【正文】 輸、貯存或加工過(guò)程中，有時(shí)會(huì)在遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度時(shí)而發(fā)生突然斷裂，這種斷裂稱為脆性斷裂。 ? 鋼筋受酸或弱堿作用產(chǎn)生氫氣，鋼筋內(nèi)部因氫的作用而引起的斷裂稱氫脆斷裂。 ? 變形鋼筋在應(yīng)力集中處，冷拉鋼筋的夾痕、損傷、焊接的電火花處，預(yù)應(yīng)力鋼筋墻頭處等也常發(fā)生脆斷。 ? 二、鋼筋的冷加工 ? 鋼筋冷加工是使用部門對(duì)鋼筋在常溫條件下進(jìn)行的冷拉、冷撥或冷軋，以提高單位面積的抗拉強(qiáng)度．達(dá)到 ? 節(jié)約鋼筋用量的工藝過(guò)程。 Ol為殘留變形，如在此基點(diǎn)上重新加荷，應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線將沿著 lk達(dá) k‘點(diǎn)，在 k點(diǎn)上部出現(xiàn)新屈服點(diǎn)，該屈服點(diǎn)高于原屈服點(diǎn)，因此而產(chǎn)生抗拉強(qiáng)度和硬度的提高現(xiàn)象，稱為冷作硬化。 ? 從物質(zhì)的構(gòu)造來(lái)看，金屬原子是按一定的幾何形狀排列的，當(dāng)發(fā)生塑性變形時(shí)，晶格結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化，如圖 416所示。 ? 圖 415中， kk’稱為冷拉時(shí)效。在常溫情況下， I、 Ⅱ 級(jí)鋼筋的時(shí)效過(guò)程約20d，稱天然時(shí)效。 Ⅲ~Ⅳ 級(jí)鋼筋必須采用人工時(shí)效，即將鋼筋通電加熱到 150~200?C時(shí)保持20min，即能完成時(shí)效過(guò)程。 ? 因此．冷拉鋼筋需要焊接，應(yīng)先焊接而后冷拉。 ? 為了取得冷拉后鋼筋的強(qiáng)度，冷加工時(shí)有兩種方法進(jìn)行控制。冷拉率離散性較大，不能保證每根鋼筋所要求的冷拉應(yīng)力。 ? 采用控制冷拉應(yīng)力方法時(shí)，其控制應(yīng)力值見(jiàn)表 49所列。Ⅲ 級(jí) — ~%。 ? ? 冷拔是通過(guò)拔絲機(jī)進(jìn)行的，以強(qiáng)力方式使鋼筋通過(guò)鎢合金制成的比鋼筋直徑小 ~，見(jiàn)圖 418所示。經(jīng)過(guò)多次冷拔，可使強(qiáng)度提高 40~60％，這是因?yàn)槔鋼苓^(guò)程中，鋼筋既受拉，又受四周冷壓，使其內(nèi)部組織發(fā)生微裂變化階段。 ? (1)冷拔低碳鋼絲 ? 冷拔低碳鋼絲是用普通低碳鋼熱軋盤條冷拔而成。 ? (2)碳素鋼絲 ? 為了提高鋼絲的強(qiáng)度，可采用含碳量為 ％或更高的高碳盤條經(jīng)酸洗、拔制、回火等工藝制成。這種鋼絲用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) ? 中。 ? (4)鋼絞線 ? 鋼絞線是用符合標(biāo)準(zhǔn)的鋼絲經(jīng)絞捻后除應(yīng)力后制成具有強(qiáng)度高、柔性好、質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。 ? 在應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線中，各種鋼絲沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)，而且伸長(zhǎng)率較低，在設(shè)計(jì)中，一般用應(yīng)變?yōu)?％時(shí)的應(yīng)力值作為鋼絲的 “ 條件流限 ” ?。由于鋼絲沒(méi)有明顯的屈服極限，因此，抗拉強(qiáng)度是構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)的唯一指標(biāo)。在鋼絲網(wǎng)加工時(shí)，冷拔低碳鋼絲 ? 可以點(diǎn)焊，其余各類鋼絲均不能焊接。如圖 419所示。 ? 三、鋼筋加工 ? 鋼筋施工的頒序如下： ? (一 )除銹 ? 在鋼筋貯存過(guò)程中，由于保管不當(dāng)，鋼筋表面易生銹，嚴(yán)重者不僅影響與混凝土的粘接，同時(shí)還會(huì)逐漸減小鋼筋斷面。 ? (二 )調(diào)直 ? 用在結(jié)構(gòu)中的鋼筋應(yīng)直順，否則會(huì)在受力前使結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。 ? 調(diào)直機(jī)的機(jī)型有 414型，適用于調(diào)直公 4~14mm的盤條， GJ64/8型適用于調(diào)直必 4~8mm的盤條。 ? 以 GJ64/8型調(diào)值機(jī)為例，結(jié)構(gòu)組成有：放盤架、調(diào)直筒、傳動(dòng)箱、機(jī)座、承受架、定尺板等。 ? (三 )切斷 ? 切斷亦稱下料，下料前需根據(jù)設(shè)計(jì)要求的尺寸劃線，由于結(jié)構(gòu)圖中所表示的是外包尺寸，但下料的尺寸是軸心尺寸，在彎曲任一角度時(shí)，外包尺寸都大于軸心尺寸。 ? 彎曲不同角度的量度差值分別為：彎 30?時(shí)， ?ι ＝。彎 135?時(shí)， ?ι ＝ 。 ? 此外，為了提高鋼筋與混凝土的握裹力， 《 規(guī)范 》要求在 I級(jí)鋼筋兩端，各彎起一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鉤，即在 心直徑情況下彎曲 180。這樣，經(jīng)計(jì)算知每端彎鉤的增長(zhǎng)值為 。 ? 鋼筋切斷機(jī)分別為機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩類。該機(jī)的主要組成部分為電動(dòng)機(jī)、皮帶機(jī)、減速因輪、偏心連桿機(jī)構(gòu)、沖切刀片及固定刀片等。 ? (四 )彎曲 ? 切斷后的鋼筋絕大部分根據(jù)圖紙尺寸進(jìn)行彎曲成型。機(jī)械彎曲常用 ? GW40型鋼筋彎曲機(jī)，它能將 6~40mm的鋼筋彎曲成工程歷需要的各種形狀。 ? (五 )連接 ? 鋼筋連接有焊接和綁扎兩種方式：焊接又分接觸焊(點(diǎn)焊和對(duì)焊 )和電弧焊兩類。見(jiàn)圖 424所示。其搭接長(zhǎng)度與鋼筋直徑及焊縫多少有關(guān)。 ? 以上兩種焊件均應(yīng)進(jìn)行抽樣檢查，其接頭強(qiáng)度不應(yīng)低于母材強(qiáng)度。見(jiàn)表 415所列數(shù)值。預(yù)制的鋼筋骨架，在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中，應(yīng)避免發(fā)生變形、開(kāi)焊及松扣現(xiàn)象。水泥與砂、石等散狀材料混合，硬化后成為水泥混凝土。在建筑工程中，使用的水泥主要有硅酸鹽類的 5種常用水泥，在結(jié)排水工程中，有時(shí)還使用其他品種水泥，如快硬水泥、膨脹水泥、耐酸水泥等。 ? 硅酸鹽水泥生產(chǎn)的主要工藝流程如下： ? 生料在煅燒過(guò)程中，分解出氧化鈣、氧化硅、氧化鋁、氧化鐵及少量的氧化鎂和三氧化硫等物質(zhì)。其名稱及含量加下： ? 硅酸三鈣 3CaOSi02(簡(jiǎn)寫 C2S)含量 15~37％； ? 鋁酸三鈣 3Ca0A1203 ? 當(dāng)各種熟料單獨(dú)與水化合時(shí)，表現(xiàn)出的特征為表 412所列。 ? 2．硅酸鹽水泥的凝結(jié)與硬化 ? 水泥加水拌和后，由可塑狀態(tài)逐漸變稠，失去塑性，但不具有強(qiáng)度，該過(guò)程稱 “ 凝結(jié) ” 。 ? (1)水化反應(yīng) ? 水泥顆粒與水接觸后，在其表面的熟料礦物與水發(fā)生水解或起水化作用。其水化反應(yīng)如下： ? 2(3CaO2Si02SiO2)+4H20＝ 3Ca03H2O+Ca(0H)2 ? 硅酸二鈣 ? 3Ca0A1203+6H20＝ 3Ca06H20 ? 鋁酸三鈣 水化鋁酸鈣 ? 4CaOFe203+7H2O＝ 3CaO6H20+Ca0H2O ? 鐵鋁酸四鈣 水化鐵酸鈣 ? 硅酸三鈣水化很快，生成的水化硅酸鈣幾乎不溶于水，而立即以膠體微粒析出，并逐漸凝聚成為凝膠。水化鋁酸三鈣為立方晶體，在氫氧化鈣飽和溶液中能與氫氧化鈣繼續(xù)反應(yīng)，生成六方晶體的水化鋁酸四鈣。其反應(yīng)情況如下： ? 4Ca06H20+3(CaS04A120331H2O ? 水化鋁酸三鈣 二水硫酸鈣 水化硫鋁酸鈣 ? 水化硫鋁酸鈣是難溶于水的針狀晶體。不完全水化的水泥石中，水化硅酸鈣占 50％，氫氧化鈣占 25％左右。 ? (2)硬化過(guò)程 ? 水泥加水拌和后，水化作用首先在顆粒表面發(fā)生，生成的水化物溶解解于水，露出新的顆粒表面使水化作用繼續(xù)進(jìn)行。因此，在顆粒表面的水化物愈積愈多，達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，析出水化硅酸鈣凝膠，包在水泥顆粒表面，形成半滲透膜，使水向內(nèi)滲入和水化物向外擴(kuò)散的速度減慢；但水化作用繼續(xù)進(jìn)行，使半滲透膜增厚。由于水分滲入膜層內(nèi)的速度大于水化物透過(guò)膜層向外擴(kuò)散的速度，產(chǎn)生滲透壓力，使膜層破裂，水化速度重新加快，直至新的凝膠體 ? 修補(bǔ)了破裂的膜層。當(dāng)形成的凝膠體繼續(xù)增加進(jìn)而填充水泥顆粒之間的空隙，使?jié){體逐漸產(chǎn)生了強(qiáng)度，即水泥的硬化階段。顆粒愈細(xì)，與水起化學(xué)反應(yīng)的表面積愈大，因而，水化速度較快且較完全，早期和后期強(qiáng)度均較高，故水泥顆粒小于40?m時(shí)，才具有較高的活性。即在 上的篩余量不得超過(guò) 15％為合格。 ? 為了便于混凝土的攪拌、運(yùn)輸和澆筑，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：初疑時(shí)間不得少于 45min。 ? 凝結(jié)時(shí)間的檢驗(yàn)方法是以標(biāo)推稠度的水泥凈漿，在規(guī)定的溫、濕度環(huán)境下，用凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀測(cè)定。 ? (3)體積安定性 ? 水泥硬化后產(chǎn)生不均勻的體積變化即為體積安定性不合格，就會(huì)使混凝土產(chǎn)生膨脹性裂縫，影響構(gòu)筑物的質(zhì)量。所以，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；游離氧化鎂含量應(yīng)小于 5％，三氧化硫含量不得超過(guò) 3． 5％。 ? (4)強(qiáng)度及標(biāo)號(hào) ? 硅酸鹽水泥的強(qiáng)度取決于熟料的礦物成分和細(xì)度。 3?C)的水中養(yǎng)護(hù)，測(cè)其 28天的抗折及抗壓的強(qiáng)度值。見(jiàn)表 413所列。水化熱量及放熱速度與水泥的礦物成分、細(xì)皮、摻入的混合材料等因素有關(guān)。苦通硅酸鹽水泥三天內(nèi)的放熱量是總放熱量的 50％，七天為 75％，六個(gè)月為 83~91％。 ? 放熱量大的水泥對(duì)小體積混凝土及冷天施工有利，對(duì)大型基礎(chǔ)，混凝土壩等大體積混凝土結(jié)構(gòu)不利，因內(nèi)外溫度差引起的應(yīng)力，可使混凝土產(chǎn)生裂縫。在混凝土配合比設(shè)計(jì)和儲(chǔ)運(yùn)時(shí)，仍需知道水泥的密度和相對(duì)密度，硅酸鹽水泥的相對(duì)密度為30~，重力密度為 10~16kN/m3。但在某些腐蝕性的液體或氣體中，有會(huì)被腐蝕的可能。 ? (1)軟水侵蝕 ? 雨水、雪水、蒸餾水、冷凝水及合重碳酸鹽甚少的河水、湖水等均屬于軟水。此外，由于石灰濃度的降低，仍可 引起其他水化物的分解溶蝕，致使水泥石遭受破壞。 ? (2)一般酸類腐蝕 ? 在某些工業(yè)廢水、地下水、沼澤水中常合有無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，這些酸對(duì)水泥石都有腐蝕作用。 ? 2HCl+Ca(OH)2＝ CaCl2+2H20 ? 硫酸與氫氧化鈣作用，生成硫酸鈣，它可直接在水泥石中結(jié)晶，使體積膨脹；也可再和水泥石中的水化鋁酸鈣作用，生成三硫型水化硫鋁酸鈣，破壞性更甚。2H20 ? 碳酸水的腐蝕情況是：在工業(yè)廢水、地下水中常有較多的二氧化碳，這種水與水泥石作用，最終可生成易溶于水的重碳酸鈣 ? 初期： Ca(0H)2+C02+H2O?CaCO3+2H20 ? 后期： CaCO3+C02+H2O?Ca(HC03)2 ? 由于氫氧化鈣的濃度的降低，進(jìn)而導(dǎo)致其他水化物的分解。例如： ? MgS04+Ca(0H)2+2H20＝ CaS04 ? 4CaO12H20+3CaSO4+20H2O＝ ? 3CaO3CaS04 ? 堿類溶液在濃度不大時(shí)，一般是無(wú)害的，但鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥與強(qiáng)堿作用，也會(huì)破壞水泥石。Al203+6Na0H＝ 3Na20 ? 針對(duì)上述腐蝕的原因，可采取以下措施防止腐蝕。例如采用含熟料成分少的水泥，當(dāng)氫氧化鈣及鋁酸鈣減少到一定程度后，即可減輕腐蝕的程度。在配制混凝土?xí)r，盡量減少拌和水，以減少水泥石中的孔隙。如鋪貼耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料、涂刷瀝青等。 ? 水泥中混合材料摻量按重量百分比計(jì)，摻活性混合材料時(shí)，不得超過(guò) 15％；摻非活性混合材料時(shí)，不得超過(guò) 10％；兩種同時(shí)摻入時(shí)，總量不得超過(guò) 15％，其中非活性混合材料不得超過(guò) l0％。但標(biāo)號(hào)范圍較寬，有 27 32 42 52 625五種。 ? (三 )礦渣硅酸鹽水泥 ? 凡由硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣，加入適量石膏，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材，稱礦渣硅酸鹽水泥 (簡(jiǎn)稱礦渣水泥 )。 ? 按照國(guó)家的規(guī)定：礦渣水泥的細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間及體積安全性的要求均與硅酸敖水泥相同，只招標(biāo)號(hào)劃為 4個(gè)等級(jí)，如 27 32 42 525四種。 ? 礦渣水泥的特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的耐腐蝕及耐熱性能，適用于蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土。 ? (四 )火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 ? 凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰混合材料，加入適量的石膏，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱火山灰硅酸鹽水泥 (簡(jiǎn)稱火山灰水泥 )。 ? 火山灰水泥的細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間及體積安定性的要求與硅酸鹽水泥相同。 ? 火山灰水泥的抗腐蝕性及抗?jié)B性強(qiáng)，但干縮大，養(yǎng)護(hù)不良極易裂縫。 ? 水泥中滲入的粉煤灰也是活性混合材料。 ? 粉煤灰水泥的細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間及體積安定性指標(biāo)與硅酸鹽水泥相同；標(biāo)號(hào)及不同齡期的強(qiáng)度值與礦渣水泥相同。但是，粉煤灰水泥石中堿性較低，抗碳化性能差。 ? 熟料中硅酸三鈣占 50~60%，鋁酸三鈣為 8~14％，為加快硬化速度，可適量增加石膏的摻量 (8%)，和提高粉磨細(xì)度。 ? (二 )膨脹水泥 ? 膨脹水泥是以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料、膨脹劑稱石膏，按一定比例混合，粉磨而制得的水硬性膠凝材料。A12O3遇水與石膏作用形成三硫型水比硫鋁酸鈣的晶體，晶體長(zhǎng)大而使水泥體積膨脹。 ? 膨脹率是膨脹水泥的重要指標(biāo)，國(guó)家規(guī)定：水中養(yǎng)護(hù)時(shí)，一天的膨脹率不得小于 ％， 28天的膨脹率不得大于 1％。 ? (三 )礬土水泥 ? 礬土水泥以鋁礬土和石灰石為原料，經(jīng)緞燒 (熔融狀態(tài) )、磨細(xì)而成。是一種快硬、高強(qiáng)、耐腐蝕、耐熱的水硬性膠凝材料。 第五節(jié) 砂石骨料 ?