摘 要：鋼筋混凝土施工往往受到很多現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，其保護(hù)層厚度也對(duì)構(gòu)件的耐久性能和承載能力有著直接的聯(lián)系。因此，了解鋼筋混凝土構(gòu)件的工作原理、保護(hù)層對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)承載力和耐久性能的影響十分必要，而本文主要就鋼筋混凝土保護(hù)層在施工中的控制策略展開討論。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土保護(hù)層；結(jié)構(gòu)承載力；施工質(zhì)量；控制策略

鋼筋混凝土構(gòu)件的保護(hù)層被碳化造成鋼筋銹蝕的重要原因。一般來講，保護(hù)層炭化的時(shí)間要與厚度成正比關(guān)系。從這一方面來看，合理確定鋼筋混凝土構(gòu)件的保護(hù)層厚度可以保證構(gòu)件的使用壽命。但是在試驗(yàn)分析過程中我們也逐漸發(fā)現(xiàn)，過厚的保護(hù)層往往也會(huì)適得其反，一定程度上還會(huì)降低鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的開裂彎矩，如當(dāng)試驗(yàn)加載至破壞荷載的15%～20%的時(shí)候，其結(jié)構(gòu)構(gòu)件就已經(jīng)開始發(fā)生裂縫。另外，過厚的保護(hù)層也為表面溫度收縮裂縫形成了更好的條件，當(dāng)構(gòu)件受到外部荷載的作用時(shí)，容易發(fā)生混凝土破碎，從而結(jié)構(gòu)的耐久性大打折損。因此，在施工當(dāng)中，我們就需要格外注意到應(yīng)采取相應(yīng)有效的施工控制策略來應(yīng)對(duì)鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度確定問題。

一、鋼筋混凝土構(gòu)件的保護(hù)層厚度確定

1.1 鋼筋混凝土構(gòu)件的工作原理

鋼筋混凝土構(gòu)件由鋼筋和混凝土兩種材料構(gòu)成。就原材料自身的力學(xué)性能來講，鋼筋部分具有較強(qiáng)的抗拉與抗壓強(qiáng)度，而混凝土部分則僅有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，抗拉的能力幾乎可以被忽略不計(jì)。但是，兩部分幾乎具有較為接近的彈性模量，鋼筋與混凝土之間的化學(xué)膠結(jié)作用、摩擦作用和機(jī)械咬合作用即可以實(shí)現(xiàn)完美的結(jié)合，最大可能地發(fā)揮出兩部分原材料的力學(xué)性能，大大提升了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)承載能力且又可以相互協(xié)調(diào)工作。實(shí)際上，在關(guān)于鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算當(dāng)中，因?yàn)榛炷敛糠值目估瓘?qiáng)度太小，為了運(yùn)算簡(jiǎn)單，通常僅考慮其抗壓的性能，這樣一來結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用中的受拉應(yīng)力則全部由鋼筋部分承受。另外，為了避免鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋部分免于直接受到外部作用力和有害介質(zhì)的侵害，諸如梁板柱等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件都需要具有足夠的保護(hù)層厚度。

1.2 保護(hù)層對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)承載力的影響

鋼筋混凝土構(gòu)件的截面承載力在設(shè)計(jì)當(dāng)中由受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算公式（M≤Mu=α1*fcbh02*αs）可以看出，彎矩M與截面的有效高度h02成正比關(guān)系，即h02越大，其受拉鋼筋的合力作用點(diǎn)離混凝土的受壓區(qū)邊緣越遠(yuǎn)，該構(gòu)件單位面積的鋼筋所能承受的外部彎矩也就越大，這樣的受力鋼筋所能發(fā)揮的力學(xué)效能也就越好。

保護(hù)層厚度確定過大，鋼筋混凝土構(gòu)件的截面有效高度（H0）就會(huì)降低，這樣一來削弱了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，尤其是對(duì)那些截面有效高度相對(duì)較小的鋼筋混凝土構(gòu)件，此類情況表現(xiàn)的更為突出，結(jié)構(gòu)安全性無法得到保障。而保護(hù)層厚度確定過小，則又會(huì)產(chǎn)生如鋼筋外表面包裹混凝土由于粘結(jié)滑移現(xiàn)象引起的裂縫損害，進(jìn)而導(dǎo)致保護(hù)層混凝土的劈裂破壞，外部環(huán)境中的氯離子及其他有害介質(zhì)會(huì)沿著裂縫進(jìn)入到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)部，引發(fā)更為嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕和應(yīng)力腐蝕問題，最終導(dǎo)致整個(gè)鋼筋混凝土構(gòu)件的性能破壞。

1.3 保護(hù)層對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響

鋼筋混凝土構(gòu)件的保護(hù)層主要作用體現(xiàn)于兩點(diǎn)，即物理防護(hù)和化學(xué)防護(hù)。物理防護(hù)是混凝土將鋼筋緊緊包裹，從而將鋼筋與外部環(huán)境中有害物質(zhì)隔開，免于受到直接蝕害，化學(xué)防護(hù)則是由于混凝土的水化反應(yīng)會(huì)析出Ca（OH） 2，初始的堿度比較高（pH>12），鋼筋的表面就會(huì)形成一種致密的鈍化膜，從而避免鋼筋受到銹蝕侵害。因此，我們可以知道在影響鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層作用機(jī)理的因素當(dāng)中原材料性能、保護(hù)層厚度應(yīng)首當(dāng)其沖。那么，良好的施工控制策略則應(yīng)該是基于抑制鋼筋混凝土構(gòu)件鋼筋腐蝕和提高耐久性能而提出的有效手段。

二、鋼筋混凝土保護(hù)層問題成因及施工控制策略

影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件保護(hù)層厚度確定的因素主要包括環(huán)境類別、構(gòu)件類型、混凝土的強(qiáng)度以及鋼筋直徑等等。梁、柱和墻構(gòu)件由保護(hù)層厚度不當(dāng)所引起的施工問題一般集中于漏筋或截面有效高度不足等方面。漏筋是因?yàn)楫?dāng)墊塊太小或漏放時(shí)，保護(hù)層太小或振搗棒撞擊鋼筋或踩踏鋼筋，使鋼筋移位外露，這會(huì)導(dǎo)使鋼筋銹蝕，構(gòu)件承載力和耐久性均會(huì)降低。保護(hù)層厚度過大時(shí)，梁的有效高度h0降低，截面承載力會(huì)降低，柱、墻的構(gòu)件核心面積減小，也會(huì)降低構(gòu)件的受壓承載力，而且過厚的保護(hù)層容易在構(gòu)件表面出現(xiàn)較大的收縮及溫度裂縫，在受外力碰撞后容易破碎缺損，對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性也有不利影響。板構(gòu)件中的鋼筋起著抵抗外荷載所產(chǎn)生的彎矩和防止混凝土收縮和溫差裂縫發(fā)生的雙重作用，而這一雙重作用均需鋼筋處在上下合理的保護(hù)層前提下才能確保有效。但是，樓面上層鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層很難控制，常見問題就是上部負(fù)彎矩鋼筋因踩踏而下沉，造成有效高度（h0） 不足，從而降低抗彎承載力及裂縫控制性能及剛度。

2.1施工問題成因

（1）許多施工人員對(duì)混凝土構(gòu)件保護(hù)層的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，對(duì)于梁構(gòu)件的肢高通常是以梁高減去兩個(gè)設(shè)計(jì)或施工規(guī)范規(guī)定的保護(hù)層的厚度來考慮，或在施工中為避免漏筋往往可以加厚混凝土保護(hù)層，而箍筋的內(nèi)徑尺寸則偏小也會(huì)間接增大保護(hù)層厚度，進(jìn)而導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)件有效高度的降低；

（2）鋼筋綁扎常將板構(gòu)件、次梁、主梁以及框架梁等構(gòu)件的負(fù)筋層層往上疊，使得保護(hù)層的最小厚度無法保證；

（3）施工現(xiàn)場(chǎng)常?？梢砸姷揭詨|塊形式進(jìn)行輔助施工，此種隨意的行為極不規(guī)范，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的規(guī)格與強(qiáng)度根本無法得到保障。

2.2施工控制措施

（1）梁、板構(gòu)件。

梁構(gòu)件保護(hù)層厚度的控制比較容易，常采用水泥砂漿墊塊或塑料卡等材料。墊塊應(yīng)均勻分布并固定位置，避免漏放和錯(cuò)放。而板構(gòu)件底部鋼筋相對(duì)也較為簡(jiǎn)單，其墊塊通常布置呈梅花形狀，每個(gè)墊塊的間距保持不大于1m。板構(gòu)件的面層鋼筋布置一直是施工中的一大難題。由于在施工當(dāng)中，各個(gè)工種同步交叉作業(yè)，人員的行走十分頻繁，鋼筋容易受到踩踏變形，或上層鋼筋網(wǎng)馬凳的設(shè)置間距過大甚至不設(shè)都是板構(gòu)件面層保護(hù)層施工的難點(diǎn)問題。這方面問題得以控制應(yīng)該合理安排好各個(gè)工種相互交叉作業(yè)的時(shí)間，并在板底鋼筋綁扎完畢后，線管預(yù)埋、模板封鑲和收頭工序應(yīng)及時(shí)進(jìn)行穿插作業(yè)。同時(shí)，嚴(yán)格控制墊塊的厚度，并確保厚度均勻一致。筆者建議，在今后施工中，可以大力推廣與使用塑料墊塊和塑料卡子，可以更為標(biāo)準(zhǔn)有效地來保證鋼筋混凝土構(gòu)件的保護(hù)層厚度以及鋼筋位置的穩(wěn)定。

（2）墻、柱構(gòu)件。

墻、柱構(gòu)件的混凝土保護(hù)層一般也比較簡(jiǎn)單。墻構(gòu)件的內(nèi)、外模板之間需采用螺栓加以緊固，并加設(shè)外模的支撐結(jié)構(gòu)。柱構(gòu)件的模板則要嚴(yán)格保證位置和垂直度符合規(guī)范的要求，且保證支撐系統(tǒng)的穩(wěn)固性。墻、柱構(gòu)件的水平鋼筋、箍筋以及拉鉤加工的尺寸要準(zhǔn)確且綁扎牢靠。同樣，也可以采用如采用塑料墊塊或卡撐式定位件等新產(chǎn)品進(jìn)行控制。

三、結(jié)束語

鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層的厚度問題不容小視，保護(hù)層厚度不當(dāng)會(huì)引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性能和承載能力方面的問題，更有甚者直接導(dǎo)致構(gòu)件失去效能。因此，在對(duì)鋼筋混凝土保護(hù)層進(jìn)行施工時(shí)，良好的控制策略是必要的，而且還應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段重視這一問題，從而萬無一失保證工程的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱江；混凝土保護(hù)層厚度與強(qiáng)度關(guān)系的研究[J]；廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)；2003，（01）.

[2] 宋曉冰，劉西拉；結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的混凝土保護(hù)層厚度[J]；工業(yè)建筑；2001，（10）.

[3] 羅向榮；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)[M]；北京：高等教育出版社；2003.

[4] 《GB 50010-2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[M]；北京：中國建筑工業(yè)出版社；2002.