。

钢筋网水泥砂浆加固墙体后，楼层抗震能力的增强系数可按下列公式计算。

2钢笳网水泥砂浆加固砖砌体的施工方法

2．1施工步骤；

原墙面清底――钻孔――清洗原墙面――刷素水泥砂浆――铺设钢筋，安设锚筋――浇水湿润墙面――逐层抹水泥砂浆――结硬后进行养护――装饰施工

2．2材料 面层的砂浆强度等级，宜采用M10，特殊情况下可采用M15；钢筋直径宜为4mm～6mm。

2．3施工要点

保证加固层与原墙面可靠粘结，对原墙有损坏或酥碱较严重的部位，应先进行局部拆砌，修补；对墙面原有强度较低、粘结不牢的粉饰层、光滑的面砖或石料饰面层等必须铲除，并用钢丝刷和压力水刷洗干净，对粘结良好无空膨的原有水泥砂浆粉饰层可不铲除，但应凿毛，并将表面油污等刷洗干净，一般的清水墙应用高压水刷洗干净。

铺设钢筋网时，竖向钢筋应靠近原墙面，钢筋网应用钢筋头或砂浆垫块预先垫出钢筋网与墙面间的间隔层，钢筋网与周边构件墙体的连接，如短钢筋、胀管螺栓与钢筋网的焊接应检查核实。

水泥砂浆应按设计强度等级进行选配，重要加固工程应进行试配。压抹水泥砂浆前，应沿墙面往返浇水湿润，并待墙面稍干后再进行抹灰。水泥砂浆必须分层抹至设计厚度，每层厚度可为10～15mm。各层砂浆的接茬部位必须错开，要求压平粘牢，最后一层砂浆初凝时，再压光二三遍，以增强密实度。

钢筋网水泥砂浆面层加固时，钢筋网与墙面间的间隔保护层应先留出，砂浆面层般分三层抹，第一层要求将钢筋网与砌体间的间隔空隙拣实，初凝后抹第二层，要求砂浆将钢筋网全部罩住，初凝后再抹第三层至设计厚度。

2．4构造要求

水泥砂浆面层的厚度宜为20mm，钢筋网砂浆面层的厚度宜为35ram，再厚则己不经济。钢筋外保护层厚度不应小于10mm钢筋网与墙面的空隙不宜小于5mm；这是因为钢筋的外保护层要确保钢筋避免锈蚀，而试验和现场检测表明，钢筋网竖筋紧靠墙面将会导致钢筋与墙体无粘结，加固效果不好，而采用5mm的间隙有较强的粘结能力，使得钢筋网砂浆与原墙体共同作用。

钢筋网的试验结果表明，钢筋间距不宜太小或太大，网格尺寸实心墙宜300mm×300mm，空斗墙宜为200mm×200mm，这样钢筋的作用才能发挥出来。

单面加面层的钢筋网应采用L形锚筋，用水泥砂浆固定在墙体上；双面加面层的钢筋网应采用S形穿墙筋连接，L形锚筋的间距宜为600mm，S形穿墙筋的间距宜900mm，呈梅花状布置。

钢筋网四周应与楼板或大梁、柱或墙体连接，可采用锚筋、插入短筋、拉结筋等连接方法进行连接。

钢筋水泥篇2

结合氯氧镁水泥混凝土耐水性，研究氯氧镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀与防护，试验变量包括钢筋种类、混凝土保护层厚度和腐蚀龄期等。钢筋种类包括钢筋和美加力涂层钢筋；混凝土保护层厚度包括25、50 mm；腐蚀龄期包括60、120、180、240、300、360 d。试验采用自来水长期浸泡至试块2/3处，并采用扫描电子显微镜（SEM） 和能谱仪（EDS）对腐蚀后的钢筋微观结构和化学元素组成进行分析，研究钢筋的腐蚀机理。结果表明，通过软化系数分析，氯氧镁水泥混凝土的软化系数处于0.78～0.87，说明试验设计的氯氧镁水泥混凝土可用于干燥地区、受潮较轻地区或次要建筑结构。通过极化曲线及其电化学参数分析，钢筋腐蚀速率为美加力涂层钢筋腐蚀速率的40～80倍，f明涂层防腐效果明显。

关键词：

软化系数；美加力涂层；腐蚀速率；寿命预测

中图分类号：TU503

文献标志码：A文章编号：16744764（2017）02008408

Abstract：

Combined with water resistance of magnesium oxychloride cement concrete， the corrosion and protection for steel bar in magnesium oxychloride cement concrete were experimentally investigated， and the influencing factors included： the type of steel bar， thickness of the concrete protective layer and the corrosion duration. The two types of steel bar were bare steel bar and MAGNI coated steel bar. The two types of thickness of the concrete protective layer were 25 mm and 50 mm. The six types of the corrosion duration were 60 d， 120 d， 180 d， 240 d， 300 d and 360 d. 2/3 height of test block was prolonged soaked in water. By SEM and EDS， microstructure and chemical elements of steel bar with corrosion were analyzed to study corrosion mechanism. Result showed that by softening coefficient， the softening coefficient of magnesium oxychloride cement concrete was from 0.78 to 0.87， and the magnesium chloride cement concrete designed by this experiment could be used as a dry area， damp lighter area or secondary structure. By polarization curves and its electrochemical parameters， corrosion rate of bare steel bar was from 40 to 80 times as large as corrosion rate of MAGNI coated steel bar.

Keywords：

softening coefficient； MAGNI coat； corrosion rate； life prediction

在盐湖地区，普通硅酸盐水泥混凝土在3～5年内会因严重的盐卤腐蚀而破坏，因此急需一种具有较好抗盐卤侵蚀性能的混凝土[1]。氯氧镁水泥混凝土具有较好的抗盐卤腐蚀性能，但氯氧镁水泥混凝土含有1.5%～6%的氯离子，其PH值只有10～11，对钢筋具有严重的腐蚀作用[23]。钢筋是建筑物中构件的重要组成部分，其耐腐蚀性对建筑物的使用至关重要，在西部盐湖地区由于钢材表面局部电池作用而产生的腐蚀不仅对经济造成损失，更对安全和环境造成威胁[45]。突发性的局部腐蚀如孔蚀或应力腐蚀开裂，常常极易引起安全事故。徐港等[6]研究表明，混凝土结构中的钢筋锈蚀后，生成体积膨胀率在2.26～3.00之间的铁锈，由于体积膨胀会对周围的混凝土产生压应力，减少钢筋混凝土的使用寿命。刘智勇等[7]研究表明钢筋表面点蚀坑内会发生腐蚀性物质的富集，使蚀坑内的溶液发生酸化，发生快速电化学溶解而使腐蚀加速。如能解决氯氧镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀问题，就有可能使氯氧镁水泥混凝土作为结构材料使用。Cannesson等[8]指出氯氧镁水泥混凝土虽然有优良的抗盐卤腐蚀性能，但其耐水性差，导致氯氧镁水泥混凝土使用前需要解决其耐水性较差的问题。

以氯氧镁水泥混凝土为研究对象，通过软化系数研究氯氧镁水泥混凝土的耐水性。基于土木工程行业无损检测的基本要求，对钢筋的腐蚀情况实时研究较为困难，本文通过CS350电化学工作站测试及其分析软件对钢筋腐蚀与防护进行研究。在推进建筑节能的大环境下，解决氯氧镁水泥混凝土的耐水性和钢筋腐蚀问题，可使具有绿色节能特色的氯氧镁水泥混凝土的发展具有更大的潜力。

1试验

1.1试验材料

格尔木市某氯化镁厂提供的轻烧氧化镁和工业氯化镁、兰州某商砼公司提供的石子和河砂、兰州某钢厂提供燃烧产物粉煤灰，兰州某化工厂提供的外加剂等作为制备氯氧镁水泥钢筋混凝土的原材料。涂层为美加力（MAGNI，美国）涂层，涂层钢筋由宁波某金属表面处理厂代为加工。兰州某钢材公司提供的钢筋，钢筋选用直径8 mm ，HPB300光圆钢筋，BHC25（混凝土保护层厚度25 mm）和BHC50（混凝土保护层厚度50 mm）两种。氯氧镁水泥（钢筋）混凝土尺寸为100 mm×100 mm×100 mm，其配合比见表1。

1.2试验方案

1.2.1耐水性试验上海某测试仪器厂生产的YA3000型压力试验机测定抗压强度。试验环境为耐水性标准试验环境：干燥环境和水浸泡环境。氯氧镁水泥混凝土试块标准养护28 d性能稳定后，再进行耐水性试验。氯氧镁水泥混凝土试块的抗压强度测试时间为7、28、56、90、120、180、270、360 d。

1.2.2电化学试验CS350电化学工作站测定极化曲线，参比电极为饱和KCl甘汞电极，工作电极为不同处理方式处理的钢筋，辅助电极为薄钢片，试验采用自来水长期浸泡试块2/3处且自来水更换周期为2个月，三电极测试系统示意图见图1。使用砂纸除去钢筋表面氧化层，要求表面泛出银白色光泽。用蒸馏水清洗，无水酒精脱水，丙酮除油，烘干。扫描速率0.167 mV/s，扫描范围为相对腐蚀电位-01～0.1 V。

1.3钢筋腐蚀与防护

1.3.1钢筋腐蚀氯氧镁水泥混凝土中钢筋电化学腐蚀过程可表示为

氧化反应（阳极）：Fe-2e=Fe2+

还原反应（阴极）：O2+2H 2O+4e=4OH-

铁锈形成过程：Fe2++2OH-=Fe （OH） 2

4Fe （OH） 2+O2+2H 2O=4Fe （OH） 3

Fe （OH）3脱部分水生成铁锈 Fe2O3・n H 2O。

1.3.2涂层防护

美加力涂层是一种无铬锌铝涂层。涂层防腐原理基本一致，主要是固化后的干膜中含量较高且互相联结的锌薄片具有一定的导电性，分散并降低了钢筋产生的腐蚀电流密度，减少了钢筋表面局部红绣过早产生 [910]。

1.4分析基础

1.4.1耐水性参数

选用软化系数K作为评价氯氧镁水泥混凝土耐水性的指标。对于长期处于水中或潮湿环境的重要建筑结构材料，软化系数要求大于0.85；对于受潮湿较轻或次要建筑结构材料，软化系数不宜小于0.70；耐水性材料通常是指软化系数大于0.85的材料[11]。软化系数计算公式见式（1）。

K=fw/f（1）

式中：K为软化系数；fw为水饱和状态下的抗压强度，MPa；f为干燥状态下的抗压强度，MPa。

1.4.2电化学参数

根据腐蚀电化学原理，采用高斯牛顿麦夸脱迭代法进行曲线拟合。弱极化区三参数极化曲线方程式用式（2）表示

i=icorrexpΔEβa-exp-ΔEβc（2）

式中：i为外测极化电流密度；icorr为腐蚀电流密度；ΔE为极化电位；βa、βc分别为阳极和阴极塔菲尔斜率。

自腐蚀电位的移动衡量钢筋腐蚀发生的难易程度，腐蚀电位向负向移动，说明腐蚀易发生且抗腐蚀性能较弱[12]；腐蚀电流密度作为判断腐蚀速度的依据，腐蚀电流密度越大，腐蚀速率就越大[1315]；钢筋腐蚀电流密度转化腐蚀速率用式（3）计算

CR =3.27×103×icorr×Mρ×N（3）

式中：CR为腐蚀速率，mm/a；M为电极材料的分子量 ，g/mol；ρ为电极材料的密度 ，g/cm3；N为金属离子的价数。

对于碳钢，把腐蚀电流密度转化腐蚀速率用式（4）计算

CR=11.73×icorr（4）

2结果与讨论

2.1氯氧镁水泥混凝土耐水性分析

在干燥环境和水浸泡环境下，不同测试时期氯氧镁水泥混凝土抗压强度及由式（1）计算得到的软化系数K见表2。

由表2，可知在360 d测试周期内，除了浸泡28 d时氯氧镁水泥混凝土的软化系数大于0.85，其余测试时间的氯氧镁水泥混凝土的软化系数处于070～0.85，软化系数基本在0.80上下波动。西部盐湖地区以格尔木市为例，年平均降水天数为27 d，年平均降水量为45 mm，属于干燥地区。因此，本试验设计的氯氧镁水泥混凝土可用于西部盐湖地区。

2.2钢筋腐蚀分析

氯氧镁水泥混凝土中BHC25钢筋极化曲线见图2（a），BHC50钢筋极化曲线见图2（b），不同时期钢筋腐蚀电流密度见图3。

结合图2和3，BHC25钢筋和BHC50钢筋的自腐蚀电位虽然有向正向移动的趋势但整体向负向移动，说明钢筋可能已经发生腐蚀。

在腐蚀前期，由于试验准备阶段已将钢筋表面的氧化膜去除，使氯氧镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀电流密度升高，易发生腐蚀；中期，由于Fe不断溶解，使钢筋表面的Fe2+浓度升高，在钢筋表面形成一层较薄的腐蚀产物―Fe （OH）2，对腐蚀的进一步增加起到阻碍作用，因此，腐蚀电流密度降低；后期，由于Fe（OH）2是一种疏松且多孔的腐蚀产物层，容易在空隙内形成局部活化点，且氯氧镁水泥混凝土中存在的游离Cl-更容易通过这些孔隙富集到阳极活化点附近，导致膜内局部Cl-浓缩，使得该处腐蚀产物膜的动态平衡受到破坏，电极腐蚀速度增大，从而导致测得的腐蚀速率大幅度升高。60～240 d，BHC50钢筋的腐蚀电流密度大于BHC25钢筋的腐蚀电流密度，可能由于氯氧镁水泥混凝土长期浸泡在水中且水溶液更换周期为2个月， BHC25钢筋处游离氯离子扩散到溶液中的程度大于BHC50钢筋处游离氯离子扩散到溶液中的程度，而氯离子浓度与腐蚀程度密切相关，使BHC50钢筋的腐蚀速率大于BHC25钢筋的腐蚀速率[16]。当水分子和OH-作用于钢筋和涂层界面时，界面的水解稳定性能对钢筋腐蚀也有重要影响；300～360 d，BHC50钢筋的腐g电流密度小于BHC25钢筋的腐蚀电流密度，主要是由于随着腐蚀产物的产生―破坏，钢筋的腐蚀速率随之改变。

2.3美加力涂层钢筋腐蚀分析

氯氧镁水泥混凝土中BHC25美加力涂层钢筋极化曲线见图4（a），BHC50美加力涂层钢筋极化曲线见图4（b），不同时期美加力涂层钢筋腐蚀电流密度见图5。

由图4和5，BHC25美加力涂层钢筋的自腐蚀电位开始阶段负向移动，分析认为BHC25美加力涂层钢筋有发生腐蚀的趋势；中间阶段自腐蚀电位正向移动，说明BHC25美加力涂层钢筋耐腐蚀性能有所提高；最终阶段自腐蚀电位负向移动，说明中间阶段耐腐蚀性的增强对腐蚀的发生影响较小。而BHC50美加力涂层钢筋的自腐蚀电位前中期均保持正向移动，说明美加力涂层的保护作用良好；后期自腐蚀电位负向移动，说明美加力涂层保护下BHC50美加力涂层钢筋有发生腐蚀的趋势。BHC25美加力涂层钢筋和BHC50美加力涂层钢筋的腐蚀电流密度在不同时期保持相似变化趋势。在60 d时，由于钢筋表面已按规定进行了处理，其表面易发生腐蚀，导致其腐蚀电流密度较高；在120 d时，氯氧镁水泥混凝土以及美加力涂层的性能基本已保持稳定，其腐蚀电流密度降低；在180 d时， 水溶液中的水分子和OH-以渗透的形式进入到涂层内部，使涂层产生溶胀现象，削弱了涂层对钢筋的保护能力。随着进一步的浸泡，越来越多的水分子和OH-进入到涂层内部，涂层内部积累的水分子和OH-会作用于钢筋和涂层的界面，在界面由于内外形成浓度差会产生渗透压；当渗透压大于界面黏结力时，界面就会发生脱粘导致破坏。当OH-进一步作用到钢筋表面时，会对钢筋表面造成破坏。从240～360 d，由于溶解的铁离子与OH-结合在钢筋表面沉积下来，钢筋表面原来微小的点蚀连成一片，表面形成了大片锈蚀层；由于锈蚀层的存在，在一定程度上阻止了钢筋的继续腐蚀，并且在锈蚀层上存在一些裂纹，@说明所形成的锈层对钢筋虽然对钢筋能起到一定的保护作用，但并不能完全有效阻碍腐蚀的继续发生。

BHC50美加力涂层钢筋的腐蚀速率始终大于BHC25美加力涂层钢筋的腐蚀速率，除了180 d时的腐蚀速率，其他龄期的腐蚀速率相差不大。可能由于BHC25美加力涂层钢筋处的氯离子外渗程度大于BHC50美加力涂层钢筋，导致BHC25美加力涂层钢筋的氯离子浓度小于BHC50美加力涂层钢筋处的氯离子浓度。而氯离子浓度与腐蚀程度密切相关[16]。

2.4钢筋腐蚀速率

2.4.1钢筋腐蚀速率对比不同钢筋在不同时期的腐蚀速率见图6。

由图6，在60 d时，由于氯氧镁水泥混凝土的各项性能未稳定以及涂层防护效果未突显，钢筋的腐蚀速率是美加力涂层钢筋腐蚀速率的10～15倍；在120～360 d，由于氯氧镁水泥混凝土以及涂层的各项性能已稳定，防护效果十分明显，钢筋的腐蚀速率是美加力涂层钢筋腐蚀速率的40～80倍。由于氯离子浓度影响，BHC25钢筋的腐蚀程度略小于BHC50钢筋的腐蚀程度。

2.4.2钢筋腐蚀寿命预测结合文献[17]，腐蚀速率大于11.73×10-3mm/a时，钢筋处于严重腐蚀状态；腐蚀速率在5.865×10-3～11.73×10-3mm/a时，钢筋处于中等腐蚀状态；腐蚀速率处于1.173×10-3～5.865×10-3mm/a，钢筋处于低腐蚀状态；腐蚀速率小于1.173×10-3mm/a时，钢筋处于无腐蚀状态。对图6中不同钢筋在不同时期的腐蚀速率按照腐蚀速率与时间进行拟合，并对BHC50钢筋的腐蚀速率变化显著的点舍去，其中x=t/60，t为时间，单位d，拟合曲线公式见表3。钢筋腐蚀状态预期使用寿命见表3。

LG（BHC25）代表保护层厚度25 mm的钢筋， LG（BHC50） 代表保护层厚度50mm的钢筋； MGL（BHC25） 代表保护层厚度25 mm的美加力涂层钢筋，MGL（BHC50） 代表保护层厚度50 mm的美加力涂层钢筋。

由表3，可知氯氧镁水泥混凝土中钢筋基本在干燥养护28 d后，已发生严重腐蚀。而有美加力涂层保护的钢筋，即使在水浸泡环境下，360 d的测试周期内处于低腐蚀或无腐蚀状态；通过对钢筋腐蚀速率的预测，在水浸泡环境下，至少715 d后有美加力涂层保护的钢筋才有可能处于严重腐蚀状态。西部盐湖地区以格尔木市为例，年平均降水天数为27 d，年平均降水量为45 mm，属于干燥地区。理论上推定氯氧镁水泥混凝土―美加力涂层钢筋的使用寿命达到26.5 a，说明涂层防腐效果明显。由于实际环境的复杂性，受到影响因素较多，需要通过大量的试验数据对氯氧镁水泥钢筋混凝土使用寿命进行预测。由于试验数据相对较少，本文仅提供一种寿命预测的方法。通过采用涂层技术解决氯氧镁水泥钢筋混凝土中钢筋的腐蚀问题是可行的，只要找到合适的涂层，有利于氯氧镁水泥钢筋混凝土的推广。

3腐蚀产物分析

由于美加力涂层钢筋状态良好，为了进一步研究，故对氯氧镁水泥混凝土中腐蚀状况较严重的钢筋进行SEM和EDS实验，钢筋的宏观与SEM像见图7。试验前和试验后钢筋的EDS见图8，元素扫描结果见表2。

根据图7，宏观下锈层呈层状结构，表面为棕红色，较为疏松脆硬，棕红色锈蚀层较容易清理；棕红色锈蚀层经清理后，靠近内层的产物呈黑灰色，锈层较紧密，较难清理。微观形貌下腐蚀产物呈条状或片状结构显示，是全面的点蚀，但实际上在宏观上表现为均匀腐蚀。

结合图8和表4，试验前对钢筋EDS分析，钢筋由C和Fe两种元素组成，试验后钢筋锈蚀层主要由C、O和Fe3种元素组成，且夹杂着来自氯氧镁水泥混凝土中少量的Na、K和Ca等少量元素，由此可知锈蚀层主要成分是铁的氧化物，且从其元素含量不难看出BHC50的腐蚀程度要略大于BHC25的腐蚀程度。

4结论

1）在360 d测试周期内，除了浸泡28 d时氯氧镁水泥混凝土的软化系数大于0.85，其余测试时间的氯氧镁水泥混凝土的软化系数处于0.78～0.82，基本在0.80上下波动。因此本试验设计的氯氧镁水泥混凝土可用于干燥地区、受潮湿较轻或次要建筑结构。

2）通过腐蚀速率分析，除了60 d时，由于氯氧镁水泥混凝土的各项性能未稳定以及涂层防护效果未突显，钢筋的腐蚀速率是美加力涂层钢筋腐蚀速率的10～15倍；120～360 d，由于氯氧镁水泥混凝土以及涂层的各项性能已稳定，防护效果十分明显，钢筋的腐蚀速率是美加力涂层钢筋腐蚀速率的40～80倍。

3）宏观下锈层呈层状结构，表面为棕红色，较为疏松脆硬；靠近内层的产物呈黑灰色，锈蚀层较紧密。微观形貌下腐蚀产物呈条状或片状结构，微观上钢筋表面发生的是全面的点蚀，但在宏观上呈现为均匀腐蚀。

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[17] 马志鸣，赵铁军，巴光忠，等.冻融环境下引气混凝土的抗钢筋锈蚀能力研究[J].建筑科学与工程学报，2014，31（3）：8589.

钢筋水泥篇3

分类：

水泥船主要包括钢丝网水泥船和钢筋混凝土船。

钢丝网水泥船是用钢筋与钢丝网扎成骨架，内、外涂抹水泥而成的船舶。具有抗腐蚀性和耐久性等特点，可用作农船、渔船和运输船舶等。钢丝网水泥船造价低廉，材料容易获得，建造设备和施工工艺简单，维修保养费用低，且能节约木材和钢材。主要缺点是自重大，抗冲击性能差，只能在一定范围内使用。

钢筋混凝土船，即用钢筋混凝土作为船体结构材料的船。

钢丝网水泥船与钢筋混凝土船相比，船壳薄，自重轻，容易成型，且因配筋分散，具有较大的抗裂性和延伸性。钢丝网水泥船可作农船、渔船和运输船舶。钢筋混凝土船可作对自重要求不高，泊位固定或较少移动的工程船舶和趸船。随着预应力技术的提高，预应力钢筋混凝土船有良好的发展前景。

钢筋水泥篇4

[关键词]： 超高层建筑；泥浆护臂钻孔灌注桩；分体式套筒；

中图分类号：TU208文献标识码： A

1 前言

近年来，随着我国经济的快速发展，高层及超高层建筑在城市建设发展中如笋而生，高层、超高层建筑对地基与基础的承载能力、整体稳定性的要求也逐渐提高，建筑桩基础在设计中被广泛使用，尤其适于是在地下土层承载能力不足、存在软弱下卧层等不良地质状况的场地。超长桩基础施工，不仅质量要求高，施工难度大，如何保证安全、快速、精确施工也是施工中的重中之重。本工程为保证施工质量、加快施工进度，在施工过程中对超长钢筋笼进行分段吊装，并通过分体式套筒进行连接。下面就此施工技术具体内容及应用情况作一下介绍。

2 适用范围

适用于东北地区高层、超高层建筑超长桩基础施工。

3 工程概况

3.1 基本概况

本工程位于沈阳市和平区，总用地面积58424.1。其中T1塔楼主体结构高度568米，拟建成东北地区第一高楼，总建筑面积约33.9万平方米，地上约32万平方米，地下约2万平方米，主要功能包括办公、金融、企业会所。

3.2桩基概况

该工程塔楼结构形式为“巨型框架―核心筒-外伸臂”结构，基础形式为桩筏基础，基础底板厚度约6米，桩采用泥浆护臂钻孔灌注桩后压浆施工工艺，桩径1000mm，设计有效桩长55m，桩身混凝土强度C50，水下灌注，实际施工桩长60.9m，钢筋笼长60.9m，钢筋笼直径100mm，桩身上33.4米部分主筋28C32，下27.5米部分14C28，箍筋C10@200，桩身上10.9m箍筋加密区C10@100，加强箍筋C18@1500。

4 工艺特点

本施工工艺主要特点是：本工程超长桩施工，桩长超过50米，在沈阳乃至东北地区尚无以往施工经验，且质量要求高、施工难度大、孔体安全保证难度大、超长钢筋笼的吊装、下放难度大。我司结合设计图纸，合理组织施工，通过对钢筋笼进行分段下放组装、以及对分体式套筒的利用，大大加快了施工速度，并能保证施工质量，最大限度减小安全事故发生的可能性。

5 施工工艺流程及施工要点

1.钻机就位：旋挖钻机自重大，要求地基承载力不小于100Kpa，且履盘座落的位置平整，坡度应不大于30°，桩机定位要准确、水平、垂直、稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。

2．挖设循环系统：泥浆池单个容积应不小于单桩灌注量的1.5倍，泥浆池位置可选择在不影响车辆出入且相对固定的地方，距离可远可近。旋挖钻机泥浆可重复利用。施工期间应及时清除泥浆池内钻渣。

3．泥浆制备：在钻孔灌注桩的施工过程中，为了防止坍孔，稳定孔内水位及便于挟带钻碴，拟根据实际揭露地层情况确定使用钻井专用砂浆或澎润土制备成泥浆进行护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力,以确保孔壁的稳定，所以泥浆的比重则起到保持这种压力差的关键作用。如果钻孔中的泥浆比重过小，泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用；如果泥浆的比重过大，则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的置换产生困难，使成桩质量难以得到保证，一般泥浆比重控制在1.15。要充分发挥泥浆的作用，其指标的选取是非常重要的。

在泥浆池与钻孔附近各放置一个杆泵，钻进过程中泥浆池中的杆泵向钻孔中泵入泥浆，提钻过程中，钻孔附近的杆泵将钻孔中的泥浆泵入泥浆池中实现泥浆循环。

4.钻进成孔：护筒埋设完毕并注入泥浆后方可开钻。钻进过程中，经常抽取渣样并检查泥浆指标，注意土层变化，以便及时对不同地层调整钻速、钻进压力、泥浆比重。在砂土、软性土等易坍孔的土层中，采用低档慢速，同时提高孔内水头，加大泥浆比重。钻至设计标高并经土样判别确认到位后，停止钻进。

5.清孔：根据不同的地质条件，用旋挖斗掏渣清孔，利用导管反循环二次清孔。清孔后及时用测绳测量孔深，孔底沉渣厚度。下放钢筋笼及灌注混凝土前重新测量孔深，检查是否有塌孔现象。遇塌孔或沉渣过厚时，及时用旋挖斗进行清孔。

6.钢筋笼安装

1）钢筋笼制作

钢筋笼按照设计图制作，每节钢筋笼的纵向钢筋接头采用机械连接。由于本工程中钻孔灌注桩桩长较长，钢筋笼长度长，重量大，吊装难度大，故钢筋笼均分两段制作。

2）钢筋笼吊装

钢筋笼吊装采用100t履带吊和25t汽车吊配合，水平起吊、空中回转立直。钢筋笼下放前，应先焊上钢筋保护层定位筋，以确保混凝土保护层厚度。环形保护层垫块需要提前预制。

钢筋笼的起吊点需要根据分段长度和配筋情况计算平衡点后确定，吊装前按图纸在吊点处做好标记，起吊必须按事前确定吊点位置固定卡环，以减小钢筋笼变形。

吊装时100T履带吊车为主吊车，停放在钢筋笼上方，25T汽车吊车为辅助吊车，放在钢筋笼下方。

按吊装示意图将钢筋笼和吊车连接好，检查每个吊点位置是否正确，卡环是否固定好，钢丝绳有无缠绕、打卷等现象。如有问题，应及时改正。

吊装时，两辆吊车应同时慢慢将钢筋笼平抬至距地面3-4m，然后主吊车慢慢起吊，并同时向左转，副吊车配合左转，慢慢放钩，待主吊车将钢筋笼完全竖起后，副吊车将吊钩也完全放松。

下节钢筋笼下放至护筒口时，用型钢或钢管穿过钢筋笼担在孔口上落实之后方可解开吊环，然后再吊起上节。钢筋笼孔口连接时应将上下节笼各主筋位置校正，且上下节笼处于垂直状态方可连接，连接时宜两边对称连接。

钢筋笼吊点示意图 钢筋笼吊装示意图

钢筋笼对接

钢筋对接采用分体式套筒连接，连接时事前绑扎钢筋笼时确定的钢筋编号、编号对应连接。准备好扳手及手锤，用于安装锁套后的初步锁紧；用钢筋焊接1-2个简单工具（F扳手），用于现场钢筋的对正调直；准备1个吊葫芦，用于钢筋笼轴向尺寸的微调；准备一根长撬杠，必要时撬动下节钢筋笼，便之便于套筒扣装；最后通过液压钳完成最终分体式套筒的紧锁。

现场施工照片

分体式套筒拼装过程示意图

4）为保证施工质量，钢筋制作偏差应符合下列规定：

主筋间距---------------±10mm；螺旋箍筋间距---------±20mm；

钢筋笼直径------------±10mm； 钢筋笼长度------------±100mm；

6 与传统施工工艺对比分析

本施工工艺与传统方法相比，通过分体式套筒代替帮条焊施工，大大提升了施工速度，并能保证施工质量。

根据规范要求，采用双面焊时帮条长度不小于5d，本工程钢筋主筋直径大部分为32mm，帮条焊长度不应小于160mm，焊接工作量大，完全完成整个焊接过程预计在6小时左右，通过分体式套筒，完成连接过程用时只需40分钟左右。

帮条焊示意图

7 结束语

钢筋水泥篇5

【关键词】地下连续墙；工字钢接头；防止塌方

一、概述

安吉客运站是南宁轨交2号线第17个站，安吉大道与规划东西向安吉大道交叉口处。车站主体长290m，标准段宽22.7m。连续墙共计128个槽段，采用工字钢接头。

1.1、工程地质水文情况

本站站址范围内地层组成自上而下为：素填土、硬塑～坚硬状态黏土、硬塑～坚硬状态粉砂质泥岩等。地下水主要赋存于圆砾及砂土层中，与邕江等地表水体有水力联系，水量丰富。

1.2、施工难点

1.2.1、塌孔控制

根据地勘本场圆砾层（Q3w2）为低压缩性土，对连续墙施工性带来的不利影响。由于连续墙深入岩层，成槽时间长，对槽壁扰动大，易塌孔。

1.2.2、泥浆超标

由于入岩槽段施工时间长，对槽壁扰动大，因此泥浆护壁功能提出了更高的要求，同时由于槽段穿越含砂率较高的砂层及砾石层，土层中泥沙颗粒、岩土成分和有害离子不断混入，使得泥浆粘度、比重大幅增加，泥浆指标可能达到：比重1.3～1.35、粘度36s。

1.2.3、接缝止水

由于工字钢与连续墙槽宽间隙较大，虽然工字钢背后回填土袋，仍难以密实，槽段混凝土浇筑时，部分混凝土绕到工字钢后面，该“桩”一侧紧贴工字钢，一侧靠土层，造成一面软，一面硬，严重影响止水效果，尤其在含水量较大的地层中会发生严重的渗漏现象。

二、成槽施工

2.1、连续墙施工

根据工程地质结构特点和对应工点的工期要求，成槽采用“抓冲（钻）结合”及连续墙钢筋笼现场制作，整体吊装入槽，2～3套导管灌注水下砼。连续墙施工工艺流程如下。

2.2、施工工艺要求

（1）、连续墙施工放线须按不小于3‰基坑深度加水平施工误差及围护桩最大水平位移要求，确保侧壁厚度和限界要求。

（2）、地下连续墙接缝采用工字钢接头，工字钢在地面拼装焊接为整体，焊接在槽段钢筋笼两侧。地下连续墙采用顺开法施工。混凝土从底到顶一次浇筑完成。

（3）、钢筋笼整体吊放，入槽后至混凝土浇筑时总停置时间不超过4小时。车站连续墙接头采用工字型钢，与钢筋笼焊接一起吊放。

2.2、主要施工工艺

（1）导墙施工

①.导墙设计根据施工区域地质情况，做成“”形现浇钢筋砼结构，内侧净宽度比连续墙宽50mm，导墙各转角处需向外延伸400mm，以满足最小开挖槽段及钻孔入岩需要。

②.导墙施工顺序为：场地平整测量放线挖槽人工清底垫层施工钢筋绑扎模板安装第一次砼浇注拆模放置横撑导墙外侧回填并夯实第二次立模及砼浇注。

（2）泥浆循环

在地下连续墙挖槽过程中，由于泥浆具有一定的相对密度，可抵抗作用在槽壁上的侧向土压力和水压力，相当于一种液体支撑，可以防止槽壁的坍塌和剥落，并防止地下水的侵入。另外，在槽壁上会形成一层透水性很低的泥皮，可使泥浆的静水压力有效地作用于槽壁上，能防止槽壁剥落。泥浆还可以从槽壁的表面向土层渗透，待渗透到一定的范围，泥浆就粘附在土的颗粒上，这种黏附作用可以减少槽壁的透水性，可防止槽壁坍塌。

（3）泥浆循环系统

①.成槽中的泥浆循环

为保证成槽的速度及质量，泥浆循环系统包括：泥浆池、沉淀池、泥浆分离器、泥浆泵。在抓槽的过程中：将泥浆池中的泥浆用泥浆泵直接抽入成槽的槽段。在成槽完成后，将槽段内的泥浆抽往预制的沉渣池中，经泥浆沉渣后，泥浆存入泥浆池，供下幅导墙槽段施工使用。

②.浇筑的泥浆循环。

在距离浇筑混凝土槽段附近放置两台泥浆泵，在混凝土浇筑时把泥浆抽入泥浆池。

③.污染后的泥浆循环使用

被污染后的泥浆，经处理后可重复使用，泥浆净化回收可采用振动筛、旋流器、流槽及沉淀池（凝聚沉淀）或强制脱水等方法。如污染严重难以处理或处理不经济者则舍弃。从槽段中置换出来的泥浆经过机械处理后流入沉淀池进行重力沉淀，沉淀后用水泵抽走表面清稀部份浆水到过滤池，并通过四层滤网过滤，余下的浆体再生重复利用。

（4）成槽施工

①.槽段放样

根据槽段划分图在导墙上划出分段标记线，并将接头管的位置以明显标记（在导墙上相应的位置打入钢钉或刻一槽）准确标示在导墙上。

②.成槽顺序

四个槽段分为一组，槽段开挖采用跳槽施工的方法，即先施工1、3槽段，后施工2、4槽段。

图1 槽段开挖跳槽施工示意图

1）.土层槽段开挖采用液压抓斗成槽机抓土成槽，标准槽段采取三序成槽，先挖两边，再挖中间。开挖过程中要实测垂直度，并及时纠偏。

2）.液压抓斗成槽机定位后，抓斗平行于导墙内侧面，抓斗下放时，自行坠入导墙内，不允许强力推入，以保证成槽精度。

3）.成槽时不宜满斗挖土，即每斗不能挤满土方，因为土在泥浆中经过挤压后，会影响泥浆质量，使泥浆粘度比重增大。装土的抓斗提升到导墙顶面时要稍停，待抓斗上泥浆沥净后，再提升转到临时堆土场，以防泥浆污染场地。掉在导墙上的泥土清至槽孔外，严禁铲入槽中。

（5）清槽

槽段作业是利用成槽机液压抓斗有序地从一端到另一端进行，将槽底的碴土清除干净。施作二期槽段时，对接头处的残留泥皮予以清除，用特制钢丝刷清扫，吊入槽内紧贴砼面往复上下刷至清除干净。清底后槽底泥浆比重不应大于1.2，沉淀物厚度不大于100mm。

（6）钢筋笼制作

根据设计要求，连续墙接头采用H型钢，在制作地墙钢筋笼时，要保证下一幅钢筋笼雄囗靠在上一幅钢筋笼H型钢里口，杜绝两幅地墙之间接隙过大。

（7）钢筋笼吊装

本工程地下墙钢筋笼长度较长，重量较重，为防止塌孔现象的发生和加剧，应保证钢筋笼一次整体吊放，尽可能的减少对墙孔的施工影响。因此，对地下连续墙钢筋笼吊装采用整体吊装法，一次起吊完成施工。根据钢筋笼的重量，配置150T和70T履带吊车各一台，150T履带吊作为钢筋笼起吊主吊机，70T履带吊配合起吊。

（8）工字钢背后回填

槽段钢筋笼下放到位经检验泥浆及沉渣厚度均满足要求后，进行砂袋填筑。为保证砂袋填筑的质量，在制作钢筋笼时应在工字钢上焊接4根钢筋，高度超过导墙面200mm左右，控制砂袋不许流入槽段内部。砂袋在填筑的时候用测锤测量标高，砂袋高度平钢板上部为宜。

（9）地连墙混凝土浇筑

①.砼配合比，应按流态砼设计，砼坍落度以20±2cm为宜。

②.按施工组织设计规定的位置安装砼导管，导管采用转盘连接式导管，导管连接处用橡胶垫圈密封防水，首批混凝土数量应满足导管首次埋置深度和填充导管底部的需要。

③.入槽后4小时内开始浇灌砼，浇灌前先检查槽深，判断有无坍孔，并计算所需砼方量。

三、结束语

连续墙工程是一个多工序连续性强的地下工程，我们应严格地按照质量控制程序进行质量控制，完善施工技术从而保证南宁轨交2号线安吉客客运站施工能顺利、如期完成。

参考文献：

[1]南宁轨交2号线安吉客运站工程场地岩土工程勘察报告书[R]。

[2]丛蔼森.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京：中国水利水电出版社，2001.

钢筋水泥篇6

(1)水泥为北京琉璃河水泥厂生产的普通硅酸盐水泥，强度等级为42．5;钢渣是江西新余热闷稳定化处理后的钢渣;粒化高炉渣是江西新余钢厂的粒化高炉渣;减水剂为萘系;骨料为碎石。钢铁渣粉质量比为:钢渣粉:矿渣粉=3∶7。水泥、钢渣和粒化高炉渣的化学成分见表1。(2)水泥、钢渣和粒化高炉渣的活性指数。水泥、钢渣和粒化高炉渣的活性指数见表2。(3)混凝土。试验用混凝土强度等级为C40、C50、C60。

2试验方法

所有耐久性实验均按照《水运工程混凝土试验规程》JTJ270进行。

3试验结果与分析

3．1钢铁渣粉混凝土龄期抗压强度试验配置了C40普通水泥混凝土和C40、C50、C60钢铁渣粉混凝土，其龄期抗压强度见表3。从试验结果可知钢铁渣粉取代30%的水泥可配制强度等级为C40～C60的混凝土。C40混凝土除3天强度比普通水泥混凝土略低外，其他龄期强度均比普通水泥混凝土略高。因为钢渣粉和粒化高炉矿渣粉比表面积比水泥大，改善了胶凝材料的颗粒组成，加大了混凝土密实度，提高了强度。另外钢铁渣粉细度大，使胶凝材料水化产物增多，对提高强度有利。

3．2钢铁渣粉混凝土抗氯离子渗透性能混凝土中钢筋腐蚀是一种电化学腐蚀。硅酸盐水泥水化时生成氢氧化钙，使钢筋周围混凝土孔隙中的水分变成饱和的氢氧化钙电解液，钢筋与电解液发生电化学作用。钢筋一般含有杂质，表面有缺陷，这样就构成本身电化学的不均匀性。由于钢筋和杂质的电位不同，形成了许多通往金属本身短路的微小原电池。杂质和缺陷的电位往往比钢要高，构成了微电池的阴极区，钢为阳极区。它们之间的电位差就形成了微电池的电动势，这时如果钢筋周围有氧和水，就会有电流产生，也就有腐蚀产生。本文采用混凝土试件的电通量为指标来确定混凝土抗氯离子渗透性能。试验测定普通C40混凝土和取代30%水泥的钢铁渣粉混凝土的电通量试验结果见表4。从试验可知钢铁渣粉混凝土电通量均比普通水泥混凝土低，具有良好的抗氯离子渗透作用，有利于保护混凝土中钢筋不被腐蚀。

3．3钢铁渣粉混凝土钢筋锈蚀试验模拟了浪溅区和水位变动区混凝土中的钢筋锈蚀环境［11］，即海水干湿交替，并用提高湿度的方法加速腐蚀速度。试验方法按水运工程混凝土试验规程7．11进行。试验结果为C40普通水泥混凝土和C40、C50、C60钢铁渣粉混凝土的锈蚀率均为0，说明混凝土中钢筋均未生锈。防锈蚀性能良好。

3．4钢铁渣粉混凝土的抗冻性混凝土在冻融循环作用下造成结构耐久性降低。按JTJ270试验规程进行抗冻性试验。混凝土冻融循环设计为50次、100次、150次、200次、250次、300次、350次、400次。其动弹性模量和质量损失见表5。根据JTJ270规程规定相对动弹性模量下降至75%或重量损失率达5%时，可认为试件已经破坏，并以相应的冻融循环次数作为该混凝土的抗冻融等级。从试验结果可知:(1)冻融后混凝土的质量损失均小于5%。(2)C40普通水泥混凝土抗冻等级为F100。(3)C40钢铁渣粉混凝土抗冻等级为F250。(4)C50钢铁渣粉混凝土抗冻等级为F300。(5)C60钢铁渣粉混凝土抗冻等级为F400。掺钢铁渣粉混凝土抗冻性好是因为:(1)加入钢铁渣粉的混凝土减少了内部的孔隙，提高了混凝土的密实度。(2)由于掺入钢铁渣粉，水化产物和普通水泥混凝土有差别，由于钢铁渣粉水化产物是二碱水化硅酸钙，它的强度较低，但它的抗冻性能超过水泥的水化产物，使混凝土具有良好的抗冻性。

3．5钢铁渣粉混凝土的抗渗性为检验钢铁渣粉混凝土抗渗性能，按水运工程混凝土试验规程，进行了C40普通水泥混凝土和C40、C50、C60掺钢铁渣粉混凝土抗渗试验和渗水高度试验。各强度等级混凝土渗水时的水压力为1．2MPa，钢铁渣粉混凝土的渗水高度平均值为0．3～0．5cm，具有良好的抗渗性。由于渣粉比表面积大，改善了胶凝材料的密实性，同时钢渣粉和粒化高炉矿渣粉水化充分释放凝胶数量，增多、增强了混凝土界面的粘结力，减少了混凝土空隙，提高了抗渗性。

3．6钢铁渣粉混凝土收缩混凝土在应用时，由于受到环境温度和湿度等条件的变化，由于干缩或自由膨胀引起长度变化，造成混凝土裂纹或裂缝，引起钢筋锈蚀和耐久性不良。按JTJ270试验方法测定的试验结果见表7。钢铁渣粉混凝土与普通水泥混凝土相比较，具有收缩率小的特点。钢渣粉中含有少量的游离氯化钙，水化时产生氢氧化钙，体积增大，使混凝土胶砂密实而收缩降低。这些特点减少了混凝土构筑物的裂纹，提高了混凝土的耐久性。

4结论

(1)钢铁渣粉作混凝土掺合料，取代30%水泥可配制强度等级为C40、C50、C60的混凝土。(2)钢铁渣粉混凝土具有良好的抗氯离子渗透作用。电通量值均比普通水泥混凝土低，有利于保护混凝土中钢筋不被侵蚀。(3)钢铁渣粉混凝土具有良好的抗冻性。C40普通水泥混凝土抗冻等级为F100，而同等级的钢铁渣粉混凝抗冻等级为F250，C50混凝土为F300，C60混凝土为F400。(4)钢铁渣粉混凝土具有良好的抗渗性，抗渗等级为12MPa，渗水高度为0．3cm。(5)钢铁渣粉混凝土收缩率低于普通水泥混凝土。

钢筋水泥篇7

关键词：工艺流程 地连墙 泥浆质量 钢筋网吊装

1 工程实例

1.1 工程概况

某大厦围护结构为地下连续墙。墙厚 800mm，标准段墙长27.5m，盾构端头井段 32m。其中异型地下连续墙数量占到了总量的 15% ，其中多为 L 型、Z 型和 T 型。

1.2 施工设备的选择

依据工程地质、水文地质及施工场地的条件和异型地下连续墙成槽要求精度高的特点，我们采用履带式全液压抓斗成槽机施工，它成槽精度高，效率高，成本较低，且其抓斗又分为几种尺寸，拆卸方便 。另外用一台 QUY-50B 型 50t 履带式吊车及一台150t 履带式吊车进行钢筋网的吊装及辅助工作。

1.3 异型地下连续墙施工工艺流程

1.3.1 异型地下连续墙的施工测量

异型地下连续墙的线形控制中最主要是控制导墙的精度，所以在导墙施工之初先定出几条导墙轴线（比结构边线长），使基线端点参与导线网平差或用其它测量方法（比如前方交会等）多次检核，使轴线具有很高的精度，误差在±10mm 以内，并且使导墙净距在±5mm以内，这样就可以确保在异型地下连续墙施工过程中不会偏位超过限差±30mm。桩的中心位置用全站仪采用极坐标法测定。

1.3.2 异型地下连续墙的导墙和槽段的开挖是地下连续墙施工中的重要环节，是决定施工进度和质量的关键工序。其挖槽土壁形状基本上决定了墙体外形，精度又是保证地下连续墙质量的关键之一。

（1）抓斗安装后，应检查抓斗本体悬吊后的垂直性，禁止使用不垂直的导板抓、斗挖槽施工。检查仪表是否正常，液压系统是否渗漏等；

（2）挖槽机就位：挖槽机停靠在异性导墙内侧，使抓斗自然平行贴靠在基坑开挖面一侧的边线，若有旋转或和导墙间出现偏角，应调整抓斗偏角，使导板能平行贴靠导墙面自然入槽，不能用人力推入槽中挖土；

（3）为了保护附近的地下管线的安全，必须慢降、慢升。装满土的抓斗提升到导墙顶后应将泥浆沥去，防止泥浆污染场地。开挖时导墙口泥浆及时铲入小手推车运走处理，抓斗中的土必须弃入翻斗车转运（或用轮式铲车运至渣土堆放地点）。

1.3.3 护壁泥浆

泥浆主要以固壁为主，并有携砂、冷却和的作用。异型地下连续墙成槽过程中，槽壁的质量要求很高，所以护壁泥浆的质量好坏，对地下连续墙整个过程的施工质量起到了重要的作用。

（1）泥浆处理采用机械处理和重力沉降处理相结合的方法进行。从槽段中置换出来的泥浆流入沈淀池进行重力沉淀,经重力沉淀16小时稳定后,抽走表面清稀部分浆水到过滤池,并通过四层滤网过滤,将废水排除,余下的浆体再重新利用。废弃的泥浆和残渣按有关泥渣土排放管理规定执行。

（2）泥浆质量的控制在异型地下连续墙施工中为检验泥浆的质量，使其具备物理和化学的稳定性、合适的流动性、良好的泥皮形成能力以及适当的相对密度，需对制备的泥浆和循环泥浆利用专用仪器进行量控制，对不合格的泥浆应及时处理。

（3）泥浆的制备

配制泥浆主要由水和膨润土按一定比例混合而成，为了使泥浆的性能适合于异型地下连续墙挖槽施工的要求，需要根据具体情况有选择的加入适当的外加剂，如增粘剂（CMC），分散剂（FCL）、烧碱（Na2CO3），并经检验合格才投入使用。初步定的配比(占水的百分比)见《泥浆配比初定表》。

泥浆配比初定表

水 膨润土 CMC Na2CO3

1 10% 0.05%～0.1% 0.05～0.1%

施工期间,槽内泥浆液面必须高于地下水位1.0m以上,并且不低于导墙顶面0.5m。砂层施工时，适当提高泥浆粘度,增加泥浆储备量,备有堵漏材料。

1.3.4 清槽

（1）刷壁：用刷壁器对混凝土接头端部上下反复刷洗，以清洗先施工的槽段接头面上附有的石子、砂、泥皮和土渣等杂物。

（2）清底：采用抓斗或潜水泥浆泵进行清底，置换出槽底沉淀物及比重大的泥浆，清底完工后，沉渣厚度不应大于100毫米，并将接缝面的泥土、杂物用专用刷壁器清刷干净，以保证墙体质量。

1.3.5 钢筋网制作与吊装

异形钢筋网根据单元槽段按设计尺寸加工制作一个整体。在制作时钢筋网的下端 0.5 米范围内按 1：10 收成闭合状，以防吊装时擦伤槽壁。其钢筋网主筋外侧保护层厚 70mm，内侧厚 50mm。为保证保护层厚度，在纵向主筋上每 3～4m 设一排垫块，每排每个面不少于 2 块，垫块用扁钢制成。

（1）异形钢筋网制作是在特制的水平平台上进行。钢筋网的纵向横向钢筋在平台上定位，钢筋网制作采用焊接形式进行制作。

（2）异形钢筋网制作应该符合设计及规范要求，并考虑导管的尺寸，钢筋网制作应配合开挖速度进行。

（3）考虑地下连续墙的异形钢筋网钢筋多，假如采用两节进行加工，在下网时进行焊接，这样时间较长，本工程采用的钢筋网均一次加工完成，异型钢筋网采用搭脚手架的方法绑扎，高度与钢筋网相同，在钢筋网验收合格及槽段清孔换浆符合要求后应立即吊放钢筋网,为使钢筋网起吊时不致发生过大的弯曲变形采用 150t 和 50t 履带式吊车配合吊装。

（4）异形钢筋网制作均采用焊接成型，焊接必须准确坚固，保证起吊时不变形、脱散。制作预留砼浇注导管孔，导管孔边任一点离导管接头外径的净空不小于 0.1m，保证导管上下不受阻。标准槽段内每根导管的间距为 3m；非标准槽段，导管距槽段端部的距离在槽段长度的 1/4 处；

（5）异形钢筋加工使用钢筋切断机加工，主筋采用对焊接头，在同一水平面的接头应小于 50%，接头错开距离 35d。对焊接头轴线偏移不应大于 0.1d，抗拉强度及冷弯符合同级钢筋的要求；预埋件应与钢筋网主筋连接牢固，外露面包扎严密；

（6）纵向钢筋底端稍向内弯折，以防止吊放钢筋网时擦伤槽壁，但向内弯折的程度以不影响灌注水下混凝土导管的插入为准。

2 结束语

综上所述，我们可以详细的了解到异型地下连续墙的整个施工工艺，施工中应注意的地方以及影响和处理办法。地下连续墙既可作施工阶段的围护结构，亦可做结构正式复合墙体的一部分。并且对周围环境影响小，墙体刚度大，止水性能好，是深基坑工程常用的围护方法。而异型地下连续墙的质量又较普通型的难以控制，其好坏直接关系到工程的顺利进行，所以应对其关键工序和薄弱环节设置质量控制点，对其施工质量进行重点管理和控制。

钢筋水泥篇8

摘要:在我国公路桥梁中，钢筋腐蚀是一个普遍的问题，也是需要引起高度重视的问题。如果对钢筋的腐蚀问题不能及时有效的处理，不仅会影响到公路桥梁的使用寿命，严重的造成坍塌，跟人们的出行带来很大危险。

关键词： 公路桥梁；钢筋锈蚀；原因；重要性；措施

Abstract: China"s roads and bridges, steel corrosion is a common problem, but also a problem need attention. If can not be timely and effective treatment on the steel corrosion problem, it will not only affect the service life of roads and bridges, caused serious collapse for people traveling great danger. Key words: roads and bridges; steel corrosion; reason; importance; measures

中图分类号：U445.7+1文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02

1公路桥梁混凝土钢筋锈蚀的原因

混凝土中大量存在的氢氧化钙和少量的钠、钾等碱金属氧化物, 使得混凝土具有很强的碱性, 在混凝土中的钢筋表面形成一层胶质钝化层, 该钝化层对钢筋的耐腐蚀性是有利的。当混凝土构件长期暴露于除冰剂、盐液、含盐的雾气或海水等环境时, 氯离子就会通过混凝土中的气孔, 随水进入到混凝土的内部, 最终会接触钢筋并开始沉积。当氯离子达到一定浓度后, 在氧气和潮湿气体的共同作用下, 从混凝土与钢筋的界面开始破坏钝化层、腐蚀钢筋。在没有氯离子存在的情况下, 也可以发生腐蚀现象。钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土桥梁耐久性损伤的最主要和最直接因素,也是混凝土桥梁耐久性破坏的主要形式之一。

1.1碳化现象

钢筋保护层的碳化是钢筋锈蚀的主要原因之一,碳化的原因是由于混凝土不密实,抗渗性能不足。由于钢筋混凝土质量较差或保护层厚度不足等,使混凝土保护层受二氧化碳碳化至钢筋表面,使钢筋周围碱度降低,从而生成氢氧化铁锈蚀物,产生锈蚀硬化的混凝土。而当不密实的混凝土置于空气中或含二氧化碳环境中时,由于二氧化碳的侵入,混凝土中的氢氧化钙与二氧化碳反应,生成碳酸钙等物质,其碱性逐渐降低,使得混凝土出现碳化现象,造成对钢筋的锈蚀,影响公路桥梁的安全性。

1.2氯化物等有害气体的介入

氯化物对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀形式主要表现为孔蚀。孔蚀是一种危险性较大的局部腐蚀,发生了孔蚀的钢筋,其力学性能改变较大,造成钢筋截面积减小,严重的则发生钢筋断裂,对安全生产影响极大。在混凝土中钢筋的周围氯离子较高,均可引起钢筋周围氧化膜破坏,钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,从而生成氢氧化铁锈蚀物。

1.3环境湿度造成钢筋的锈蚀

环境对钢筋锈蚀的影响主要有温度、湿度、二氧化碳浓度、氧气浓度以及侵蚀性介质的浓度。对于钢筋混凝土桥梁来说,影响最大的是湿度。由于钢筋和混凝土的结合物是支撑起全身重量的骨架,钢筋在空气中遇到水,加上钢筋材质中的一些杂质,很容易产生锈蚀。所以,在非常潮湿的环境下(相对湿度达到100%),混凝土孔隙充满水分,二氧化碳气体则不易渗入,即不能对钢筋造成锈蚀。而当相对湿度在80%左右时,却有利于碳化作用,使得混凝土钢筋容易被腐蚀。

2钢筋锈蚀的危害

混凝土中的钢筋具备上述条件之一，均可引起钢筋锈蚀。如不及时采取措施，随着时间的延长钢筋锈蚀会越来越严重，危害无穷。钢筋锈蚀是一个电化学反应过程，由铁变化成氧化铁，其体积比原来增大2～7倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，钢筋与混凝土之间的粘结应力降低或失效，致使混凝土保护层顺钢筋方向开裂、剥离甚至脱落。一旦发生钢筋锈蚀，混凝土构件将产生钢筋有效断面面积减小、混凝土与钢筋间的握裹力削弱、结构承载力降低等同题，严重的可导致构件断裂、构筑物坍塌。钢筋锈蚀通常表现在混凝土表面沿受力钢筋方向出现裂缝,而且带有锈斑,使得混凝土开裂、膨胀。钢筋锈蚀不仅能削弱其截面积,使构件承载能力下降,同时还会降低钢筋与混凝土的融合力,从而降低结构的受力性能和耐久性能。钢筋锈蚀使混凝土结构遭到严重破坏,造成巨大的经济损失。随着我国高速公路和城市立交桥的大量建设,钢筋腐蚀引起的桥梁破坏问题已开始显露出来。由于盐害、冻害和碳化等多种因素作用,公路桥梁经过一段时间运行后,混凝土保护层即出现严重的开裂、剥落、钢筋严重锈蚀现象,即使经过维修加固,仍会造成腐蚀破坏。长期以来,由于重强度轻耐久设计思想的影响,大量的钢筋混凝土结构在使用期内就出现了因耐久性失效而老化的现象,其中钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土桥梁耐久性损伤的最主要和最直接因素,也是钢筋混凝土桥梁耐久性破坏的主要形式之一。

3公路桥梁钢筋锈蚀的防治方法

防止混凝土中钢筋腐蚀最根本的方法是提高混凝土材料本身的密实性。但是，混凝土材料本身的特性以及大型混凝土构筑物的施工特点决定了完全消除孔隙、微裂缝是很困难，甚至做不到的。这就需要利用一些附加措施来阻止腐蚀的发生，具体说来混凝土中钢筋腐蚀的防护方法主要有：提高混凝土保护层质量、涂层、钢筋阴锈剂、阴极保护等。

3.1 提高混凝土保护层质量。

3.1.1 加大混凝土保护层厚度。

3.1.2提高混凝土密实度。

a.水泥和骨料的选择。水泥是配置混凝土的关键原料。为提高混凝土抗腐蚀性和抗裂性能, 选用含C3A、碱量低的普通硅酸盐水泥和坚固耐久的洁净骨料, 并控制水泥和骨料中氯离子的含量; 要重视单方混凝土中胶凝材料的用量和混凝土骨料的级配, 以及对粗骨料的粒形要求, 并尽可能减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量。b.掺入高效活性矿物掺合料。活性矿物质掺合料中含有大量活性 SiO2及活性Al2O3。由于现在水泥产品的细度减小、活性增加, 使得水化反应加速、放热加剧、干燥收缩增加, 导致混凝土温度收缩和干缩产生的裂纹增加。将一级粉煤灰、S95 级矿粉复合掺入混凝土中, 可以减少热开裂, 提高抗渗性, 降低混凝土中钙矾石的生成量。c.使用高效减水剂。一般情况下,混凝土配合比设计中对混凝土抗渗性最具影响力的参数是水灰比。因此在保证混凝土拌和物所需流动性的同时, 应尽可能降低用水量。加入减水剂可以使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态,在水泥表面形成一层溶剂化水膜, 同时将水泥在加水搅拌中絮凝体内的游离水释放出来, 达到减水的目的。

3.1.3采取措施,控制混凝土有害裂缝。

一是防止混凝土碱集料反应引起混凝土裂缝,比如选择含碱量低的水泥(≯0.6%),不使用碱活性的集料,不使用含碱或含碱量低的化学外加剂等;二是防止集料膨胀反应引起的混凝土开裂,对集料生产、运输、堆放及搅拌等工序进行科学管理,防止将含氧化镁或硫酸盐的膨胀集料或生石灰碎块混入集料中;三是防止因温度变化引起混凝土开裂,合理设置、安装桥梁伸缩缝与支座,加强桥梁养护,及时清理伸缩缝中杂物;四是尽量采用预应力结构;五是应用设计允许的最小水泥用量和能满足和易性要求的最小用水量,不要用过大的坍落度,均匀浇筑混凝土,并及时对混凝土进行养护,施工现场的材料堆放要合理,避免施工超载。

3.2 涂层。

涂层的作用是隔绝离子通路，从而阻止腐蚀反应的发生，可以分为混凝土外表面涂层和钢筋表面涂层两个大类。2.2.1混凝土外表面涂层。主要包括聚合物改性砂浆、渗透型涂层和表面涂料等。聚合物改性水泥砂浆中的聚合物大都以乳液形式掺入水泥砂浆中，大大提高了砂浆层密实性和粘接力。可以在潮湿基面上施工，其耐久性可与基体（混凝土）保持一致。聚合物改性水泥砂浆有着良好的密实、抗渗性，并兼有耐磨、粘接力强等优点，若配有阻锈成分，对钢筋的保护能力会更强。渗透型涂层材料在混凝土表面涂覆后，可以深入混凝土内部一定的范围（如 3- 5mm），与混凝土组分起化学反应并堵塞孔隙，或自行聚合形成连续性憎水膜，形成一个特殊的防护层。表面涂料常常需要具有抗氧化、防紫外线和红外线的能力，有时对抗磨、防冲击及耐适度化学物质侵蚀也有一定要求。在地下工程中，常使用沥青、煤焦油类作为混凝土的表面涂料，该类涂料具有较好的防水、防腐性能，而且价格低廉；但存在不美观等缺点。市售的油漆也可以用做表面涂料。由于混凝土真有碱性，要求使用的油漆必须是耐碱的。但是油漆类的涂料一般不能在潮湿的表面上施工，存在易老化、不耐久等缺点。树脂类涂料，如环氧树脂、已烯基树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等，都可以用于混凝土的外表面，具有较好的防护性能和耐久性；但存在价格贵，不能在潮湿表上施工。

3.3钢筋表面涂层。

为增强钢筋的抗腐蚀能力，出现了镀锌钢筋、包铜钢筋、合金钢钢筋、不锈钢钢筋及环氧树指涂层钢筋等一系列钢筋新品种或防护方法。到目前为止，镀锌钢筋、包铜钢筋已很少使用；合金钢钢筋（耐蚀钢筋）在日本得到一定发展；对于不锈钢钢筋及环氧涂层钢筋，得到了较广泛的工程应用，被确认为是防钢筋锈蚀的有效措施之一。

3.4 钢筋阻锈剂。

钢筋阻锈剂能够阻止或延缓氯离对钢筋钝化膜的破坏，拌制混凝土时掺加阻锈剂是防止钢筋腐蚀的一种经济而有效的方法。钢筋阻锈剂具有使用方便，应用范围广，有效期长等优点；但也存在一些问题，如掺入型阻锈剂在新建建筑物中使用量大，总体成本较高；渗透型阻锈剂渗透深度有限，在港口工程码头中应用无法到达钢筋表面。除此以外，阻锈剂的防护效果与混凝土质量关系密切，在质量低劣的混凝土结构中，也难以保证长久的耐久性。

3.5阴极保护。

阴极保护能直接抑制钢筋本身的电化学腐蚀过程，尤其适用于易受碳化和氯化物污染的混凝土中钢筋的保护，是目前防止混凝土中钢筋腐蚀有效且经济的方法。根据阴极极化方式的不同，分为牺牲阳极法和外加电流法两种。牺牲阳极法用电位较负的金属与钢筋电连接，使钢筋阴极极化；外加电流法用外加直流电源的负极与钢筋连接，使钢筋阴极极化。牺牲阳极法一般不适用于新建混凝土结构且阳极提供的电流有限，只能用于保护阳极附近较小范围的钢筋。外加电流法使用外部直流电源，电源的负极接钢筋，正极接辅助阳极。辅助阳极是外加电流法的关键技术问题之一，决定着外加电流技术的保护效果。现在比较常用的辅助阳极是混合金属氧化物钛网阳极，这种阳极是在钛网上覆盖一层钛、钽、铱、铂或钌的氧化物，这些氧化物具有催化作用，在比较高的阳极电流密度下，不会对周围混凝土材料造成侵蚀。这种阳极具有耐蚀性好，允许通过的最大电流密度大的优点。

3.6提高钢筋混凝土的抗渗性和密实性

对于因钢筋锈蚀造成的桥梁结构病害,首先要从结构安全及经济性方面考虑。混凝土的碳化是由混凝土抗渗性和密实性不足引起的,因此,为防止碳化,必须提高混凝土的抗渗性和密实性。一般采用控制水灰比的方法,使其不超过规范规定的最大值。在混凝土中加入适量粉煤灰、矿渣粉等细集料,适当延长搅拌时间,同时加强混凝土的振捣,特别是在钢筋密集部位或结构断面复杂部位,力争将模板内的空气排除干净,避免内部出现空洞。要提高钢筋混凝土保护层的密实性和厚度,使其符合设计要求,否则,里面的钢筋就会提前锈蚀,造成一定的损害。

3.7采用特种钢筋,提高混凝土自身防御能力

要有效地降低有害离子的侵入和损坏。在钢筋混凝土施工中,应有效隔离渗入混凝土中的氯离子,防止氯化物等有害物质对钢筋的锈蚀,应慎重添加混凝土中氯盐类外加剂,避免氯化物对钢筋混凝土的破坏。配制混凝土时严格控制原材料,骨料不能采用海产骨料,用水不能直接采用海水或氯离子含量高的水,如需用应采用经过技术处理的水质,同时要合理选用水泥品种和其他原材料。避免使用受海水、矿物质和工业废水等侵蚀的混凝土,应考虑优先采用粉煤灰水泥和矿渣水泥等原料,从而减少有害物质对钢筋混凝土的破坏。

3.8采用外涂隔离层法减少环境湿度对钢筋的侵蚀

为减少环境湿度对钢筋的侵蚀作用,可采用在钢筋外涂隔离层的方法,提高混凝土的防水性及耐久性。首先把受损钢筋全部露出,用喷砂枪等工具对钢筋做除锈处理,剔除混凝土表面的灰尘和泥土等,再对钢筋做防锈处理,并清除松动的混凝土,在露出的钢筋表面涂以环氧树脂涂液等粘结剂。如果钢筋用于受严重锈蚀且处于恶劣环境的公路桥梁结构中,还应考虑采用除锈剂涂抹钢筋表面,从而有效减少环境湿度对钢筋的侵蚀,保证公路桥梁的牢固性。

总之，钢筋混凝土结构的设计寿命要求较长，一般50 年以上，有的甚至要求上百年。但是实际的使用寿命远不能达到设计寿命要求。在混凝土结构维修方面的费用巨大，给国家、社会造成巨大的经济损失，这其中由混凝土中钢筋的腐蚀所造成的损失占很大的比重。混凝土中钢筋的腐蚀是可以预防的，减少公路桥梁中钢筋的锈蚀现象,应从各项基础工作做起,首先选择合适的材料,如颗粒细的水泥,其凝结越快,泌水越少,抗渗性和密实性也越好。要保证保护层混凝土不因漏振、钢筋骨架走动而出现露筋现象。混凝土浇注完成后,采取覆盖和养护措施,避免风吹日晒,造成对钢筋混凝土表面收缩,出现裂纹等现象。另外钢筋在运输过程中,也要做好防锈蚀、防污染工作,堆放在露天时要做好遮盖工作,对于外表有严重锈蚀的要剔除,不得使用。

参考文献

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[2]冯福明公路桥梁钢筋锈蚀的防治与修复[J]内蒙古科技与经济,2005,(11)

[3] 李富民,袁迎曙,耿欧,毛燕红.混凝土中钢筋腐蚀速率的理论模型[J]. 华南理工大学学报(自然科学版). 2009(08)