1、1钢筋保护层在施工中的应用及控制解析摘要：文章中钢筋保护层厚度对钢筋混凝土结构的承载能力和耐久性有非常大的影响进行了阐述，并分析了钢筋保护层在施工中的应用及施工中的主要控制措施。 关键词：钢筋保护层，施工，厚度，应用，控制 中图分类号：TU391 文献标识码： A 随着建筑行业的不断发展，工程施工技术不断进步，现代建筑已离不开钢筋混凝土构件，钢筋混凝土构件，不仅要满足强度、刚度、抗裂性要求，而且要满足构造方面的要求，钢筋的混凝土保护层就是一个很重要的方面。然而在施工过程中，有时往往忽视保护层的作用，以至影响结构的承载力甚至危及建筑物寿命。因此，正确认识钢筋保护层的作用，在施工过程中按有关规定执
2、行，这对确保结构安全，提高工程质量有着很重要的意义。 1、钢筋保护层的作用 1.1 受力钢筋粘结锚固 在现代建筑中，几乎离不开钢筋混凝土，混凝土结构中钢筋能够承载受力，是由于钢筋与混凝土之间的粘结锚固作用。钢筋与混凝土之间的握裹力主要由钢筋表面与水泥胶体的胶结力、混凝土收缩在钢筋表面2产生的摩擦力、混凝土与钢筋表面凹凸不平接触产生咬合力三部分组成。粘结锚固作用很大程度上取决于握裹混凝土的厚薄，即保护层厚度。试验研究表明，在一般条件下，受力钢筋(尤其是变形钢筋)的粘结锚固强度与保护层厚度存在着线性关系。设计规范中钢筋的粘结锚固长度则是在一定的保护层厚度条件下由可靠度计算确定的。因此，满足一定厚度
3、的保护层是钢筋正常受力的基础。 1.2 保护钢筋免遭锈蚀和高温 在建筑施工过程中，由于混凝土结构耐久性好，所以一般采用钢筋混凝土结构。混凝土结构的耐久性是由于混凝土的碱性环境使包裹在其中的钢筋表面形成钝化膜而不易锈蚀。但是碳化和脱钝会影响这种耐久性而使钢筋遭受锈蚀。碳化的时间与保护层厚度有关，因此一定的保护层厚度是保证结构耐久性所必需的条件。当温度在一定幅度内变化时，钢筋与混凝土热膨胀系数基本相同，当温度急剧升高，二者的热膨胀系数相差就越来越大，钢筋本身的强度也急剧下降，当温度达到 400时，钢筋混凝土承载能力严重下降。而混凝土能在一定时间内承受 500以上的高温的作用而不破坏，因此，混凝土保
4、护层有着一定的隔热保护作用，厚度越大，这种保护作用就越大。因此从耐久性和可持续发展的观点，我国混凝土结构保护层的厚度应适当增加。 1.3 对确定截面有效高度的影响 现代建筑当中，钢筋混凝土保护层的厚度是不是越大越好呢？从粘结锚固和耐久性角度而言，钢筋在混凝土中的保护层厚度应该越大越好；然而从受力的角度而言，则正好相反。保护层厚度越大，构件截面有效3高度越小，结构构件的抗力将受到削弱。因此，确定混凝土保护层厚度应综合考虑锚固、耐久性及有效高度三个因素。在能保证锚固和耐久性的条件下可尽量取较小的保护层厚度。而规范给出的保护层最小厚度正是保护层厚度的最低限度取值。 2、现有规范中保护层最小厚度的规定
5、 2.1 保护层最小厚度的基本值 新规范规定:纵向受力钢筋的保护层厚度应不小于受力钢筋的公称直径(d)且不小于规范中所规定的数值(具体可参见混凝土结构设计规范 GB50010-2010)。 2.2 现有规范与原规范的比较 （1）考虑环境类别的影响:除原规范的室内正常环境(一类)和室内潮湿环境、露天环境及无侵蚀性水或土壤环境(二类)外，新规范增加了环境类别为二 b 类(严寒和寒冷地区的露天环境及无侵蚀性水或土壤直接接触的环境)和三类(使用除冰盐环境，严寒及寒冷地区冬季水位变动环境、滨海室外环境)环境中钢筋保护层厚度的规定。 （2）考虑混凝土强度的影响:混凝土质量对耐久性有很大的影响，因而也是确定
6、保护层厚度的重要因素。新的规范按混凝土强度作了适度调整:C20 及其以下为低强混凝土，按耐久性要求只规定了环境类别为一级的数值；C50 及其以上为高强混凝土，保护层厚度可适当减少；介于两者之间的为一般混凝土。 （3）考虑构件类型的影响:原规范按板类构件(板、墙、壳)及杆类构件(梁、柱)分两类作出规定。新规范则分为三类，对梁、柱的保护层4厚度分别作出规定。这种划分不仅考虑了混凝土碳化和有害介质侵蚀的特点，也考虑了构件在承载受力中的作用和对结构安全性的影响。 3、钢筋保护层厚度在工程中的控制 我们知道，由于钢筋和混凝土之间存在足够的粘结力，使二者能够共同工作，在结构计算时，钢筋混凝土构件是作为一个
7、整体来承受外力的；又由于混凝土的抗拉强度很低，为简化计算，一般混凝土只考虑承受压应力，而拉应力则全部由钢筋来承担。对于受力构件截面设计来讲，受拉的钢筋离受压区越远，其单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也越大，这样钢筋发挥的效率也就越高。所以一般来讲，无论是梁还是板，受拉钢筋总是应尽量靠近受拉钢筋一侧混凝土构件的边缘。但是受拉钢筋并不是越靠边越好，这是因为钢筋的主要成分铁在常温下就很容易氧化，在高温或潮湿环境中氧化更会加剧。钢筋被包裹在混凝土构件中形成钝化保护膜，不与外界接触相对比较安全，但如果钢筋保护层厚度过小，也就是筋过度靠近受拉区一侧，一方面容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落，另一方
8、面随着时间的推移，表面的混凝土将逐渐碳化，使钢筋外混凝土就失去了保护作用，从而导致钢筋锈蚀，断面减小，强度降低，钢筋与混凝土之间失去了粘结力，构件整体性受到破坏，严重时还会导致整个结构体系的破坏。通常除基础外梁的保护层厚度一般为 25 mm。 在实际的工程施工中，钢筋保护层厚度必须按照规范要求施工。钢筋保护层应该从两方面着手，一是抓施工前的技术交底；二是抓施工过程中要素控制。在施工前，应针对不同的工程部位，根据设计图及施工5验收规范，确定正确的钢筋保护层。保护层的厚度不是千篇一律，一般来说现浇楼板的保护层厚度 15mm，而基础的保护层厚度通常为 50mm，有的甚至达 100mm。因此，在对施工
9、操作者的技术交底中必须明确此厚度，否则很容易造成返工。在施工过程中，重点要做到规范操作，特别是在混凝土现浇板浇捣过程中，尤其需要重视。往往是钢筋绑扎时位置很正确，但浇捣混凝土后，立即对混凝土表面施加压力，由此造成的结果是混凝土上层钢筋弯曲变形，保护层的厚度也难以得到保证。对上层钢筋应作有效的固定；浇捣中还应经常检查，发现问题及时解决。此外，保护层厚度的控制，一般采用水泥砂浆或混凝土制作垫块 ( 其强度与构件相同 )。对于梁板构件，垫块位置应均匀分布，能可靠地垫起主钢筋。梁中两排钢筋之间，可垫以短钢筋，保持其设计距离。制作墙和柱子的垫块应串上铁丝，便于将垫块绑扎在墙柱主筋上。双向配筋的双层钢筋网，墙内双排钢筋之间及主筋上面的雨蓬和挑檐等，则安设钢筋弯成的“双角支架”或混凝土垫块，保持钢筋位置正确。 结语 随着建筑行业的发展和工程施工技术的提高，建筑物的安全越来越受到人们的重视，钢筋保护层厚度问题不容忽视，一旦发生危险，造成的危害是极大的。我们要在正确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厚度对工程结构的重要性。只有防微杜渐，才能使我们的施工技术更上一个档次。 参考文献 1混凝土结构构造手册(第三版)M.中国有色工程设计研究总院. 62 江见鲸主编.混凝土结构工程学M.北京:中国建筑工业出版社,1998.
