簡述鋼筋保護層的控制及其重要性

蔡國杰　黃聰　樊清華

摘要：鋼筋混凝土具有較高的承載力和較好的受力性能，而且鋼筋與混凝土具有近似相同的膨脹系數(shù)，不會因為環(huán)境不同而產(chǎn)生過大的應力，而混凝土與鋼筋能夠共同工作主要是依靠混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結(jié)力。為了使鋼筋更好更持久使用性能，則需要鋼筋保護層，試驗表明，鋼筋的保護層厚度是影響鋼筋與混凝土之間粘結(jié)力大小的主要因素。因此對于鋼筋混凝土來說，鋼筋保護層顯得格外重要。

Abstract：? Reinforced concrete has high bearing capacity and good mechanical properties， and steel and concrete have approximately the same expansion coefficient. It does not cause excessive stress due to different environments. The concrete and steel bars can work together mainly rely on sufficient adhesion between concrete and steel. In order to make the steel have better and lasting performance， a protective layer of steel is needed. The test shows that the thickness of the protective layer of the steel is the main factor affecting the bond strength between the steel and the concrete. Therefore， for reinforced concrete， the protective layer of steel is particularly important.

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土;保護層重要性;控制措施

Key words： reinforced concrete;importance of protective layer;control measures

中圖分類號：TU75? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）33-0224-02

0? 引言

鋼筋保護層作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的特殊部位，對確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、適用性和耐久性具有重要工程意義。鋼筋保護層是最外層鋼筋的外緣至混凝土表面之間的混凝土層，是保護鋼筋的主要因素之一。在施工過程中，設置鋼筋保護層既可以避免部分鋼筋裸露受到銹蝕，又可以通過保護層與鋼筋產(chǎn)生摩擦與機械咬合達到粘結(jié)錨固作用。雖然說保護層厚度越大，粘結(jié)力會越大，但當其厚度大于鋼筋直徑的5倍時，粘結(jié)力就不會繼續(xù)增加了，所以在符合國家規(guī)定的混凝土保護層最小厚度的要求下，保證鋼筋保護層厚度的良好控制，可以使得鋼筋混凝土的抗拉抗壓性、粘結(jié)力、耐久性等性能得到充分發(fā)揮。

1? 鋼筋保護層的重要性

1.1 力學角度

鋼筋混凝土是以鋼筋與混凝土兩種不同材料結(jié)合的復合型材料，通常混凝土結(jié)構(gòu)擁有較強的抗壓強度，但是混凝土的抗拉強度較低。相較混凝土而言，鋼筋抗拉強度非常高，一般在200MPa以上，所以鋼筋承擔其中的拉力，混凝土承擔壓應力部分。兩者結(jié)合使得鋼筋混凝土性能發(fā)揮出各自優(yōu)勢，形成一個整體達到一個高效的復合型材料。正是如此，施工時需要考慮受力問題。不但要考慮混凝土的抗壓能力，還需要考慮鋼筋的抗拉能力。而且想要抗拉抗壓達到技術(shù)規(guī)范的最優(yōu)標準，則需要準確把握鋼筋在混凝土里面的準確位置，此時鋼筋保護層的厚度起到了關(guān)鍵作用。

通常情況下，簡支梁受彎構(gòu)件中，當施加荷載時，梁截面上部受壓，下部受拉。此時配置在簡支梁底部鋼筋承擔拉力，而簡支梁上部的鋼筋承受壓力。但是鋼筋保護層如果不符合要求，過于厚的保護層則會使構(gòu)件受力后產(chǎn)生的裂縫寬度過大，就會影響其使用性能（如破壞構(gòu)件表面的裝修層、過大的裂縫寬度會使人恐慌不安等），過大的保護層厚度亦會造成經(jīng)濟上的浪費。過于薄的保護層則會使構(gòu)件無法達到規(guī)范要求，導致受力時直接發(fā)生斷裂。

1.2 粘結(jié)力角度

混凝土中的氯化物對鋼筋有腐蝕作用，所以混凝土攪拌時需要使用清水，以保證氯離子在混凝土中達到合格標準，從而保護鋼筋。

鋼筋與混凝土在硬化后有著良好的粘結(jié)力，粘結(jié)力除了可以提供共同工作的基礎(chǔ)點，還有混凝土中的水泥膠體與鋼筋表面的化學膠著力粘結(jié)，使得鋼筋與混凝土牢固的膠著。其中鋼筋與混凝土接觸面上的摩擦，鋼筋表面粗糙不平與混凝土的機械咬合力為主要。而且混凝土中的氫氧化鈣為鋼筋提供堿性的環(huán)境，在鋼筋表面形成了一層鈍化保護層，從而保護鋼筋在酸性與中性的環(huán)境下不容易受到腐蝕。

但是如果鋼筋保護層達不到標準厚度，鋼筋與混凝土最外緣的距離很近時，構(gòu)件在硬化過程中導致混凝土脫落，會使得兩者粘結(jié)力越來越小。而且還因為混凝土開裂或者脫落使得二氧化碳進入，與孔隙水形成酸性環(huán)境造成碳酸化作用。這也與鋼筋暴露在外界與其他介質(zhì)下，鋼筋很容易發(fā)生誘蝕。一旦發(fā)生生銹情況，銹跡擴散。鋼筋有效的使用截面則會發(fā)生變化，混凝土與鋼筋的結(jié)合力會降低，從而影響結(jié)構(gòu)的受力情況。

1.3 耐久性角度

混凝土保護層厚度對鋼筋的粘結(jié)錨固能力、防止鋼筋銹蝕、耐久性能和防火性能均有重要影響。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用不同，需要的耐久性就不同。對于要求使用壽命長久的鋼筋混凝土構(gòu)件，就要考慮眾多因素對構(gòu)件的損害。對于空氣侵蝕，如果鋼筋保護層過于薄，導致膨脹開裂會使得粘結(jié)力下降，降低對鋼筋的握裹力。對于水質(zhì)浸泡，保護層的過薄會使得混凝土脫落，導致鋼筋腐蝕而影響受力的影響。對此鋼筋的保護層很重要。只有保護層達到了標準才可以減少腐蝕效果，延長使用壽命。而混凝土保護層可以隔離開鋼筋與銹蝕的環(huán)境，并且混凝土中水泥水化的高堿度可以使包裹在混凝土構(gòu)件中，在鋼筋表面形成鈍化保護膜，在一定程度上減弱鋼筋被銹蝕的情況。

另外，在承受外力作用下，鋼筋對保護層有錨固力，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在受力過程中，受拉鋼筋可能會相對混凝土滑移甚至會從混凝土中拔出而造成錨固破壞。因此在保證受力鋼筋在混凝土中有一定的錨固長度上，合適的保護層厚度可以使得兩者的錨固力加強，從而大大的增加抗軸力和彎矩。簡言而之，混凝土保護層是提高混凝土建筑物的壽命方法，其經(jīng)濟效益是非常明顯的。

2? 鋼筋保護層的控制

2.1 明確技術(shù)交底

工程開始前，相關(guān)技術(shù)人員查閱相關(guān)技術(shù)規(guī)范和驗收規(guī)范，并且結(jié)合設計要求和實際情況，明確每個部位的鋼筋保護層厚度，整理成文件。再因部位不同而分開交底于每個負責的施工員與施工工人，以達到施工者都能明確每個部位的保護層厚度為多少。其次明確按照設計規(guī)范施工，不隨意更改工序，也不隨意減少工序，做到精確的加工。在搭接鋼筋上，準確使用鋼筋型號，嚴格按照設計規(guī)范的技術(shù)交底工作。每一個鋼筋之間的間距以及鋼筋的交錯位置，都不可以超過設計規(guī)范的要求范圍。綁扎時鋼筋與鋼筋之間緊密不可松動，焊接時焊點飽滿沒有焊接遺留的焊洞且不可松動。鋼筋的水平與豎向擺放準確和錯落有致，確保鋼筋架是符合設計規(guī)范的。模板進場時，拼裝過程要仔細控制，做到精準減少誤差。擺放模板時，要嚴格把控模板的剛度和平整度，有些施工構(gòu)件也需要垂直度，例如導墻的模板，垂直度的把控很重要，一旦不符合標準，后序的地下連續(xù)墻的埋置時可能是歪的。后期的模板拆卸后，也要定期檢查模板的尺寸，及時發(fā)現(xiàn)不合格的模板。

在施工過程中，還需要嚴格把控每一道工序。尤其是在澆筑混凝土的時候，我們一定要重視保護層厚度。因此我們要強化作業(yè)紀律，加強對工前保護層厚度的檢測力度?；炷翝沧⑶皺z測人員必須對澆筑部位的護層厚度進行量測，并做好記錄。拆模后實驗人員及時對澆筑部位進行檢測，并與澆筑前數(shù)據(jù)對比。對出現(xiàn)不合格的鋼筋保護層進行原因分析，在后期澆筑時進行改善與優(yōu)化，做到持續(xù)改進。根據(jù)實際問題，從設計、施工、應用等不同方面提出相應措施，并將研究所得結(jié)果用于工程實踐情況中，確保接下來的工作可以更有效更有序的進行。

2.2 鋼筋保護層墊塊

就當前的施工狀況來看，在實際施工過程中普遍地存在著保護層質(zhì)量問題，因此我們深知解決鋼筋保護層的控制問題，保證建筑物的適用和安全等方面至關(guān)重要。在施工過程中，不管我們采用磚胎模、鋁模、木模、鋼模等，在裝好模板后我們一般會放鋼筋籠然后澆筑混凝土，然而在外力作用下，我們的模板是承受一定壓力，從而使混凝土在澆筑的時候模板便和鋼筋緊緊貼在一起，導致鋼筋保護層無法形成，鋼筋暴露在空氣中。所以在模板和鋼筋之間我們一般采用鋼筋保護層墊塊來控制保護層的厚度。它放在鋼筋和模板之間，固定鋼筋位置，用以防止鋼筋外露而被腐蝕，是解決鋼筋固定常用的辦法。而且墊塊還要選用與混凝土一樣高強度的硬度的混凝土材質(zhì)或者符合定型加固強度的產(chǎn)品。鋼筋保護層墊塊還應該設置采取專人負責和專人檢查驗收，避免墊塊設置的數(shù)量不夠。鋼筋底部放置墊塊時，不允許施工人員在鋼筋上踩踏，防止墊塊碎裂。澆筑混凝土前嚴格檢查墊塊的數(shù)量多少，是否分布均勻以及墊塊的損壞程度。發(fā)現(xiàn)問題都要及時更改，做到標準施工。

2.3 鋼筋控制

鋼筋作為鋼筋混凝土里面重要的組成部分，對于鋼筋的標準也是很重要的。每一部分的保護層對應的鋼筋都要達到設計圖紙要求。制作尺寸，間位相錯的考慮都關(guān)系到鋼筋架的組成。鋼筋保護層偏差大的部分多在板的負彎矩鋼筋處，而這部分大都是采用直徑細小，剛度小的1級鋼。容易被失誤踩踏而彎折，目前工地上大多采用馬凳筋固定鋼筋位置。

在柱鋼筋保護層上，鋼筋下料時，箍筋尺寸要正確，墊塊要綁扎在柱的縱向受力鋼筋上，且在同一條水平直線上。柱的模板安裝好了后，鋼筋骨架正居中，四周距離模板的間距應該一致。在梁鋼筋保護層上，墊塊的施工間隔不應大于1.5m，而且墊塊強度不應低于混凝土強度，對稱綁扎在梁的四周。

3? 結(jié)語

鋼筋與混凝土能更好的結(jié)合，是在鋼筋保護層的基礎(chǔ)上的?？刂其摻畋Ｗo層的厚度在規(guī)范允許偏差范圍內(nèi)是完全可以保證的，總之我們要在正確了解鋼筋及混凝土的受力機理的前提下，充分認識到合理的鋼筋保護層對工程結(jié)構(gòu)的重要性并進行有效的控制。

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