控制钢筋保护层的原理及措施

【摘要】通过对钢筋混凝土中钢筋与混凝土共同作用受力原理的分析，结合施工中常见的问题而提出控制混凝土中钢筋保护层厚度的措施，以便在设计与施工中能够正确使用。

【关键词】混凝土；钢筋；保护层

在国内的诸多建筑中。尤其是在民用建筑中，大多数结构均采用以钢筋混凝土为主材的结构体系，那么混凝土中钢筋的保护层厚度成为了不容忽视的问题，现就依据规范中的要求、钢筋与混凝土共同作用的受力原理以及设计施工中得到的经验谈一些自己的看法。

从材料的力学性能分析，钢筋具有较强的抗拉、抗压强度，而混凝土只具有较高的抗压强度，钢筋与混凝土之所以能够共同工作，是因为混凝土结硬并达到一定的强度以后，两者之间建立了足够的黏结强度，能够承受由于钢筋与混凝土的相对变形在两者界面上所产生的相互作用力。对于受力构件截面设计来讲，钢筋几乎承担着所有的拉应力，所以受拉钢筋离受压区越远就越能发挥较高的效率，所以一般来说。无论是梁或板的受拉钢筋，都应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘，这样如何控制混凝土构件的保护层厚度就显得尤为重要。如悬挑构件的受力钢筋应设在构件上部的受拉区，如果保护层过大，那么实际是减小了构件的有效截面高度或厚度，从而很大程度上降低了构件的承载能力，但如果钢筋保护层厚度过小，则容易造成钢筋外露，或钢筋受力时表面混凝土剥落，从而使钢筋失去了混凝土的保护，也影响了钢筋与混凝土的相对变形而产生的作用力，这样构件整体性受到破坏。

在设计中，要求按照《混凝土结构设计规范》（gb50010—2002）第9.2节的规定执行，另外，还有几个地方的钢筋混凝土构件保护层厚度要求特殊注意：①防水混凝土的迎水面保护层厚度为50mm（保护层厚度大于40时可在混凝土保护层中离构件表面一定距离（一般可设置在保护层厚度的中部）加设钢筋网片，一般可采用由4@150的双向钢筋网）；②对有覆土的地下结构，其顶板上部钢筋的保护层为25mm（梁为35mm）；③与土壤接触的非防水混凝土墙的保护层为25mm④梁板中预埋管的混凝土保护层厚度不应小于30mm；⑤处于露天环境中的悬挑板，由于受力钢筋因混凝土开裂更容易受到腐蚀，因此，在结构设计中应提出明确的保护措施，有条件时应增大受力钢筋的混凝土保护层厚度。并采用相应的防裂构造措施，当不具备加厚保护层厚度时。应在结构设计中对建筑的防水层提出明确的要求，并应定期更换确保防水的效果。而且在设计的过程中还应该考虑施工工艺特点，比如井字梁节点处粱的纵横交叉钢筋产生的“叠合”现象，部分钢筋的保护层厚度值会超过设计规范的要求，这种情况只能是保证满足主要受力构件的保护层要求；通常情况下砖混结构中阳台挑梁较构造圈梁优先考虑，框架结构中框架柱优于框架梁。剪力墙结构中剪力墙及其连梁、暗柱要优于楼板等等。

在工程实例中，由于钢筋保护层厚度不到位引起的质量问题可谓是数不胜数。例如现在的楼板跨度越来越大，由计算结果可以看出，支座处的负弯矩比跨中的正弯矩要大得多，但是施工时施工单位对支座负弯矩钢筋又不是很重视，结果在新建楼盘还未投入使用或刚投入使用时就发现楼板上支座部分出现裂缝，而引起这种问题的大多数原因都是保护层厚度过大，导致楼板的负弯矩钢筋发挥不出自身的作用。保护层厚度过大主要原因是施工时支撑钢筋的马墩间距太大。更有些施工单位根本就不设置（仅依靠楼面粱上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑），再加上各工种交叉作业，施工人员行走频繁，这样上层钢筋就会弯曲变形，而在混凝土浇捣时又没有及时更正，所以钢筋的保护层厚度就远达不到刚绑扎好时的位置了。到最后只能采取局部加固补强措施，这样除了影响工程质量外还增加了工程造价。

在工程中常用来检测钢筋保护层的仪器有钢筋雷达测定仪和磁性钢筋保护层测定仪等，基于自身设计原理的特点，其各自应用特点也不相同。如法向投影重叠的两根以上钢筋声学原理设备不宜采用；如含磁性骨料的混凝土，不宜采用无消磁能力的电磁测定设备进行检测。此外，对于建筑物中的特殊构件，如基础、壳体等，或者是受土方填挖、水位、测试角度等

因素影响，到达后期工序不能完全提供规范要求的检测条件，应考虑其他方法对目标实体进行控制，如局部开槽钻孔测定，但应及时修补。由于该方法对结构本身损坏较大，所以在实际工程中除特殊情况应尽量避免采用。另外。在确定应用设备时还必须对检测时产生的破损、检测所达到的深度、不确定程度等因素进行充分考虑，提出科学、合理的检测方案。

对钢筋保护层的控制措施提出以下建议：①对墙柱等竖向构件的钢筋保护层一般比较容易控制，如控制钢筋的加工尺寸要准确；模板施工时切忌破坏墙柱保护层；多采用一些新工艺、新产品，如采用垫块或使用卡撑式定位件等。②对楼板的钢筋保护层在施工中就比较难控制了，所以建议采用卡槽式混凝土垫块，要求其纵横向间距不要太大，特别是对于比较细的钢筋间距应更小一些。除此之外，施工时应尽可能合理地安排好各工种交叉作业时间以减少板面钢筋绑好后作业人员的踩踏；混凝土浇筑前或浇筑中应有钢筋工作人员进行及时的修整；在浇筑时应在裂缝易发生部位或负弯矩筋受力较大的区域铺设临时性活动挑板，扩大接触面、分散应力，避免上层钢筋受到重新踩踏变形；而楼板的板底受力钢筋的保护层厚度可以采用不低于混凝土构件强度等级的素混凝土垫块来控制。

综上所述，如果对钢筋保护层厚度不够重视，其产生的危害是不容忽视的，所以我们要在了解钢筋及混凝土的受力机理的前提下，充分认识到合理的钢筋保护层对工程结构的重要性并进行有效的控制，使质量控制工作进入自我改良的良性循环中。