碳素结构钢十篇

碳素结构钢篇1

关键词：碳素结构钢 不锈钢 低合金结构钢 新旧牌号 对照

中图分类号：TG14 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0246-01

碳素结构钢、不锈钢以及低合金结构钢为工程常用钢，占世界钢产量的80%以上[1]。近年来，随着中国钢材市场与世界的接轨，结构钢、不锈钢国家标准（GB）不断进行修订、颁布和实施，钢种牌号也相继更新，形成了一套全新的牌号系统。由于历史的沿袭，很多企业的工程技术人员在工作中仍然习惯使用旧牌号，这无形中给钢材采购、设计以及生产加工带来相当程度的不便。现将常用碳素结构钢、不锈钢以及低合金结构钢（GB）新旧牌号列表对照，以供相关企业技术人员参考使用。

1 碳素结构钢（GB）新旧牌号对照

碳素结构钢（GB）新旧牌号对照见（表1），相关技术条件可参看GB/T 700-1988《碳素结构钢》[2]。

2 不锈钢（GB）新旧牌号对照

不锈钢（GB）新旧牌号对照见表2，相关技术条件可参看GB/T 1220-2007《不锈钢棒》[3]。

3 低合金结构钢（GB）新旧牌号对照

低合金结构钢（GB）新旧牌号对照见表3，相关技术条件可参看GB/T 1591 -1994《低合金高强度结构钢》[4]。

最后，值得注意是，上述对照的某些新旧牌号并非完全等同，例如A3钢与Q235A级钢在形变性能、冲击韧性以及焊接性等方面存在一定差异[5]。相关技术人员应在详细考察和了解的基础进行对照使用。

参考文献

[1] 《我国碳素结构钢标准的进展与展望（上）[J].栾燕.《冶金标准化与质量》，2009（5）.

[2] GB/T 700-1988，《碳素结构钢》[S].

[3] GB/T 1220-2007，《不锈钢棒》[S].

碳素结构钢篇2

A105是一种低碳钢锻件。碳素结构钢含碳量约0.05%～0.70%，个别可高达0.90%。A105是美国ASTM标准号，A代表的是普通碳素结构钢。这个标准里只规定一种碳钢锻件，A105也算一种锻件碳钢牌号。A105也是一种材质代号，属于特殊钢材，是一种冷锻钢。A105是一种低碳钢锻件，与20钢类似。其标准有两个，一是美国标准《ASTM A105/A105M管道元件用碳钢锻件》，二是中国标准《GB/T12228-2006 通用阀门 碳素钢锻件技术条件》。碳素结构钢含碳量约0.05%～0.70%，个别可高达0.90%。管道体系中，一般A105可以代替20号，但20号不能完全代替A105，因为强度差异还是较大的。但A105耐应力腐蚀开裂（SCC）性比20号稍差。

可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类，用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。

（来源：文章屋网 ）

碳素结构钢篇3

[摘要]钢结构住宅是指用钢结构做承重结构,用环保,轻体、节能的材料做围护结构的住宅,被誉为21世纪的“绿色建筑”。而钢结构是以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。因此钢结构的用钢必须要满足一定的使用要求和设计要求。

[关键词]钢结构 钢材 普通碳素钢 结构钢

提起钢结构用钢大家并不陌生,像q235和q345这样的钢材是最常用的,也是生活中接触最多的。的确,从材性、材质方面看,现在市场充分供应的q235及q345号钢的各类钢材,可以保证建筑钢结构的基本需求。钢结构是以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。它的基本特点是强度高、自重轻、刚度大、材料匀质性和各向同性好。

因此,用什么类型的钢材对钢结构的影响很大。下面就从钢结构用钢的钢种钢号及版带钢中的钢结构用钢这两方面对钢结构的选用做一介绍。

一、钢结构用钢的钢种钢号

1.普通碳素结构钢

普通碳素结构钢,按用途可以分为:一般用途普通的普通碳素和专用普通碳素钢。

按含碳量及屈服强度高低分为5种牌号:q195,q215,q235,q255,q275.qish其中钢结构主要用q235号钢。q215和q255也可作结构用,但是产量和用量相对较少。

使用该标准钢号要注意一下几点:

(1)该标准钢号主要用作工程用和一般结构用钢。

(2)该标准钢在在使用品种方面主要有钢板,钢带和型钢。

(3)该标准钢号可用作焊接和栓接结构用钢。但焊接结构不宜选用a级钢,除非有含碳量<0.0022的保证,以保证良好的可焊性。

(4)该标准钢号一般在热轧状态下交货和使用。

2.焊接结构耐候钢

在钢中加入少量合金元素,其耐候性较焊接结构耐候钢更好。其牌号为q295gnh,q295nhl,q345gnhl。

3.低合金钢

低合金钢,按用途可以分为:低合金结构钢:耐腐蚀用钢:低温钢:钢筋钢:耐磨钢:特殊用途的专用钢。按屈服强度高低分为5种牌号,每牌号钢中分别包含了若干钢种,其中钢结构用为q345, q390, q420三个牌号。

二、板带钢中的钢结构用钢

结构用的板带钢主要有:热轧钢板和钢带,冷轧钢板和钢带,花纹钢板以及高层建筑结构用钢板。

三、钢材选用的标准

1.用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板,应采用先行国家标准《碳素结构钢》gb/t700规定的q235钢和《低合金高强度结构钢》gb/t1591规定的q345钢。

2.门式刚架、吊车梁、和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用q235b或q345a及以上等级的钢。非焊接的檩条和墙梁等构件可采用q235a钢。当有根据时,门式刚架、檩条和墙梁可采用其他牌号的钢制作。

《钢结构设计规范》gb 50017-2003中3.3.1规定,承重结构的钢材宜采用q235钢、q345钢、q390钢和q420钢,其质量应分别符合现行国家标准碳素结构钢》gb/t700和《低合金高强度结构钢》gb/t1591的规定。当采用其他牌号的钢材时,尚应符合相应有关标准的规定和要求。

这些都是钢结构的一些用钢,当然还有其他的。以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好,属理想弹性体,最符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高,可进行机械化程度高的专业化生产;加工精度高、效率高、密闭性好,故可用于建造气罐、油罐和变压器等。其缺点是耐火性和耐腐性较差。主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和库等大跨结构、高层和超高层建筑等。钢结构今后应研究高强度钢材,大大提高其屈服点强度;此外要轧制新品种的型钢,例如h型钢(又称宽翼缘型钢)和t形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。由于钢结构的这些特点,它将会在建筑方面占有很重要的地位。

参考文献:

[1]中华人民共和国建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.钢结构设计规范.

[2]低合金高强度结构钢—gb1597-94.

碳素结构钢篇4

【关键词】轨道车辆；普通钢车；焊接接头设计；焊接接头应用

我国轨道车辆车体材料主要有普通钢、不锈钢、铝合金三种，目前还有镁合金等材料，普通钢车包括碳钢车和耐候钢车，本文主要介绍普通钢车焊接接头选材与设计。

1 .焊接接头材料化学成份分析

1.1碳钢分类

碳钢又称碳素钢，是铁和碳的合金，碳钢中除以碳作为合金元素外，还有少量的锰和硅有益元素，以及硫、磷等杂质。碳钢焊接性，取决于含碳量，含碳量高，焊接性就差。

按含碳量的多少可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。按品质分，主要是根据有害杂质S、P的含量分，普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢。按脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢。

1.2低合金结构钢化学成份分析

低合金钢是在碳钢的基础上加入少量合金元素，低合金钢含碳量低，所含合金元素不多，强度高，韧性好，并具有耐磨、耐腐蚀等良好性能，它可焊性好，是一种用途广、产量大的工程用钢，钢材的腐蚀是由表及里的，越是薄板，越要加强防腐，GB/T 1591-1994中低合金钢钢号用屈服极限表示。常用的低合金结构钢有16Mn、16MnR，用于转向架，车体一般采用耐侯钢。

1.3碳素结构钢化学成份分析

碳素结构钢 Q235，有A、B、C、D四个等级。屈服极限σs与 抗拉强度σb相同，不同的仅是冲击试验，从低温冲击性能看，D级优于C级，C级优于B级，B级优于A级，由于Q235C、Q235D价格昂贵，在1996年前经运用证明未发生低温冷脆者，因此在设计时不选用Q235C、Q235D。

沸腾钢硅含量不大于0.07%，半镇静钢硅含量不大于0.17%，镇静钢硅含量下限为0.12%.。

1.4 耐侯钢化学成份分析

耐候钢是介于普通钢和不锈钢之间的价廉物美的低合金钢系列，在融入现代冶金新机制、新技术和新工艺后得以可持续发展和创新，属世界超级钢技术前沿水平的系列钢种之一，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素组成，具有优质钢的强韧、焊割、磨蚀、高温、疲劳等特性。

2. 碳钢车焊接接头设计

2.1焊接接头形式

采用焊接方法连接的接头称为焊接接头。一个焊接结构总是由若干个焊接接头所组成。焊接接头分为对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头、十字接头、端接接头、卷边接头、套管接接头、斜对接接头、锁底对接接头等十种，其中以对接、T形、搭接、角接等四种接头用得较多，在选择接头型式时，先要知道现场采用的焊接方法，在设计新的焊接接头型式，最好与工艺沟通，避免返工。接头型式、尺寸直接反映了一个企业的技术经济指标，在接头型式标准中，给出了坡口角度α、根部间隙b的范围值，以满足不同企业的使用，技术水平高的企业，可以采用较小的坡口角度，省工、省材，经济效益好。

角焊缝.角焊缝是焊接结构中应用最多的一种结构形式，角焊缝尺寸代号用a、z表示，两种尺寸标注，一种即可。

对接焊缝.根据焊件的厚度、焊接方法和坡口准备的不同，对接接头可分为：不开坡口、V形坡口、X形坡口、U形坡口等形式，

2.2焊接工艺及钢板选用

由于低碳钢是焊接性最好的钢种，各种焊接方法都在低碳钢焊接中得到应用，如手工电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、气焊、电阻焊、钎焊等。钢板选用范围为：墙板、中顶板采用2mm厚的耐候钢板，侧墙、端墙的立柱、横梁、车顶的弯梁、纵梁、地板梁采用2.5mm ～3mm厚的耐候钢板，底架的边梁、端梁、主横梁采用5mm厚的耐候钢板，牵引梁、枕梁上盖板采用8mm厚的耐候钢板，牵引梁下盖板、枕梁下盖板10mm厚的耐候钢板，枕梁中心销垫板采用25mm厚Q235B钢板。

3.焊接接头应用

不开坡口2mm厚钢板的对接。如墙板用手工电弧焊时，采用双面焊焊接，外侧磨平而激光焊时，采用单面焊焊接，无需磨平。

不开坡口，2.5mm～3mm厚钢板的对接分以下三种情况：a）受力较小部位，如底架地板梁与底架边梁、牵引梁的连接，采用单面焊焊接。 b）受力较大的部位，如机组平台横梁折弯处连接，采用双面焊焊接。c） 表面质量和强度有要求，如侧顶板，长度方向对接，采用双面焊焊接。

受力较大的部位，板厚4mm～10mm厚钢板的对接。根据焊缝重要性和焊接条件，开采用双面焊或开坡口形式。如枕梁上盖板、枕梁下盖板与边梁连接，在枕梁端部开坡口，采用单面焊焊接

从受力情况，X型焊缝优于V型焊缝，V型焊缝优于半V型焊缝，如铁路客车边梁，采用X型焊缝，城铁客车牵引梁采用V型焊缝。

角焊缝施工时，焊条的倾角α≥45°。

4 .结束语

本文通过焊接接头实例的介绍， 使新设计师能够快速掌握焊接的基本技术，轨道车辆行业的焊接设计是工业生产的一大领域，我们必须借鉴国际国内成熟技术，提高焊接设计与工艺水平。

参考文献：

[1]李秋玲 练松良 城市轨道交通焊接接头不平顺研究与分析[J]石家庄铁道大学学报2009（03）.

[2]王涛 兰海婷 轨道车辆焊接结构工艺性分析的思路与方法.[J]黑龙江科技信息2015（05）.

碳素结构钢篇5

关键词：钢筋混凝土结构；防护措施；耐久性；钢筋锈蚀

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.096

0 引言

钢筋混凝土结构是钢筋、混凝土的组合，该结构可以集合两者的优点，既具有钢筋抗拉的特性，又可以利用混凝土的抗压特点，此外，由于混凝土材料易于取材能够减少工程成本，因此，混凝土成为建筑设计时的首选。尽管钢筋混凝土具有很多点，但是近些年通过调查大量的实际工程发现，钢筋混凝土结构存在不同程度耐久性的问题，存在很多钢筋混凝土结构经常不能达到使用设计的年限而进行修复加固，这其中最重要的影响因素便是其耐久性。国内外钢筋混凝土建筑均出现耐久性，这使各国研究学者展开对其耐久性的分析与研究[1]。

1 耐久性定义

在一定的环境和使用条件下，结构在使用设计年限中保持足够的安全性和适用性的能力。在使用中钢筋混凝土构件通常会遭受损伤和腐蚀，从而降低结构的耐久性以及构件的可靠度，导致建筑实际的使用寿命要比设计年限短[2]。

钢筋混凝土建筑耐久性越来越成为影响其发展的重要因素，对钢筋混凝土构件的耐久性进行研究，分析影响构件使用寿命的外部以及内部因素，可以有效地提高结构的设计施工质量，使钢筋混凝土构件在使用年限内能够正常发挥其作用。此外，钢筋混凝土构件性能的降低通常不是由力学因素直接导致的，而更主要的原因是由使用环、自然环境以及材料内因素的化学和物理共同作用引起的。其中，钢筋混凝土构件的主要影响因素主要包括钢筋锈蚀、冻融破坏以及混凝土碳化[3]。

2 耐久性的影响因素

（1）混凝土碳化。混凝土碳化过程是缓慢的，当水泥石中碱性物质与空气中酸性的气体通过反应可使混凝土PH值降低至8.3的作用，该值属于全部碳化中性值，这将使得位于钢筋表面钝化膜发生损坏，从而不能满足保护钢筋的目的，钢筋腐蚀的速度逐渐加快。此外，由碳化反应得到的水化物可对混凝土造成不可逆转的收缩。因此钢筋混凝土结构上受到不同的约束，因此通常情况下碳化收缩会导致裂缝的产生，进而方便发生碳化所需物质的进入，碳化反应的速度加快已经碳化位置的加深。同时，碳化反应会使混凝土更脆，结构的延性更差[4]。

钢筋表面发生碳化所需要的时间可通过下式进行计算：

混凝土的碳化系数；

（2）钢筋的锈蚀。混凝土发生碳化反应在很大程度上会影响到钢筋的锈蚀。混凝土中的水泥含有碱性物质，所以混凝土表现出一定的碱性，结构用钢筋表面由于与混凝土接触而发生氧化反应，从而形成一种钝化膜，即氧化铁膜[5]。发生碳化时，混凝土的PH值开始降低，当PH值约为11.5时，氧化膜将失去稳定而处于一定的活性状态；当PH值位于9～10之间时，氧化膜被完全损坏，此时，钢筋逐渐开始出现锈蚀[6]。

3 改善耐久性措施

（1）高性能混凝土的使用。高性能的混凝土具有较高的密实度、较好的抗冻性以及较低的渗透性，这些特征有效地防止了物质的渗透，使钢筋锈蚀以及混凝土碳化速度得到有效的降低，进而使钢筋混凝土结构的耐久性得到提升[7]。

（2）钢筋防护的材料。钢筋混泥土结构耐久性失效以及构件损坏的主要原因是由于氯盐引发钢筋的锈蚀。若钢筋采用环氧涂层、镀锌、喷塑以及阻锈剂等措施，可使钢筋能够有效地增加其对抗氯盐的能力，其中最为有效而经济的方法是采用阻锈剂。

（3）混凝土表面采用涂层。聚氨酯以及环氧树脂等材料具有较好的密封性、稳定性和较长的保护周期，同时其易于施工[8]。其中渗透性的涂层不仅对混凝土具有物理隔离的作用还同时具有化学隔离的效果。

4 结论

由于目前对钢筋混凝土构件耐久性的研究多集中在设计上，而忽略既有建筑的耐久性分析。此外，尽管钢筋混凝土结构存在较多的因素会影响到其耐久性，但是影响其耐久性的重要因素是钢筋的锈蚀。结构在设计过程中应当对保护层的厚度以及断面形式进行合理的设置，结构在施工时必须对混凝土的质量进行严格的控制，以提高混凝土抗渗透力以及其密实度，从而使钢筋实现减缓锈蚀的目的，这也是改善钢筋混凝土耐久性的关键且基本的措施。

参考文献：

[1]潘志鹏.影响钢筋混凝土结构耐久性因素分析与控制措施探讨[J].福建建材，2015（07）：15-17.

[2]苟林峰.影响钢筋混凝土结构耐久性的因素和处置措施[J].国防交通工程与技术，2013（S1）：85-87.

[3]李本发. 钢筋混凝土的腐蚀研究现状与进展[J].城市建筑，2013，（08）：280-281+283.

[4]吴清伟，马亮，刘金颖.钢筋混凝土结构耐久性分析及改善措施[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2009（06）：18-22.

[5]缪志伟.钢筋混凝土框架剪力墙结构基于能量抗震设计方法研究[D].清华大学，2009.

[6]沈艳.浅谈钢筋混凝土结构耐久性及其改善措施[J].中国新技术新产品，2008（18）：46.

[7]赵善芬. 钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施[J].水运工程，2006，（08）：44-48.

碳素结构钢篇6

[关键词]微合金钢；强韧化机理；原子团簇

[DOI]1013939/jcnkizgsc201615053

1引言

微合金钢以其节能、较高的强度及韧性等优点，被国际社会公认为“环境保护材料”。大幅度提高其强度和韧性，是“新一代钢铁材料重大基础研究”的主要目标之一，是我国“发展循环经济、建设节约型社会”可持续发展战略的基本要求。目前学术界普遍认同的微合金钢管强韧化机理是“在线常化”理论，即通过控轧控冷工艺基本完成奥氏体向铁素体和珠光体的转变，再加热时重新奥氏体化，利用冷却和再加热过程中两次相变实现细化组织的目的。

2前期工作

前期工作发现：在满足使用要求的前提下，可大幅度提高微合金钢管韧性的一种工艺虽类似“在线常化”，但在冷却及再加热过程中并未发生相变，“在线常化”理论难以解释其良好强韧性机理。针对N80非调质油井管用钢，重点研究了微合金元素除了细化奥氏体晶粒以外的其他作用，发现在轧管后至控冷到600℃相变温度前，奥氏体基体中钒碳氮化物颗粒数量明显增多，基体成分发生低合金化及低碳化，成分空间分布明显均匀化，奥氏体中晶内铁素体的形核率显著提高，原奥氏体晶粒被分割，最终获得了细化的铁素体和珠光体的室温组织。在此基础上提出了一种微合金钢的强韧化新观点――奥氏体区中析出相调控奥氏体分解转变，细化终端产品组织。

3对微合金钢强韧化机理的新认识

在研究时发现：在不同工序对应的奥氏体及最终的室温组织中，除了碳氮化物和氧化物外，还出现了一定数量的明显区别于稳定碳氮化物析出粒子的纳米尺度“原子团簇”，碳氮化物与其交互作用，影响纳米“原子团簇”在不同状态的奥氏体和室温组织中的析出质量分数。对纳米“原子团簇”进行能谱分析，发现其含有铁、碳、氧等元素，但这类纳米“原子团簇”的性质不太稳定，在空气中较易被氧化，能谱分析出的氧元素未必是其本身所固有，这与炼钢工艺中严格脱氧要求相吻合。并且因这类纳米“原子团簇”颗粒太小，在进行X射线衍射实验时存在漫反射现象，很难确定其结构，其形成机理及强韧化机制有待进一步深入研究。RDKMisra等研究发现在贝氏体型铁素体中有渗碳体型的铁碳化物，他们对这方面的研究极为关注，指出其形成机理和强韧化机制需要进一步深入系统地分析探讨，但距今为止并没有对此展开详细研究工作。IDiete在研究高强度低碳钢时，发现了含铜元素的纳米“原子团簇”。YLI，DN和BSoenen在微合金钢的微观结构演变研究中，对纳米“原子团簇”的强韧化作用存在着困惑和极大的兴趣。在上海宝钢2050热轧厂对700N/mm2级高强度热轧钢卷组织性能研究中，研究人员也发现了纳米“原子团簇”对钢板的韧性有明显影响。近年来在日本、韩国和国内研究获得的“超级钢”晶粒超细化机制以及HSLA钢的最新研究中对纳米“原子团簇”的作用给予了极大的关注和肯定。科技工作者在对高强度低碳钢和高强度低合金钢的研究中也发现了上述现象，再次印证了该类纳米“原子团簇”的超强韧化作用，认为其在微合金钢中的作用可能比微合金元素析出相本身的作用更大，其结构和析出规律以及作用机理有待进一步研究，这可能会促进现有分析手段和方法的改善。

从上述分析可知，微合金钢中亚稳态纳米“原子团簇”对材料的显著强韧化作用既得到了事实证明，又引起了国内外学术界极大关注，但未见有关其形成机理和强韧化机制的相关报道。

微合金钢属于多种相构成的复杂体系，在热加工过程中，各相之间或固溶体中的各元素之间会发生交互作用，它们是一个有机的整体，单独强调某一种相的作用，是不全面的，很难从本质上揭示微合金钢的强韧化机制，所以对这类亚稳态纳米“原子团簇”作用的研究，应突破其沉淀强化和细晶强化的相强化机制范畴，从整体上探究其更深一层的作用机理。

4试验分析

下图为Al5Fe2合金液态、固态（300K）及国际标准中的X射线衍射图。

Al5Fe2合金液态a、固态（300K）b和国际标准c的X射线衍射图

该图说明熔体中存在“中程有序”结构，即与其固态中相应的相结构具有密切关系的“原子团簇”，甚至出现完全类似于固态中相应相结构的“原子团簇”。这些“原子团簇”可看作是传递结构信息的遗传因子。既然在液态金属，特别是接近熔点的熔体中，存在类似于其固态的相应相结构，同时鉴于塑性成形过程中的传质仅以扩散方式进行，那么可推测，在微合金钢不同状态的奥氏体基体中，必然存在类似于固态组织中析出相的“原子团簇”，这些“原子团簇”与固态组织中的析出相密切相关。

由以上分析可知，这类纳米“原子团簇”可能是在淬火或塑性变形后的冷却过程中形成的类似于ε-渗碳体的一种“中程有序”结构，对应于不同塑性状态的微合金钢，这些“原子团簇”的本身特性和分布状态不同。生产工序中的碳氮化物形成元素分布状态，与这类纳米“原子团簇”的特性有很大的关系，它们将共同影响下一工序中碳氮化物的析出，并调控所对应元素的分布特性，使微合金钢在塑性变形后的冷却或时效过程中韧性得到大幅度提高，最终决定终端产品的组织和性能。从本质上揭示纳米“原子团簇”的形成机理及其强韧化作用机制，将会对调控钢中微合金的含量、在满足其使用要求的前提下大幅度提高其韧性具有理论指导意义。

在上述思路的指导下，拟将微合金钢进行多次塑性变形和再加热，并保持其中间过程处于稳定或亚稳定奥氏体区，取样后进行化学相分析、X射线小角散射分析和质量衡算，确定纳米“原子团簇”的种类、化学组成与结构、质量分数或体积分数。改进固体与分子经验电子理论（EET）建立纳米“原子团簇”的相界面价电子结构计算模型，计算其相结构因子和界面结合因子。通过计算纳米“原子团簇”与母相不同晶面上的电子密度差，并计算使电子密度保持连续的原子状态组数和其他价电子结构参数，研究纳米“原子团簇”的密度、位向、形貌等析出行为，探讨其形成机理和析出规律。采用三维原子探针断层分析技术，从原子尺度和电子层次上详细分析纳米“原子团簇”与碳氮化物形成元素的空间分布特性的相关性，最后归纳“原子团簇”对元素空间分布调控奥氏体相变的超强韧化新机制。

碳素结构钢篇7

【关键词】碳化；钢筋混凝土；结构耐久性

随着我国经济的快速发展与不断进步，建筑业已经成为我国重要的经济支柱之一，建筑施工工程质量的优劣直接影响到企业的形象和人名的生活安全。其中混凝土作为建筑业必不可缺的材料，其耐久性问题一直是公认的难题。由于钢筋混凝土构筑物长期暴露在自然环境中,空气中的CO2在适当的温度、湿度下浸入到硬化的水泥浆细孔中,与混凝土中Ca(OH)2 反应形成CaCO3,使混凝土碱度降低。这种CO2从混凝土表面浸入到混凝土内部的过程称为碳化。碳化使混凝土碱度降低,减弱对钢筋的保护作用,使钢筋容易锈蚀,锈蚀形成的铁锈体积膨胀(为原来的2～8倍),对混凝土保护层施加膨胀力。又由于碳化层产生的碳化收缩,对其内部形成压力,而表面碳化层产生拉力,也能够使结构表面产生微小裂纹。这种收缩裂纹成为空气和水的通道,加快了混凝土的碳化,当钢筋暴露在大气中时,锈蚀过程将加快,最后导致截面减小,严重降低结构强度,影混凝土建筑物的寿命。

一．混凝土碳化的主要影响因素

1.1 混凝土含水量及周围介质的相对湿度

混凝土碳化过程与混凝土含水量及周围介质的相对湿度有关。这是因为CO2与Ca(OH)2反应所释放的水必定要向外扩散,以保持混凝土内部大气之间的湿度平衡。如果外界湿度大或介质相对湿度接近100% 时,混凝土中的水向外扩散的速度大幅度降低或停止,混凝土中的微孔隙被水充满,则CO2向内部扩散的过程实际上终止,碳化也就很难进行。当空气湿度为50%～70%时,混凝土的孔隙尚未被水充满,CO2可以向混凝土内扩散,而混凝土孔隙的湿度不仅为Ca(OH)2向外扩散提供了必备条件,并且使化学反应进行较快。

1.2 环境温度

混凝土碳化速度与温度有关。当温度较低时,水变成冰,化学反应无法进行,碳化实际上停止,随温度的升高,碳酸的扩散易于进行,Ca(OH)2及CO2的扩散速度和化学反应速度均加大,从而使混凝土的碳化过程加快。

二．混凝土的治理工艺

工程的治理原则是:治理后具备原有承载力、整体性和耐久性,防止进一步损坏结构和构件,尽量避免大动大补,并尽可能保持原有结构外观。处理方法以实际出发,在安全可靠的前提下,力求简单易行、经济合理。

2.1 工艺流程。

凿除混凝土钢筋除锈基层清理刷MCI迁移性钢筋防锈剂刷界面剂(第1遍)抹钢纤维砂浆(第1遍)化学灌浆刷界面剂(第2遍)抹钢纤维砂浆(第2遍)刷界面剂(第3遍)抹钢纤维砂浆(第3遍)养护刷MCI2021刷防碳化涂料(3遍)。

2.2 修补材料。

①钢纤维砂浆。配比为水泥∶砂∶钢纤维∶硅粉∶减水剂∶水=1∶1.5∶0.08∶ 0.1∶0.05∶0.38。钢纤维砂浆是一种性能优良的新型复合材料。乱向分布的短纤维阻碍内部裂缝的扩展和宏观裂缝的发生,从而使抗拉、抗弯、抗剪强度等显著提高。其抗冲击、抗疲劳、耐久性也有较大改善。掺入硅粉和减水剂的钢纤维砂浆可以提高砂浆的密实性、抗压强度、抗渗性、耐久性,改善混凝土拌合物的和易性。②MCI—2020迁移性钢筋防锈剂。MCI—2020是一种通过涂抹在混凝土表面,可自行渗透扩散至内部钢筋表面,形成单分子保护膜,保护钢筋不被腐蚀。即使它不与钢筋直接接触,也能在混凝土中渗透扩散一定距离,达到钢筋表面,从而有效抑制钢筋腐蚀,延长结构的使用寿命。③界面剂。ZV型混凝土修补胶与水泥调和而成,其配比为1∶1。使用时均匀涂抹在混凝土表面,力求薄而不淌,待浆液不粘手时,即可进行下一道工序。

2.3 化学灌浆

内部混凝土强度低于C15,且有蜂窝、孔隙,直接影响了钢筋混凝土柱的承载力,必须采取化学灌浆处理。①灌浆压力。0.35～0.45 MPa。②灌浆材料。环氧树脂∶固化剂=2∶1(体积比)。③预埋灌浆嘴。灌浆嘴用“水不漏”预埋,2～3个嘴子内部架桥(预留通道),用来排气。

2.4 混凝土表面涂料涂覆

在混凝土表面涂料涂覆,可使混凝土与CO2、Cl-、O2和H2O隔离,是防止钢筋混凝土结构钢筋锈蚀的一种常用的有效措施。一般在预测到钢筋混凝土结构将受到锈蚀损害时采用,也可以在经局部修补的较轻微锈蚀的钢筋混凝土结构上起保护作用。根据钢筋混凝土的不同损坏程度,采用化学灌浆、钢纤维砂浆、MCI迁移性钢筋防锈剂等综合治理方法。因此,在混凝土表面涂料涂覆时,采用一般的外檐涂料,并在涂料中掺入BC01胶,使其更牢固、不褪色。

三．结语

综上所述，在工程施工中混凝土结构的损坏不能及时处理,其损坏就会越来越严重,极易诱发各种危险事故。因此,碳化机理、碳化的影响因素、碳化对钢筋混凝土结构物应及时采取治理措施。

参考文件：

碳素结构钢篇8

关键词： Q235 ZG270-500 异种钢焊接

Abstract: carbon steel Q235 and steel ZG270-500 welding of dissimilar steel welding, ZG270-500 welding is poor, prone to cracks and other defects in the welded joints, in actual operation, the appropriate welding method, welding material and welding process selection, effectively avoid the occurrence of crack defect.

Keywords: Q235 ZG270-500 dissimilar steel welding

中图分类号：P755.1文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

前言：随着焊接技术的不断发展，碳素钢与铸钢的焊接结构越来越多，在各种产品中常制成铸钢件与焊接件相结合的“铸焊结构”。在实际焊接工作当中，经常会遇到材质ZG270-500的铸钢与材质Q235碳素钢之间的焊接，由于两种材质之间焊接性有一定的差异，对此，根据其焊接性能需选用适合焊接方法和焊接材料并合理制定焊接工艺。

1、碳素钢Q235与铸钢ZG270-500焊接性分析

1.1碳素钢Q235焊接性分析

碳素钢与铸钢的焊接结构中使用的碳素钢主要是低碳钢Q235，碳素钢Q235的焊接性主要用碳当量作为衡量标准。所谓的碳当量就是根据钢材的化学成分与钢材焊接热影响区的淬硬关系，把钢中的合金元素（包括碳）的含量，按其作用换算成碳的相当含量。以此作为评定钢材焊接性能的一种参考指标，碳当量用CE表示。

根据2-1，计算出Q235的CE值为0.32%，小于0.4%，钢材的焊接冷裂倾向不大，焊接性能良好。

1.2 铸钢ZG270-500焊接性分析

所谓的铸钢就是采用铸造的方法获得的钢种。铸钢件实质是铸造成型工艺与钢质材料的结合，兼有两方面的优点，既具有其他成型工艺难以得到的复杂形状，又能保证钢所具有的各种性能。

ZG270-500为中碳铸钢，按照上述2-1计算碳当量CE最大值为0.72%，当CE值大于0.6%时，钢材的焊接冷裂倾向严重，焊接性较差，需要在严格工艺措施下和采取必要的预热温度下才能进行焊接操作。

2.3碳素钢与铸钢焊接特点

由于碳素钢与铸钢的化学成分、力学性能及物理性能的不同，焊接时会产生很多缺陷，给焊接操作者带来很大的困难。

1.3.1焊缝容易产生气孔

碳素钢与铸钢焊接产生气孔的主要原因：

⑴、两种母材金属被焊接部位清理不净

当母材金属焊部位存在油污、铁锈或杂质时，都能明显增加焊缝产生气孔的倾向。

⑵、填充材料受潮或烘干不够

填充材料受潮或不烘干而含有一定水分，会使熔池中气体增加。

⑶、焊接电流过大或过小

电流过大，熔池中铁液容易外溢，周围蒸汽与熔池接触面增加，气体易混入熔池产生气孔；焊接电流过小，熔池金属受热不足，气体不易从熔池中溢出，残留在焊缝中形成气孔。

⑷、电弧太长

焊接时电弧过长，对熔池金属保护不良，外部空气容易侵入熔池，使异质焊缝形成气孔。

⑸、焊接速度太快

当焊接速度过快时，熔池中的气泡在金属凝固时未能逸出而残留在焊缝中形成空穴。

1.3.2焊缝易产成夹渣

碳素钢与铸钢采用焊条电弧焊和埋弧焊焊接时，焊缝易产生夹渣现象。所谓夹渣就是焊后残留在焊缝中焊渣。产生夹渣的原因有几下几个方面：

⑴、两种母材金属的坡口角度太小；

⑵、焊接电流过小；

⑶、采用多层焊时，层间清渣不彻底；

⑷、焊接速度太快；

⑸、焊接时（指焊条电弧焊）运条动作不当；

⑹、焊接操作者技术水平不高。

1.3.3焊缝及近缝区产生裂纹

碳素钢与铸钢的焊接裂纹倾向较大，尤其是在铸钢母材金属一侧更容易产生裂纹，通过焊接实践得出产生裂纹的主要原因如下：

⑴、两种母材金属含有较多的杂质；

⑵、填充金属含有较多的杂质；

⑶、两种母材金属焊接接头刚性过大；

⑷、两种母材金属焊前清理不彻底，有油污、杂质；

⑸、填充材料受潮，烘干温度不够；

⑹、焊前预热温度不足或未预热；

⑺、焊接参数选择不当；

⑻、焊后热处理规范不合适；

⑼、焊接热影响区产生淬硬组织而产生裂纹；

⑽、焊缝或热影响区有较大的变形。

碳素钢与铸钢焊接时产生的裂纹，能使焊缝出现不连续现象，而裂纹的尖端应力集中，在承受交变或冲击载荷时，会使裂纹迅速扩展，最后导致焊接接头断裂。因此，焊接时必须采取有效的措施防止裂纹的产生。

2、焊接方法

选用CO2气体保护焊，CO2气体保护焊具有以下特点：

2.1 CO2气体保护焊的电弧穿透能力强，熔深大，能保证充分熔透。

2.2 CO2气体保护焊焊丝融化率高，生产效率比手工电弧焊提高1-3倍。

2.3 CO2气体保护焊的抗锈能力强，焊缝含氢量低，不易产生气孔和氢脆。

2.4 CO2气体保护焊的成本只有埋弧焊和手工电弧焊的40%-50%。

3、焊接材料

为了防止Q235与ZG270-500的焊接裂纹问题，选用抗裂性能好的焊丝H08Mn2SiA.

该焊丝主要特点：

具有较好的工艺性能，抗裂性能强，综合力学性能好，脱氧能力强。采用Si、Mn元素含量较多的H08Mn2SiA焊丝焊接Q235和ZG270-500钢，解决了焊接过程当中合金元素的烧损、金属飞溅和气孔、氧化的问题，使焊缝质量大为提高。不但保证了焊后焊缝金属中合金元素含量，同时焊接接头力学性能也完全满足设计及使用需要。

4、焊前准备

4.1坡口加工：

实际产品多数V型60度，按要求加工好坡口，保证坡口面规整平滑，为保证组对精度要求，尽量采用机加工形式，组对时控制对接间隙1-2mm.

4.2对加工坡口面及坡口加工

附件30mm范围内的铁锈、油污、氧化皮、水渍等杂质彻底清理干净，露出母材金属光泽。

4.3焊前母材预热：

ZG270-500焊接性能较差，异种母材预热以焊接性能较差母材预热温度进行。焊前在坡口侧100mm范围内加热150-200度。加热时可采用加热毯加热或者采用气焊中性火焰进行加热。

4.4 焊前焊丝必须包覆储藏良好，注意不能受潮，否则进行烘干处理。

5、焊接操作技术

5.1对于大于500mm长焊缝

为了减小焊接应力和焊接变形，可采用分段退焊方法，即一条焊缝不能从头焊到尾。

5.2在打底焊第一层时

在保证熔透前提下，焊接热输入不能过大，焊丝偏向Q235母材金属侧，这样做为了减小ZG270-500母材金属的融入量。

5.3其余填充焊层

可以采用较大的焊接热输入焊接，这样有利于氢的溢出和减少焊缝、热影响区（主要是ZG270-500一侧）出现淬硬组织。

6、焊后热处理

焊后立即用石棉布包覆焊接部位进行保温缓冷，这样相当于进行消氢处理，有利于氢的继续逸出和防止裂纹的产生。

7、焊后检测

焊后24小时之后对坡口焊缝进行超声波探伤检测，无裂纹、气孔、未熔合、夹渣等缺陷，焊缝质量合格，满足使用要求。

结论：对于碳素钢Q235和铸钢ZG270-500异种钢焊接，焊前认真分析两种母材的焊接性能，采用CO2气体保护焊焊接方法，选用牌号为H08Mn2SiA焊丝，针对异种母材焊接时易出现得各种缺陷制定合理焊接工艺，并进行焊前预热，焊后后热等措施，有效的防止异种母材焊接时焊接缺陷的发生，获得了良好的焊接效果，提高了生产效率，使其产品性能完全满足实际使用要求。

参考文献：

【1】GB/T700-2006 《碳素结构钢》唐一凡、栾燕主编，中国标准出版社。

【2】GB/T11352-2009 《一般工程用铸造碳钢件》刘启平、俞正江主编，中国标准出版社。

碳素结构钢篇9

关键词：碳纤维加固 钢筋混凝土梁 变形性能

碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚，但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展，现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题，一些建筑由于使用功能的改变，难以满足当前规范使用的需求，亟需进行维修、加固。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。碳纤维CFRP是整个土木工程界使用最为广泛且热门的加固材料，该项加固技术兴起于20世纪80年代，于90年代后期在我国迅速发展起来，国内外很多科研单位和高校就碳纤维CFRP加固混凝土构件这项新技术进行了大量的研究。

1 碳纤维加固钢筋混凝土梁的特点

碳纤维加固钢筋混凝土梁所使用的产品是碳纤维，是一种高强度的纤维制品，是一种导性材料。在当前的加固行业中，碳纤维的使用主要有两种个，一种是碳纤维布，另一种是炭纤维板。对于碳纤维用于新建筑物，我国对其进行了深入研究，认为可以将碳纤维材料进行加工，变成片状、棒状或者卷状，具有普通的钢材料无法比拟的极高的抗拉强度和弹性模量，能增强梁的变形性能。

与其他的建筑材料加固钢筋混凝土梁相比，碳纤维加固混凝土梁具有如下优点：第一，具有较高的强度和模量。由于碳纤维材料具有较高的强度和模量，因此，利用碳纤维材料对混凝土梁进行加固，可以提高提高梁的承载力和抗变形性能，达到高度加固的目的。第二，具有较稳定的化学性质。由于碳纤维材料具有比较稳定的化学性质，不会和酸、碱、盐等化学物质发生化学反应。因此，利用碳纤维材料对混凝土梁进行加固具有较好的耐酸碱和耐腐蚀性，能防止加固过程中遇到的化学腐蚀问题。第三，具有质量轻和厚度薄的特点。碳纤维材料的这种特点，可是使加固后的构建不增加自身重量，同时其薄的特点也不会引起尺寸的明显变化。第四，具有较好的柔韧性。碳纤维的这种特点使得其很容易被裁减，利用它可以对各种结构类型、部位和形状的建筑物进行加固。同时，它的柔韧性特点使得其还可以被用于大型桥梁的桥墩、大型筒体、隧道等一些其他加固技术无法实施的构件和结构。第五，具有占地面积少的特点。碳纤维材料在用于混凝土加固时，不需要大型的施工机械，因而只需占用较少的施工场地，施工功效相对较高。

综上所述，碳纤维材料是一种新兴的加固材料，利用其进行钢筋混凝土梁加固，有很好的加固效果，在实际的运用中具有重要的推广作用。

2 碳纤维加固钢筋混凝土梁变形性能影响因素分析

在碳纤维加固钢筋混凝土梁时，影响其变形性能的因素有很多，除了碳纤维本身的粘贴层数外，还有混凝土的强度等级、纵筋配筋率、横截面高度和剪跨比都会对碳纤维加固时的变形性能造成一定的影响。

2.1 粘贴层数碳纤维的粘贴层数对加固后的承载力具有较大的影响，从而影响钢筋混凝土梁的变形性能。如，粘贴一层碳纤维布时，极限承载力较未加固梁提高了13.6%；粘贴两层时，极限承载力较未加固梁提高了21.9%；粘贴三层时，极限承载力较未加固梁提高了30.8%；粘贴四层时，极限承载力较未加固梁提高了41.7%；粘贴五层时，极限承载力较未加固梁提高了45.80k。然而承载力的提高幅度并不是和碳纤维的粘贴层数成正比关系的，而是呈现一种双线性的关系，即当粘贴层数达到一定数量后，承载力的提高幅度呈现逐渐较少的趋势。也就是说，随着粘贴层数的增加，碳纤维加固钢筋混凝土梁的承载力的提高幅度的增长率逐渐下降，进而梁也会出现更高的变形。根据这一影响因素的分析，我们认为在对碳纤维的粘贴层进行选择的时候，要权衡各种因素后选出最佳层数。

2.2 混凝土的强度等级混凝土的强度等级也会对碳纤维的加固效果产生重要影响，并最终影响到碳纤维加固钢筋混凝土梁的变形性能。混凝度的等级强度对碳纤维的加固影响界限为C30。即当混凝土的强度等级为C30的时候，碳纤维的加固效果是最好的，其变形性能也为最佳。当混凝土的强度等级大于C30的时候，碳纤维的加固效果的提高会随着混凝土强度等级的提高而呈现下降的趋势，进而影响到碳纤维加固钢筋混凝土梁的变形性能。之所以混凝土的等级强度最佳值为C30，是因为，当混凝土的等级强度小于C30时，加固梁会因为钢筋的破坏而产生裂缝。随着混凝上强度提高，极限破坏时混凝上的受压区高度有所减小，因而增加了钢筋和碳纤维布的内力臂长度，因此使得碳纤维对极限弯矩的贡献在原有基础上增强，承载力提高幅度加大。但是当混凝土的等级强度大于C30时，加固梁会因为混凝土的压碎而产生裂缝，并限于钢筋的拉坏被压碎。因此，确定混凝土的强度等级对于加强碳纤维的加固效果，增强对钢筋混凝土量的变形性能具有重要意义。

2.3 纵筋配筋率当粘贴相同层数的碳纤维布时，纵筋配筋率越高的梁，加固后的极限承载力提高幅度就越小，加固效果越差。原因是，由于纵筋配筋面积的增大，增加了极限破坏时混凝土的受压区高度，而减少了钢筋和碳纤维布的内力臂长度，因此使得碳纤维对极限弯矩的贡献在原有基础上减弱，极限承载力提高幅度降低。配筋率的改变对梁的极限承载力的提高幅度影响最大，对加固梁的屈服荷载提高幅度的影响次之，对加固梁开裂荷载的提高几乎没有影响。

2.4 横截面高度横截面的高度对加固后的承载力具有重要影响作用，进而会影响到碳纤维加固后的钢筋混凝土梁变形性能。根据相关的研究结果表明，梁的横截面高度为500mm是最佳的横截面高度，是碳纤维加固的最佳效果，具有较高的防变形性能。当横截面高度大于500mm时，混凝土的压碎破坏先于钢筋的拉坏，因此梁的破坏是由混凝土的压碎破坏引起的，故其极限承载力的提高幅度又有所降低。之所以横截面为500mm是最佳的高度，是因为，当加固梁的横截面高度小于500mm的时候，加固梁会因为钢筋的破坏而产生裂缝。同时，随着加固梁横截面高度的不断增加，钢筋和碳纤维至今的内力臂力度就会得到增加，从而增强梁的承载力，相应的变形性能也增强。但是，当加固梁的横截面大于小于500mm的时候，加固两会因为混凝土的压碎而遭到破坏，使得加固梁的承载力下降，导致碳纤维的优越的抗拉性能没有充分的发挥，从而降低了碳纤维对极限弯矩的贡献，出现变形。

2.5 剪跨比改变剪跨比也会对碳纤维加固钢筋混凝土的承载力产生一定的影响，进而会影响到其变形性能。一般而言，剪跨比和加固后的梁的极限承载力呈现正比的增长关系，即剪跨比越大，加固后的梁的极限承载力提高幅度越大。如，当剪跨比为1.61时，加固后的极限承载力提高了10.59%，当剪跨比为2.26时，加固后的极限承载力提高了13.63ry0，当剪跨比为2.9时，加固后的极限承载力提高了16.44%。这主要是因为，如果剪跨比比较小，钢筋的破坏就会因为碳纤维两端的应力集中现象导致碳纤维端部临近钢筋单元的拉应变超限而引起；如果剪跨比比较大时，四点弯的加载形式逐渐向跨中作用集中力的加载形式过渡，破坏形式也变为跨中的钢筋单元的拉应变超限。因此，通过增大剪跨比，能够充分发挥碳纤维的抗拉优点，增强梁的极限承载力，从而提高梁的防变形性能。

3 结论

碳纤维加固是一种在加固行业兴起的新型加固技术，具有由于其他加固材料的诸多优点，能对钢筋混凝土梁进行很好的加固，具有很好的变形性能。本文通过分析碳纤维材料的概念和其与其他加固材料相比所具有的加固优点，分析了影响碳纤维加固钢筋混凝土梁变形性能的因素主要有：粘贴层数、混凝土的强度等级、纵筋配筋率、横截面高度和剪跨比。希望本文对碳纤维加固技术在实际工程中的应用具有一定的参考价值。

参考文献：

[1]张前进，毛鑫，付守维.利用ANSYS模拟钢筋混凝土梁的影响因素分析[J].天津城市建设学院学报，2008，14(2).

[2]张继红.碳纤维加固钢筋混凝土梁的抗剪耐久性研究[D].桂林：桂林理工大学，2009．

[3]徐新生，燕彬等.碳纤维在混凝土结构物加固中应用研究[J].山东建材学院学报，1999，13(4).

[4]赵志平等.关于CFRP加固钢筋混凝土受弯构件抗弯刚度的非线性有限元研究[J].四川建筑科学研究，2008，34(1).

碳素结构钢篇10

【关键词】混凝土；钢筋；锈蚀机理；预防途径

混凝土结构中的钢筋是混凝土结构的重要组成部分，钢筋质量的好坏对混凝土质量有着重要的影响，在混凝土结构中，钢筋由于受到外在环境的影响出现锈蚀是影响钢筋性能的重要因素，钢筋出现表层脱落的现象，影响钢筋的坚硬度，从而大幅度降低了混凝土的耐久性。

一、混凝土结构中钢筋锈蚀原因分析

（1）混凝土的成分以及钢筋材质的影响。混凝土的成分以及钢筋材质都会对钢筋产生影响，强度越低的混凝土其结构中钢筋的锈蚀也会越严重；混凝土压实度不够，水以及氧气等就容易通过混凝土的缝隙进入，进行导致钢筋出现锈蚀；混凝土的制作往往都会有一定比例的外加剂，有些外加剂所含的成分会引起钢筋出现锈蚀；此外，混凝土本身的湿度也是造成钢筋出现锈蚀的重要因素；钢筋本身的不匀称会引起锈蚀电池的出现，导致钢筋锈蚀。（2）混凝土结构中存在缝隙。混凝土在本身的密实度不够以及在使用过程中由于荷载较重、温度变化、地基变化等因素都会导致混凝土出现裂缝，混凝土构建一旦出现裂缝就会对钢筋的保护能力降低，导致钢筋容易受到外部环境的影响从而出现锈蚀，（3）混凝土出现碳化。二氧化碳进入混凝土内部，与混凝土的成分发生一系列化学反应使混凝土发生碳化，碳化会大幅度的降低混凝土的碱性，钢筋外部的保护膜受到破坏，水与氧气进入混凝土引起钢筋锈蚀。工程所处环境中二氧化碳的浓度以及空气湿度都会影响混凝土的碳化速度，二氧化碳的浓度越高、空气湿度越大，混凝土的碳化速度越高，如果混凝土的抗碳化性能较好，就会降低其碳化速度。

二、混凝土结构中钢筋锈蚀机理

正常混凝土的孔溶液一般都会处于碱性状态中，钢筋表面自动形成一层保护膜保护钢筋不出现锈蚀，但是当钢筋受到外界环境的变化影响时，保护膜会被破坏，钢筋就容易发生锈蚀。钢筋锈蚀包括化学锈蚀与电化学锈蚀两种，钢筋与周围气体等接触导致钢筋出现锈蚀属于化学锈蚀，化学锈蚀不存在电子的流动问题；钢筋与周围介质接触发生电化学反应导致钢筋出现锈蚀的情况是电化学锈蚀，这种锈蚀情况较为常见。当钢筋周围环境中的湿度较大时，就容易发生阳极反应与阴极反应，导致钢筋表面出现锈蚀，随着锈蚀体积的增大，周围混凝土会承受巨大的压力，导致混凝土顺着钢筋的方向出现裂口，导致保护层脱落，进一步引发钢筋锈蚀。

三、混凝土中钢筋锈蚀预防途径

（1）提高设计与施工过程中的质量。在进行工程详细规划设计时，应考虑到混凝土周围环境湿度的控制，控制好混凝土表面以及接缝位置的积水与排水；防止混凝土表面被溅湿的可能，尤其要注意混凝土棱角处以及凹凸位置的防潮防湿。在设计过程中应减少构建的棱角以及复杂度等。应对施工过程进行有效控制，使混凝土的质量符合国家的相关要求；工程施工严格按照施工要求来进行，防止因操作不当导致混凝土出现裂缝；保证施工环境的整洁，防止混凝土因接触有害气体过多而遭到污染或者发生化学反应从而导致钢筋出现锈蚀；同时要做好工程的养护工作，保证钢筋的保护层不被损坏，防止有害气体进入混凝土内部。（2）在混凝土制作中加入阻蚀剂。在混凝土的制作过程汇总加入适量的阻蚀剂，将其平均分布于土体中，可以有效对盐污染混凝土对钢筋产生的影响，且这种阻蚀剂相对来说价格低廉，阻蚀效果也较为显著，可以运用于钢筋混凝土的制作中。（3）提高钢筋混凝土的强度与抗渗性能。工程建设要考虑到建筑的自重以及在运行过程中的荷载，强度较高的混凝土在受到外力的影响力不容易出现开裂现象。此外在制作混凝土时应严格控制混凝土原材料的质量以及配合比，使制作出的混凝土具有良好的抗渗性能。提高钢筋混凝土的强度与抗渗性能有助于防止氧气以及水等介质进行混凝土中，与钢筋表层材料发生化学反应等，对钢筋的保护层进行破坏，导致钢筋出现锈蚀。

随着经济的快速发展，钢筋混凝土越来越多的应用到了工程建设中，现代工程建设对钢筋混凝土的质量也提出了更高的要求。由于建设工程通常会受到较多环境因素的影响，这种影响会导致混凝土结构中的钢筋出现锈蚀，进而影响混凝土的耐久性。因此施工人员应做好施工设计以及施工过程中的管理工作，降低混凝土结构中钢筋发生锈蚀的可能，确保混凝土具有良好的耐久性。

参 考 文 献