【浅谈钢筋混凝土保护层的常见问题及控制措施】钢筋混凝土保护层厚度

时间：2019-05-01 03:24:40　来源：雅意学习网本文已影响人

　　【摘要】本文通过钢筋混凝土施工中钢筋与混凝土共同作用受力原理的分析，提出了多项控制混凝土中钢筋保护层的技术措施，为确保钢筋混凝土工程结构的可靠性、安全性作出了有益的探索。
　　【关键词】钢筋混凝土；施工；保护层控制
　　1、前言
　　现行《铁路桥涵施工规范》（TB10203- 2002）、《铁路混凝土与砌体工程、施工规范》（TB10210-2001）及验收规范《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-2002（2011版）中对涉及混凝土结构安全的重要部位应必须进行结构实体检验并且就钢筋保护层厚度也作了非常明确的要求，而且规范中对梁类、板内构件上部纵向受力钢筋保护层厚度的合格点率应达到 90％及以上，且不超过 1.5 倍的尺寸偏差，又做了重点强调。这些都说明了钢筋保护层控制的重要性。钢筋保护层究竟有那些作用呢? 保护层要多大才合适?怎样才能发挥出钢筋固有的力学特性?在混凝土中的保护层该如何控制钢筋呢?本人从钢筋与混凝土共同作用的受力原理，就历年的桥梁大修施工实践谈谈一些肤浅看法。
　　2、钢筋混凝土的工作原理
　　混凝土是一种抗压强度高而抗拉强度极低的材料，受拉时容易开裂，而钢筋则是抗拉性能良好的材料。以简支梁为例，简支梁受荷载后，上面产生压应力，下面产生拉应力。若在梁中混凝土受拉的区域内配置钢筋承受拉力，可以充分利用混凝土的抗压强度。由于拉力由钢筋承受，故钢筋的位置是否正确与数量是否够是关键性问题。钢筋和混凝土是两种力学性能差异很大的材料，要他们能联系起来并能共同工作，必须有一定的条件。这个必要的条件就是钢筋与混凝土之间有相当强大的粘结力。如果粘结力遭到破坏，钢筋和混凝土就不能继续共同工作了。混凝土浇筑后，随着它的凝结，体积略有收缩，所以只要在浇筑时充分捣实，混凝土就能把钢筋紧紧地握裹住而使接触面上存在粘结力。同时，在一般温度范围内，钢筋和混凝土的线膨胀系数大致相同。钢的线膨胀系数为 1.2 ×10-5，混凝土的线膨胀系数为 1.0×10-5～1.4×10-5。因此，当温度变化时，钢筋与混凝土将大致同样伸缩，在钢筋混凝土构件中两者不会因接触面上粘结力的破坏而引起相对滑动。这样既发挥了各自的受力性能，又能很好地协调工作，共同承担结构构件所承受的外部荷载。
　　3、钢筋与混凝土性能分析
　　3.1 钢筋混凝土构件中的钢筋和混凝土作为一个不可分割的整体共同承受着外力作用。同时，因为混凝土的抗拉强度很低，所以只考虑混凝土所承受的受压应力，而钢筋要承担全部的拉应力。对于受拉钢筋的轴向截面设计来说是远离压缩区，其单位面积钢筋可以承受更大的外部弯矩，所以，加强发挥较高的效率。在一般情况下，无论是梁或板，受拉钢筋总是尽可能接近混凝土结构的张力侧的边缘。如简支梁筋应设在张力区的组成部分低的部分。错位或加固层过大，轻则降低了梁的承载能力，重则就是重大事故。
　　3.2受拉钢筋靠边更好的吗？答案是否定的。因为铁是钢筋的主要成分，铁很容易被氧化在室温下，在炎热或潮湿的环境下就更不用说了。包裹钢筋混凝土结构的形成钝化膜，无锈蚀，粘结强度可以是长期的，钢筋混凝土结构具有良好的耐拉。但如果钢筋过分靠近受拉区一侧，钢筋保护层厚度过小，或者混凝土保护层不够密实，一方面，容易造成表面露筋或分量力钢筋混凝土剥落另一方面随着时间的推移，钢筋将生锈变成氧化铁，这种变化伴随着相当大的体积膨胀，从而将混凝土保护层胀裂引起钢筋锈蚀，导致钢筋受力断面减小，强度降低，钢筋与混凝土之间失去粘结力，构件整体性受到破坏，致使钢筋混凝土结构的承载能力和耐久性大大降低，严重时还会导致整个结构体系破坏。
　　4、钢筋保护层控制分析
　　4.1 在工程实际中，钢筋保护层的垫块种类可谓是五花八门。常用的有砂浆垫块、小石子混凝土垫块、钢筋头、塑料垫块等等。根据多年来的施工总结发现，使用砂浆垫块、小石子混凝土垫块、钢筋头垫块的混凝土结构物，拆模后经常会发现垫块色泽不一甚至周围有空洞。分析其原因是这三种垫块的本身质量不高，强度低于混凝土强度，砂浆垫块和小石子混凝土垫块制作尺寸有时偏大（长度，宽度有时大于5厘米）且水土流失，浇注的混凝土砌块，自己在混凝土中吸收水分，以至于周围的混凝土的外观颜色显著不同，从桥下或梁板侧面看垫块的痕迹明显。有些用钢筋头做垫块的工地，钢筋头垫块拆模后遇水锈蚀，形成红色的水线，也会影响混凝土的外观和质量。
　　4.2作者认为要搞好混凝土中钢筋保护层的控制，必须从以下几个方面入手：一是抓施工前的技术交底；二是抓过程中的要素控制。在施工前，要针对不同的工程部位，根据设计施工图纸、相关标准图集以及现行施工验收规范，确定好正确的保护层。保护层的厚度不是千篇一律的，不同的构件，不同的设计要求的厚度也不同。因此，在对操作者的技术交底中必须要明确此厚度，否则很容易造成返工。施工过程中，重点是要规范操作，首先钢筋加工尺寸必须准确，底板下铁、梁底面保护层可使用塑料、同标号混凝土垫块。墙体、柱、梁侧面钢筋保护层控制宜采用塑料垫块和“F”型支撑棍，首先，抓住施工前的技术交底，其次抓过程控制的两个元素。对于不同部位的设计和施工图纸，项目施工前，根据有关标准图集和施工检查，以确定正确的保护层的现有规则。保护层厚度不统一，不同成分，不同厚度，不同的设计要求。因此，在技术交底中，运营商必须明确这个厚度，否则很容易造成返工。施工过程中，重点做到规范运作，第一钢筋加工尺寸必须是准确的底地板下铁，梁底部的保护层，可以使用塑料，同标号混凝土垫块。墙、柱、梁侧面加固层的控制，应采用塑料垫块和“F”型支撑棒，梁柱结构放要在箍筋上，墙体结构则放在外侧的水平筋上。结构各部位钢筋保护使用垫块形式如 “图 1”所示：钢筋混凝土构造物的钢筋保护层的垫块的间隔距离、排列线型等也十分重要。尤其注意不要把垫块排列成一条直线，而要呈梅花型布设并且尽量少布设，可以起到支垫钢筋保护层不小于设计为规则。塑料"小板凳"式垫块为首选。浇筑混凝土之前，一定要把模板内面全面冲洗，尤其是混凝土构造物底板上的纸屑、尘土和草末等杂物。否则，会影响混凝土的外观质量。另外在混凝土现浇板浇捣过程中，特别需要重视。往往绑扎钢筋时位置很正确，但浇捣时情况就会变样，不是被人踩就是被工具压在上面，由此造成支撑钢筋的马墩被踩倒的结果，上层钢筋弯曲变形，保护层的厚度也得不到保证。因此在施工过程中，应该做到规范操作，铺好脚手板，操作人员严禁随意在钢筋上行走；上层钢筋要做有效的固定：浇捣中还必须派专人检查，及时解决发现的问题。
　　5、结束语
　　综上所述，钢筋混凝土结构保护层的主要作用：一是保证钢筋与混凝土的粘结力，二是保证混凝土结构的耐久性。由此可见，钢筋保护层厚度如果不重视它，所产生的危害也是不容忽视的。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对工程结构的重要性并进行有效的控制。只有防微杜渐，才能使我们的工程施工技术水平更上一个档次。

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