淺談建筑工程鋼筋保護層施工質(zhì)量控制

侯將

【摘要】鋼筋混凝土保護層是指混凝土構(gòu)件中，起到保護鋼筋避免鋼筋直接裸露的那一部分混凝土，從混凝土表面到最外層鋼筋外邊緣之間的最小距離。保護層最小厚度的規(guī)定是為了使混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足的耐久性要求和對受力鋼筋有效錨固的要求。以此為出發(fā)點，本文結(jié)合多年的工程施工實踐，簡述鋼筋保護層的重要性及其在施工中的控制。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；鋼筋保護層；質(zhì)量控制

1、鋼筋混凝土的作用機理

我們都知道混凝土是由水泥、砂子、石子和水按一定的比例拌和而成，凝固后堅硬如石，受壓能力好，但受拉能力差，容易因受拉而斷裂；而鋼筋正好具備了和混凝土相反的抗壓強度差、抗拉強度好的性能。為了解決這個矛盾，充分發(fā)揮混凝土的受壓能力，常在混凝土受拉區(qū)域內(nèi)或相應(yīng)部位加入一定數(shù)量的鋼筋，使兩種材料粘結(jié)成一個整體，共同承受外力。這兩種材料通過四種途徑可達(dá)到很好的組合能力：①鋼筋與混凝土接觸面上吸附作用力，也稱膠結(jié)力。②混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產(chǎn)生摩擦力。③鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機械咬合作用，也稱咬合力。

因為鋼筋與混凝土之間存在足夠的粘結(jié)力，設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)計算時，鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個整體來承受外力的；又由于混凝土的抗拉強度很低，為簡化計算，一般混凝土只考慮承受壓應(yīng)力，而拉應(yīng)力則全部由鋼筋來承擔(dān)。對于受力構(gòu)件截面設(shè)計來講，受拉的鋼筋離受壓區(qū)越遠(yuǎn)，其單位面積的鋼筋所能承受的外部彎矩也越大，這樣鋼筋發(fā)揮的效率也就越高。所以一般來講，無論是梁還是板，受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如挑梁的受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件上部受拉區(qū)。如果放置錯誤或者鋼筋保護層過大，輕則降低了梁的承載能力，重則會發(fā)生梁斷裂引起倒塌事故。

2、鋼筋保護層不足造成鋼筋破壞的原因

2.1 混凝土保護層損害作用

保護層碳化的損害作用混凝土失去堿性的過程叫做碳化，是一種普遍存在的介質(zhì)與混凝土相互作用的形式，一般可使混凝土孔隙液體的pH 降至8～10?；炷撂蓟哂蟹謱犹匦?，由混凝土表面向內(nèi)部逐漸進行。由于鋼筋表面的鈍化氧化鐵薄膜只有在強堿性環(huán)境中才得以形成和穩(wěn)定存在，因此，一旦保護層碳化至鋼筋表面時，就會導(dǎo)致鈍化氧化鐵薄膜的破壞，從而失去保護鋼筋免遭銹蝕的能力。

2.2 碳化過程的影響因素

（1）空氣相對濕度：碳化的三個過程均與周圍空氣的相對濕度有關(guān)。相對濕度高，則混凝土含水率高，混凝土內(nèi)部孔隙被物理結(jié)合水所充滿，CO2向內(nèi)擴散的速度就會大幅度降低，碳化過程實際上不能進行；相對濕度低，則由于混凝土中水分不足，Ca（OH）2的擴散無法進行，碳化過程實際上也處于停滯狀況。在空氣相對濕度為50% ～60%時，碳化速度最快，此時，物理結(jié)合水不能充滿混凝土的孔隙。足以保證CO2氣體向內(nèi)的擴散過程，而孔隙內(nèi)表面上物理結(jié)合水液膜為Ca（OH），向外擴散提供了條件，同時，由于氣液交界面積大，也使化學(xué)反應(yīng)進行得較快。

（2）溫度：當(dāng)溫度較低時，水變成冰，化學(xué)反應(yīng)無法進行，碳化過程也就實際上停止了。隨著溫度的升高，化學(xué)反應(yīng)速度、C02和Ca（OH）2的擴散過程均呈加快趨勢，因而碳化過程隨溫度的升高而加快。

（3）混凝土性質(zhì)：在環(huán)境條件相同時，碳化過程取決于混凝土本身的性質(zhì)。據(jù)研究，混凝土碳化深度大致與碳化時間的平方根成正比關(guān)系。在一定范圍內(nèi)，水泥用量越大，碳化過程越慢。水泥用量一定時，增大水灰比，則增加混凝土的孔隙率，降低密實度，碳化過程加快。礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥混凝土碳化過程快于普通硅酸鹽水泥。設(shè)計強度越高，混凝土碳化過程越慢。施工時振搗充分、養(yǎng)護良好，則混凝土的實際強度就高，混凝土碳化過程就慢。一般說來，室外混凝土的碳化過程比室內(nèi)慢，其碳化值約為室內(nèi)值的2/3左右，但門窗等通風(fēng)口處的構(gòu)件，即使處于室內(nèi)，其碳化值也與室內(nèi)值相近堿度差異、氯離子濃度差異、局部氧氣劇增形成的鋼筋被包裹在混凝土構(gòu)件中形成鈍化保護膜，不與外界接觸相對還比較安全，但如果鋼筋保護層厚度過小，也就是鋼筋過分靠近受拉區(qū)一側(cè)，一方面容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時表面混凝土剝落，另一方面隨著時間的推移，表面的混凝土將逐漸碳化，用不了多久，鋼筋外混凝土就失去了保護作用，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)體系的破壞。

3、施工中的技術(shù)控制措施

下面就本人在多年的施工經(jīng)驗中就保證鋼筋保護層的問題談?wù)勎覀€人觀點，認(rèn)為要想很好的控制鋼筋的保護層就要從以下幾點考慮：

（1）根據(jù)不同部位的鋼筋事先做好控制方案，并做好詳細(xì)的技術(shù)交底。保護層的厚度并非千篇一律，一般來說現(xiàn)澆樓板的保護層厚度1.5cm，而基礎(chǔ)的保護層厚度通常為5cm，有時甚至達(dá)到10cm 。不同部位的鋼筋制定不同的施工方案及控制措施。多排鋼筋的梁面或梁底容易造成縱筋下落或位移，梁的兩排縱筋之間的凈距規(guī)定不小于25mm，為此我們可以使用直徑25mm的短筋作為分隔筋，分隔筋每跨梁內(nèi)不得少于兩處，而梁的側(cè)面和底面分別用強度不小于M15的帶綁絲的和不帶綁絲的水泥砂漿墊塊分別置于梁的側(cè)面和底面，墊塊尺寸不得小于40×40mm。

（2）施工中嚴(yán)格按照施工方案及技術(shù)交底認(rèn)真做到過程控制，達(dá)到重點綁扎部位專人監(jiān)督、全面檢查的形式，并且認(rèn)真做好施工記錄及隱蔽驗收，鋼筋綁扎完畢避免上人踩踏。在混凝土澆注完畢后要及時澆水養(yǎng)護，防止碳化，澆水時間不得少于7天。拆模時，嚴(yán)禁破壞砼的棱角，如有破壞，按規(guī)范要求及時修復(fù)，以防保護層減小，造成鋼筋銹蝕。

結(jié)語：

誠然，鋼筋保護層厚度對單項工程質(zhì)量并不是起決定作用的，但如果不重視它，所產(chǎn)生的危害也是不容忽視的。我們要在正確了解鋼筋及混凝土的受力機理的前提下，充分認(rèn)識到合理的鋼筋保護層厚度對工程結(jié)構(gòu)的重要性。只有防微杜漸，才能使我們的工程施工技術(shù)水平更上一個檔次。

參考文獻(xiàn)：

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