【摘要】鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護層厚度，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性有非常大的影響。由于對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護層厚度的控制問題認識不清，在施工過程中就導(dǎo)致了鋼筋保護層厚度的控制不嚴，本文分析了鋼筋銹蝕的原因及施工中的控制問題，以及常見的施工缺陷分析，認為在當(dāng)前的民用建筑工程建設(shè)中，忽視保護層的不良現(xiàn)象比較普遍，必須切實加強施工過程中的質(zhì)量管理，以便確保工程質(zhì)量和工程的正常使用。加強施工的組織工作，科學(xué)合理地安排工序；加強施工人員的培訓(xùn)工作，提高隊伍素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】混凝土保護層；鋼筋；銹蝕；控制

0 引言

現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)今我國乃至全世界應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)。而鋼筋保護層厚度是否滿足GB 50010—2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要求，將直接影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命及其耐久性。

我國現(xiàn)有建筑物的老化情況非常嚴重。根據(jù)國家建設(shè)部科技發(fā)展公司混凝土結(jié)構(gòu)耐久性綜合調(diào)查組對北京、杭州等城市一些建筑物的調(diào)查結(jié)果表明，現(xiàn)有大多建筑物不能滿足安全、經(jīng)濟使用50年的要求，保護層不足導(dǎo)致鋼筋銹蝕，是引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效的最主要因素。

1 保護層的作用

1.1 鋼筋銹蝕機理及其損害作用

1.1.1 鋼筋銹蝕的損害作用

鋼筋銹蝕產(chǎn)生的鐵銹是一種疏松、易剝落的沉積物，其隔在鋼筋與混凝土中間，而使鋼筋和混凝土的粘結(jié)力喪失殆盡，降低結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。

鐵銹的體積要比鋼筋增長24倍，其體積膨脹作用可導(dǎo)致保護層開裂、剝落，造成鋼筋外露。另一方面，鐵銹具有很強的吸濕性，一旦受潮，干燥過程非常緩慢。因此暴露在外的鋼筋會加速銹蝕，特別是環(huán)境比較惡劣時，銹蝕速度更快。

鋼筋銹蝕后。截面積減少，其抵抗外部作用的能力也隨之減小。據(jù)研究，當(dāng)沿鋼筋長度上產(chǎn)生均勻銹蝕時，其極限抗拉力的下降率與其截面面積損失率基本上成正比關(guān)系，極限延伸率則隨截面面積損失率的增加而減小。實際過程中很少發(fā)生沿鋼筋長度的均勻銹蝕現(xiàn)象。其極限抗拉力和極限延伸率決定于銹蝕最嚴重部位的截面面積損失率。

因此，鋼筋銹蝕降低了混凝土的承載能力，從而降低結(jié)構(gòu)的安全度，也就有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)事故的發(fā)生。

1.1.2 鋼筋銹蝕機理

鋼筋銹蝕過程是一種原電池化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)的發(fā)生必須同時滿足三個條件：

① 鋼筋表面存在電位差，電位不同的區(qū)段即構(gòu)成原電池的陽極一陰極；

② 陽極區(qū)段的鋼筋表面處于活化狀態(tài)，能發(fā)生鐵原子失去電子的亞離子化反應(yīng)；

③ 存在水分和溶解氧，在陰極發(fā)生捕獲電子的陰離子化反應(yīng)。

由于鋼筋中碳及其它合金元素的偏析、混凝土的堿度差異、氯離子濃度差異、局部氧氣劇增形成的氧氣濃度差異，以及加工引起的鋼材內(nèi)部應(yīng)力，都會導(dǎo)致鋼筋各部位之間的電位高低不同，也就是說，上述條件總是存在和被滿足的。

2 混凝土中鋼筋銹蝕的原因分析

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的保護層是為了滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性要求和對受力鋼筋有效錨固的要求。鋼筋在常溫下會銹蝕，特別是在潮濕的環(huán)境下更易銹蝕。鋼筋在混凝土中，對鋼筋能起到保護作用，使其不發(fā)生銹蝕，從而保證混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性。如果鋼筋的保護層厚度小，即鋼筋靠近構(gòu)件受拉區(qū)的邊緣近，這樣容易造成受力鋼筋的露筋，在鋼筋受力時表面的混凝土容易剝落，使鋼筋外的混凝土對鋼筋失去保護功能，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，斷面減小.強度降低，鋼筋與混凝土之間失去黏結(jié)力，導(dǎo)致構(gòu)件整體性受到破壞，進而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)體系的破壞。研究表明，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護層的厚度越大，對鋼筋的保護作用就越好。這是因為隨著時間的推移，混凝土?xí)蓟?，碳化后的混凝土對鋼筋的保護作用會降低，混凝土的碳化程度是隨深度而減小的?；炷恋谋砻嬖谑褂眠^程中。會產(chǎn)生微裂縫，微裂縫會將鋼筋暴露出來，從而降低了混凝土對鋼筋的保護作用，因此保護層厚度大能對鋼筋起到更好的保護作用。保護層對受力鋼筋的有效錨固起著重要作用，鋼筋混凝土能夠有效的工作，是由于鋼筋與混凝土之間相互存在著良好的黏結(jié)力，這個黏結(jié)力的產(chǎn)生依賴于混凝土對鋼筋的有效錨固作用，錨固作用的產(chǎn)生則依賴于 昆凝土對鋼筋的握裹作用。一個明顯的例子是如果鋼筋一半露在混凝土面一半在混凝土中，它的握裹效果肯定不如全部埋在混凝土中的鋼筋?；炷翆︿摻畹奈展饔茫挥性阡摻盥袢牖炷烈欢ㄉ疃葧r，才能得到良好效果。基于以上原因，可以得出保護層并非越小越好。確定鋼筋保護層的厚度要綜合考慮各種因素。現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定柱的鋼筋保護層厚度一般為30mm，梁的鋼筋保護層厚度一般為25mm，板的鋼筋保護層厚度一般為15mm。這個厚度是充分地考慮了對結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性要求和對受力鋼筋的有效錨固要求以及其他因素而提出來的。

3 施工時如何控制保護層的厚度

如何有效地控制混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋保護層厚度呢？應(yīng)重點抓好以下兩點：一是施工單位的技術(shù)管理人員，要對鋼筋保護層的控制問題引起高度的重視。在對施工工人進行技術(shù)交底時，要詳細、準確、清楚地就如何控制鋼筋保護層提出明確的要求，使所有的現(xiàn)場施工人員，都增強控制鋼筋保護層的意識；二是要采取必要的技術(shù)措施，對下部鋼筋要使用厚度適宜的墊塊，對構(gòu)件上部的負筋要采用牢固可靠的鋼筋馬凳。在施工中對施工過程的控制也非常重要，首先要根據(jù)施工圖紙明確鋼筋保護層的厚度，據(jù)此確定墊塊的厚度或鋼筋馬凳的高度，再根據(jù)實際情況確定墊塊或馬凳的具體數(shù)量，墊塊或馬凳數(shù)量要保證鋼筋在澆筑過程中不發(fā)生位移。施工過程中要做到規(guī)范操作，嚴禁施工人員隨意在鋼筋上走動；用手推車澆注混凝土樓板時，要在鋼筋網(wǎng)片上方架設(shè)臨時運輸通道，嚴禁碰到鋼筋網(wǎng)片。同時，在施工過程中應(yīng)派專人對墊塊或馬凳的固定情況始終進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

做好混凝土保護層應(yīng)從建筑工程設(shè)計開始，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)與設(shè)備設(shè)計配合，當(dāng)采用地暖時混凝土板厚不宜小于100 ㎜。當(dāng)埋設(shè)線管較密或線管有交叉時，板厚不宜小于120 ㎜。板面受力鋼筋直徑不宜過小，板配筋除滿足承載力要求外，還應(yīng)考慮混凝土收縮、溫度應(yīng)力、板厚和板筋保護層施工時的誤差等不利因素的綜合影響。

施工時板模支撐要牢固，防止變形，拼裝要嚴密，定位放線要準確。鋼筋節(jié)點處綁扎要牢固，防止松扣，嚴禁出現(xiàn)綁絲脫落。

澆筑混凝土前應(yīng)對鋼筋做全面檢查，準確無誤后方可澆筑混凝土。模板和支架的拆除時間應(yīng)符合混凝土凝固要求，確保混凝土達到強度要求，避免構(gòu)件表面出現(xiàn)裂縫，使保護層遭到破壞。

施工時保護層墊塊不能用碎石來代替，墊塊應(yīng)按規(guī)范要求采用強度等級不小于M15的砂漿預(yù)制，墊塊面積不小于40 ㎜×40 mm。墊塊的厚度、設(shè)置位置及數(shù)量應(yīng)符合規(guī)范要求。梁柱墊塊應(yīng)墊于箍筋處，厚度為縱筋保護層厚度減去箍筋直徑，板中墊塊厚度同保護層，當(dāng)板中受力筋直徑較小時，墊塊的間距宜密些，以減小鋼筋的下垂撓度。

4 結(jié)語

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護層的厚度問題看起來似乎是微不足道的事情，其實它對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與承載能力起著重要的作用。施工人員要充分認識到保護層的重要性，施工時對各項工序要嚴格要求，按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行，混凝土保護層的質(zhì)量越來越好，混凝土構(gòu)件的使用壽命也將越來越長，達到建筑物預(yù)期的使用年限。

參考文獻：

[1]GB 50010—2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB 50204—92，混凝土結(jié)構(gòu)施工驗收規(guī)范[S].