浅谈钢筋混凝土保护层的作用及厚度控制
时间：2020-04-27 05:25:09 来源：千叶帆 本文已影响人
摘 要：在路桥建筑施工中，钢筋混凝土保护层的作用十分突出，它不仅影响到钢筋混凝土的受力结构，还是决定构筑物使用寿命及耐久性的重要因素，根据实际施工经验及体会，重点探讨了钢筋保护层的作用，并提出施工中钢筋混凝土保护层厚度控制的几点具体措施。
关键词：钢筋混凝土保护层 厚度 作用 过程控制
中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）003-021-02
1 前言
钢筋混凝土构筑物中钢筋锈蚀破坏是混凝土结构失效破坏的最主要原因,目前比较通用的技术手段就是增大钢筋混凝土保护层厚度，尽量消除造成钢筋锈蚀的各种环境，延长钢筋的使用寿命。但是，保护层厚度的厚度必须控制在构件的受力范围之内，否则会因压力过大产生裂缝，且随保护层厚度增加构件的承载能力下降，因为随着保护层厚度的增加，使构件的截面有效高度减小，从而导致构筑物的承载能力下降。因此，加强施工中钢筋保护层厚度控制是确保工程施工质量的重要环节。
2 钢筋混凝土保护层的作用
钢筋混凝土保护层是指在建筑施工中，为延长钢筋的使用寿命，避免因钢筋的过早锈蚀而造成工程质量寿命降低，而在钢筋构架上面浇筑的一层混凝土，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。
混凝土与钢筋浇筑在一起，可以对钢筋形成有效保护，其主要作用有三点：
(1)由钢筋和混凝土共同浇筑而成的建筑结构完美地将两种不同性质的材料组成的性能更加优越的复合材料，钢筋的抗拉性能突出，混凝土的抗压性能良好，两种材料都具有良好的粘结性能，这样组成而成的钢筋混凝土就具有抗压、抗弯、抗剪、抗扭等结构性能，从而确保了钢筋混凝土的保护作用。
(2)依据化学原理，裸露的钢筋会和空气中的氧气以及水分子产生化学反应，从而会改变钢筋原有的原子结构，使得钢筋的有效截面减少，影响结构受力。因此，路桥建筑施工时往往会采取浇筑混凝土保护层的方式防止钢筋被氧化，混凝土保护层的厚度会根据不同的技术设计要求而不同，目的是保证构件在设计使用年限内，钢筋的原子结构不发生根本性改变，也就是不发生降低结构可靠度的锈蚀。
(3)在不同的设计环境中，钢筋混凝土保护层的设计要求也不同，如对有防火要求的钢筋混凝土梁、板及预应力构件等的设计，应当充分考虑火灾发生时钢筋的支撑限度，以保证构件不会失去支持能力为基本要求，并应符合国家现行相关标准的要求。
3 保护层厚度超标易造成的质量问题
在路桥工程施工中，钢筋混凝土保护层的厚度应当严格遵照国家相关的技术标准，保护层过厚或是过薄都会造成钢筋位置不准、板件套合不严密等工程隐患。此外，混凝土浇注完工后，其内部结构不能直观地显示出来，从而影响到钢筋混凝土构件的力学性能及耐久性，给工程留下安全隐患。钢筋混凝土保护层浇筑厚度必须要严格技术把关，建立互检互查制度，尽量减少因保护层未按规范要求所造成的工程事故。
比较突出的就是桥梁梁板预制和现浇过程中，梁板负弯矩钢筋保护层偏大及现浇梁的上部负弯矩钢筋保护层偏大的问题。以T型梁为例，某单位生产30mT型梁板设计为双向双层钢筋网，由于施工时对支座负弯矩钢筋未引起足够的重视，结果还未交付使用时就发现梁腹板底1/2处截面表面处出现贯通裂缝，后经权威检查部门检查测试后发现，支座处负弯矩钢筋的保护层普遍超过规范3-6cm，最大的甚至超过了8cm，使梁上部的负弯矩钢筋作用大大降低，有的完全失去作用，造成桥梁的使用安全性能大打折扣。
4 钢筋混凝土保护层厚度的控制措施
通过对质量事故的分析和针对现场实际研究，结合以往的工作经验，本人认为应着重从两方面入手：一是对设计意图的领会；二是对过程中要素的控制，来提高钢筋混凝土保护层的施工质量，提出了以下几点的具体措施。
(1)认真做好图纸会审工作
图纸会审是控制钢筋混凝土保护层厚度的重要措施，特别是对一些钢筋布设密集的梁、柱交接处钢筋，要预先设计好施工图纸，尤其是要按技术要求确定好主筋与副筋位置。这有这样才能确保钢筋制作尺寸的合理性，避免由于交接点处钢筋密集无法安装，造成钢筋挤占保护层位置，发生露筋的现象。对施工难度较大的工程，要及时寻求设计单位的技术支持，做好变更设计，不让钢筋挤占保护层位置，提高工程施工质量。
(2)做好施工前技术交底
某种程度上，钢筋混凝土保护层的厚度对所处的工程环境具有较强的敏感性，也就是不同的工程环境需要的钢筋混凝土保护层厚度会不同。但在实际工作中，这些严格的技术参数往往都被忽略，施工人员或是缺乏相应的技术能力，或是仅凭经验操作，完全不按照设计图纸所设计的标准来执行，从而导致保护层厚度偏差。这些现象的出现都要求我们要加强施工人员的技术和责任心培训，以杜绝人为因素造成的损失。
(3)控制钢筋、模板加工及安装精度
钢筋的生产需在专门的生产车间按照严格的标准执行，特别是是弯曲钢筋的生产程序更加复杂，首先要生产样板，样板尺寸和形状必须经过反复的修正，然后再按照样板进行正式生产，只有这样才能保证设计的性能不会因成产而削弱。模板的制作要求规范进行，首先必须要做到尺寸准确，其次还要保证设计性能的实现。模板的安装要细致谨慎，做到小心轻放，避免损坏或造成垫块的移位。
(4)垫块的安装要作为一个重要环节控制
混泥土钢筋保护层厚度控制要严格执行垫块的制作和选择，实际施工中，会根据工程建设要求制作不同规格的“梅花形”垫块，以创新的“点接触”替代传统的“面接触”。垫块的加工也要精细，尽量采用高强度砂浆或高强度塑料制作成型，以有效控制垫块的几何尺寸和自身强度。垫块的安装首先要根据施工部位合理地选择垫块的尺寸，严禁垫块的错用、混用、省用，避免因垫块使用不当或数量不足导致钢筋下沉或垫块被压碎、变形的情况发生。
(5)浇筑过程中注意成品保护
在混泥土钢筋保护层施工过程中，在保护层尚未形成足够的抗力时，严禁人员在钢筋上随意行走，堆放设备机具，造成支撑马镫和垫块被压扁或踩倒以及混凝土内钢筋弯曲变型或位移。要指派专人指挥监督，重视浇筑过程中成品的保护。
结束语
“千里之堤，溃于蚁穴”，钢筋保护层厚度的问题看起来很小，但如果不重视它，对结构物产生的危害足以致命。因此，我们在施工中应该把保护层当成一个施工薄弱部位高度重视，从施工到验收全过程进行严格控制，避免因为保护层厚度不合格而影响到整个结构工程的承载能力，确保构件的安全正常使用。
参考文献：
[1] GB 50204—2002,混凝土结构工程施工质量验收规范(2011版)[S].
[2] 程文瀼,颜德姮,王铁成.混凝土结构设计原理[M].北京:中国建筑工业出版社(4版),2005.
[3] 冯乃谦,邢锋.混凝土与混凝土结构的耐久性[M].北京:机械工业出版社(1版),2009.
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