钢筋混凝土结构物保护层厚度控制要点

钢筋混凝土结构物保护层厚度控制要点
摘要：钢筋混凝土保护层，是钢筋混凝土结构构件力学性能和建筑物使用寿命及耐久性的重要问题。

因此，如何控制钢筋混凝土保护层的厚度，确保保护层厚度与构件承载力的关系，是十分重要的。

关键词：钢筋混凝土保护层厚度控制
1、保护层定义
钢筋混凝土保护层是指混凝土构件中，起到保护钢筋避免钢筋直接裸露的那一部分混凝土，从混凝土表面到最外层钢筋(包括纵向钢筋、箍筋和分布钢筋) 公称直径外边缘之间的最小距离。

2、钢筋保护层的作用
混凝土保护层与钢筋混凝土结构的耐久性、耐火性、抗风化性、抗腐性、安全性密切相关。

1）保证钢筋与其周围混凝土能共同工作，并使钢筋充分发挥计算所需强度。

2）钢筋裸露在大气或者其他介质中，容易受蚀生锈，使得钢筋的有效截面减少，影响结构受力，因此需要根据耐久性要求规定不同使用环境的混凝土保护层最小厚度，以保证构件在设计使用年限内钢筋不发生影响结构安全的锈蚀。

3）对有防火要求的钢筋混凝土梁、板及预应力构件，对混凝土保护层提出要求是，为了保证构件在火灾中按建筑物的耐火等级确定的耐火限的这段时间里，构件不会失去支持能力。

应符合国家现行相关标准的要求。

3、钢筋混凝土保护层的重要性
钢筋混凝土结构构件是由钢筋的抗拉强度与混凝土的抗压强度相互补充，共同承担结构构件所承受的外部荷载所发挥作用的。

在设计钢筋混凝土的受力条件时，着重考虑的是混凝土的受压应力和钢筋的受拉应力。

1）钢筋混凝土中的钢筋位置。

基于钢筋混凝土保护层理论我们知道，钢筋混凝土结构构件中钢筋的实际受拉应力是否能与设计计算应力一致，主要取决于钢筋在混凝土结构中的位置是否正确。

所以有效的控制钢筋保护层厚度非常重要。

一般来说，无论是梁还是板，受拉钢筋应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。

挑梁的受力钢筋应设在构件上部受拉区，如果钢筋保护层厚度过大，轻则由于钢筋不能有效发挥其应有的抗拉作用，而使混凝土受拉应力超标产生裂缝，重则由于悬挑结构上部钢筋所受拉力的力矩高度变小，而使钢筋受拉应力超荷载发生结构断裂。

大面积的现浇楼板，下排钢筋如果垫得过高，保护层过大，在外加荷载作用下，混凝土下部受拉应力超标，也会造成混凝土板底部产生裂缝。

２）钢筋与混凝土的相互作用。

钢筋与混凝土之所以能共同工作，是因混凝土硬化并达到一定强度后，两者之间建立了足够的粘结强度，这种相互作用力称为握裹力。

钢筋在混凝土中的保护层必须具有一定的厚度，才能保证混凝土与钢筋之间的握裹力。

如果钢筋保护层厚度过小，钢筋过分靠近结构构件的边缘，容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落，直接导致钢筋握裹力的减小。

另外，钢筋保护层过小，表层混凝土将随着时间的推移而逐渐碳化，边缘钢筋失去保护作用而导致钢筋锈蚀，钢筋与混凝土之间也会失去粘结力，从而使构件的承载力降低，严重时还会导致整个结构体系的破坏。

3）耐久性确保混凝土构件的耐久性。

保护层的作用除上所述之外，还起着保护钢筋不被锈蚀的作用，以确保钢筋混凝土结构的耐久性。

影响钢筋混凝土结构耐久性的因素很多，除了特殊的外界因素以外，在一般使用条件下，主要考虑大气的侵蚀而使钢筋氧化生锈。

而混凝土不密实、裂缝、钢筋保护层偏小，再加上混凝土碳化以及钢筋的电化学反应等因素就会因此加速这种侵蚀过程。

钢筋氧化锈蚀又会导致体积膨胀，致使混凝土保护层开裂造成恶性循环，更加加快钢筋锈蚀进程，从而大大缩短建筑物的使用寿命。

4）混凝土的防火性能。

保护层对混凝土内部的钢筋还具有一定的防火功能：当发生火灾时，环境温度急剧升高，钢筋与混凝土的热膨胀系数是不同的。

当钢筋的膨胀值逐渐大于混凝土的膨胀值时，就会损伤和破坏混凝土与钢筋之间的握裹力；此外，当钢筋温度上升到700℃时，钢筋屈服强度大幅度降低，就会失去与混凝土共同工作的条件，而导致结构破坏。

混凝土是不良导热体，它能保护钢筋不会立即受到高温影响，从而延缓结构丧失承载能力的时间，为消防救援赢得时间。

4、混凝土保护层厚度应考虑的因素
1）环境因素
把环境分为室内正常环境（一类），室内潮湿环境、露天环境及无侵蚀性水或土壤环境（二类a），严寒和寒冷地区的露天环境与无侵蚀性水或土壤环境（二类b），使用除冰盐环境、严寒和寒冷地区冬季水位变动环境、滨海室外环境（三类）；
2）结构类型
规范把构件分为板墙壳、梁、柱三种类型；
3）防火要求
有防火要求的构筑物及四、五类环境中的构筑物，混凝土保护层厚度应符合国家现行有关标准的规定；
4）钢筋取材
纵向受力钢筋及预应力钢筋、钢丝、钢绞线的混凝土净保护层厚度（从钢筋外边缘到混凝土外边缘的距离）不应小于钢筋的公称直径，且应符合相关的规定；
5）混凝土强度等。

5 、钢筋混凝土保护层厚度的质量控制
1）做好施工前准备工作
认真领会设计意图，做好图纸会审及技术交底，尤其是施工单位对施工班组的交底。

一般而言，对保护层厚度不同情况下设计图有不同要求，如在混凝土强度不同情况下，现浇楼板及梁所要求的保护层厚度是不一样的，而基础的迎水面保护层厚度常为5cm，有时甚至要求达到10cm，这都需要结合图纸的要求来绑扎钢筋。

但在实际工作中，一些钢筋操作工却仅凭经验操作，忽视结构图纸总说明，不使用相应的标准垫块，有时为图省事少用垫块或乱用垫块造成保护层厚度偏差过大。

以上种种问题在很大程度上是因施工单位没有做好技术交底、施工质
量管理不严所致，而这些人为因素是能杜绝的。

2）注重钢筋的下料工作
下料人员必须掌握图纸及规范的要求，下料时箍筋的下料尺寸要正确。

对一些钢筋密集及复杂的梁、柱交接处，在主、次粱交接处必须放实样，对各方向主筋与附筋位置进行合理安排。

同时，为给施工现场钢筋安装、绑扎节点创造条件，制作钢筋时的尺寸必须正确，要避免因交接点处钢筋密集无法安装而造成钢筋挤占保护层位置，从而发生露筋的情况。

3）强化模板的稳定性
规范模板制作，要做到尺寸准确，同时，模板刚度、模板选材及模板厚度、模板支撑布置须经材料力学验算和技术论证，并可参考成熟的同类工程实践经验，不断完善模板的稳定性。

4）准确使用混凝土保护层垫块
当前，在钢筋安放及绑扎固定时，常使用卡撑式定位件或塑料垫块等作为确保混凝土保护层厚度的措施，但在工程实践中，一些施工单位对该问题重视不足，一是垫块设置数量不足，造成垫块被压碎、变形或者钢筋下沉，对此施工中应要求间距800mm～1000mm设置一只垫块，若钢筋直径较小还应适当加密垫块间距。

二是经常混用、乱用垫块。

即使梁、板混凝土强度等级相同，其混凝土保护层厚度要求也不一定相同，但有的工人将将板中钢筋的垫块用作梁中钢筋的垫块，或将梁中钢筋的垫块用作板中钢筋的垫块，进而常常出现楼板负弯矩钢筋或双层双向钢筋的上排筋混凝土保护层厚度偏大，以及悬挑梁上部负弯矩钢筋的混凝土保护层厚度偏大等问题。

钢筋工程属隐蔽工程，为确保钢筋混凝土结构工程施工质量，必须在钢筋绑扎成型中准确使用混凝土保护层垫块，并做好检测及验收。

5）强调成品的保护
一些施工单位由于在浇筑、振捣混凝土时缺乏统一指挥与监督，使得一些施工人员肆意乱踩乱踏已绑扎成型并经验收的钢筋网，甚至将设备器具压在钢筋网上，造成支撑马墩和垫块被压扁或踩倒、钢筋弯曲变型或位移，使得钢筋位置及混凝土保护层厚度难以得到保证。

还有的在混凝土浇筑、振捣过程中振捣无序，局部振捣过分或振动棒触及钢筋骨架，也会使钢筋骨架变形、错位，使混凝土保护层厚度不均。

因此，必须规范混凝土的浇筑、振捣施工，固定好易于偏位的钢筋，并由专人指挥监督，严禁人员在钢筋上随意行走，并按规范要求有序认真地振捣，切忌振动捧随意碰触钢筋骨架。

结语：
钢筋保护层厚度超差形成工程质量隐患是难以修复的。

因此，我们要充分认识到合理钢筋保护层厚度对工程结构的重要性。

严格对待钢筋保护层厚度的控制，并特别关注负弯矩钢筋的保护层问题，采取必要的措施，确保构件的正常工作状态，提高混凝土工程的质量，使我们的工程施工管理水平有进一步的提升。

参考文献：
[1]杨蓉.钢筋保护层厚度质量控制对策分析[J].山西建筑，2009(10)
[2]GB 50010-2002.混凝土结构设计规范［S］
[3]GB 50204-2002.混凝土结构工程施工质量验收规范［S］。