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鉄筋コンクリート構造物の開発状況

現在、鉄筋コンクリートは中国で最も広く使用されている構造形式であり、全体の大半を占めています。同時に、世界で最も鉄筋コンクリート構造物が多い地域でもあります。主原料であるセメントの生産量は2010年に18億8,200万トンに達し、世界総生産量の約7割を占めた。

鉄筋コンクリートの動作原理

鉄筋コンクリートが連携できる理由は、鉄筋コンクリート自体の材料特性によって決まります。まず、棒鋼とコンクリートの熱膨張係数はほぼ同じであり、同じ温度では棒鋼とコンクリートの間の変位は非常に小さい。第二に、コンクリートが硬化すると、セメントと補強面の間に良好な結合が生じ、両者の間であらゆる応力が効果的に伝達されます。一般に、コンクリートと鉄筋間の結合をさらに改善するために、鉄筋の表面も粗く間隔をあけた波形リブ (鉄筋と呼ばれます) に加工されます。これでも鉄筋とコンクリートの間の張力を伝達するには不十分な場合、通常、鉄筋の端は 180 度曲げられます。第三に、セメント中の水酸化カルシウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ性物質はアルカリ環境を提供し、鉄筋の表面に不動態保護膜を形成するため、中性および酸性環境の鉄筋よりも腐食しにくくなります。一般に、pH 値が 11 を超える環境では、補強材を腐食から効果的に保護できます。鉄筋コンクリートは空気にさらされると、二酸化炭素の酸性化によりpH値がゆっくりと低下します。10未満では鉄筋が腐食してしまいます。したがって、プロジェクト建設中に保護層の厚さを確保する必要があります。

選択した鉄筋の仕様と種類

鉄筋コンクリートにおける応力鉄筋の含有量は通常少なく、1% (主に梁とスラブ) から 6% (主に柱) の範囲です。補強部分は円形です。米国における補強材の直径は 0.25 インチから 1 インチに増加し、各グレードで 1/8 インチずつ増加します。ヨーロッパでは、8 mm から 30 mm まで、各段階で 2 mm ずつ増加します。中国本土は3～40ミリの19の部分に分かれている。米国では、強化材中の炭素含有量に応じて、40鋼と60鋼に分けられます。後者は炭素含有量が多く、強度と剛性が高くなりますが、曲げるのが困難です。腐食環境では、電気めっき、エポキシ樹脂、ステンレス鋼などの棒鋼も使用されます。