徐婷 鄭強 徐菁菁

摘 要：混凝土保護層對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的機械性能和耐久性至關(guān)重要。文章闡述了混凝土保護層的概念及其在工程施工中的重要意義，分析了混凝土保護層留設(shè)方法和厚度控制措施。最后，對混凝土保護層實體檢測的方法進行了說明。

關(guān)鍵詞：混凝土保護層；厚度；控制；檢測

引言

第二次世界大戰(zhàn)以來，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于工程實踐，推動了建筑業(yè)取得長足的發(fā)展。特別是在高層建筑和橋梁領(lǐng)域，鋼筋混凝土的應(yīng)用與推廣使得摩天大樓和大跨度橋梁真正由設(shè)想成為現(xiàn)實。鋼筋混凝土如此優(yōu)越的性能和它的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)?；炷帘Ｗo層對結(jié)構(gòu)的耐久性、承載能力及鋼筋的粘結(jié)錨固性能都有重大影響，其厚度直接決定著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量水平。鋼筋受力產(chǎn)生移位，致使內(nèi)力臂減小而導(dǎo)致構(gòu)件的承載能力大幅下降，往往會引發(fā)質(zhì)量事故，輕則板邊或板角開裂，重則構(gòu)件傾覆、折斷。因此，在工程施工過程中應(yīng)正確認(rèn)識鋼筋的混凝土保護層重要作用并準(zhǔn)確控制其厚度。

1 鋼筋混凝土構(gòu)件保護層的概念

所謂鋼筋混凝土保護層是指保護鋼筋避免鋼筋暴露于外的那部分混凝土層。英文叫做concrete cover 或concrete coat。其厚度定義為受力鋼筋的外邊緣到混凝土外邊緣的距離。保護層厚度與鋼筋混凝土構(gòu)件性能密切相關(guān)。保護層厚度越大，構(gòu)件截面有效高度越小，承受載荷能力降低；保護層厚度越小，鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度及構(gòu)件的耐久性越低。所以保護層厚度不能過大也不能過小。國家現(xiàn)行規(guī)范中對混凝土保護層有著明確的規(guī)定，并結(jié)合構(gòu)件耐久性、受力鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度兩方面要求確定保護層最小厚度。按照鋼筋粘結(jié)錨固性能的要求，合適的混凝土保護層厚度要能夠保證鋼筋與其周圍混凝土充分連成一體，使鋼筋強度滿足設(shè)計要求。所以規(guī)范規(guī)定受力鋼筋的保護層最小厚度不能小于受力鋼筋直徑，并根據(jù)構(gòu)件的種類、應(yīng)用環(huán)境有所調(diào)整。按照混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的要求，混凝土保護層的最小厚度應(yīng)能保護鋼筋50年內(nèi)不發(fā)生危及結(jié)構(gòu)安全的銹蝕。為保障構(gòu)件的受力性能和混凝土的表觀質(zhì)量，現(xiàn)場施工時要嚴(yán)格按照圖紙要求設(shè)置鋼筋混凝土保護層厚度，不能擅自增大或減小。許多施工人員對混凝土保護層厚度概念認(rèn)識不清，認(rèn)為是受力鋼筋中心至混凝土表面的距離，或者是鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離。另外，環(huán)境不同、構(gòu)件不同，混凝土保護層的厚度取值也不同。這些情況在實際施工中都要特別注意，以免造成混凝土保護層厚度設(shè)置不當(dāng)。

2 鋼筋混凝土構(gòu)件保護層的作用

厚度適宜的混凝土保護層應(yīng)能滿足鋼筋混凝土的耐久性、安全性、防火性要求，并能滿足鋼筋混凝土的粘結(jié)錨固性需要，使鋼筋滿足受力要求，發(fā)揮其設(shè)計強度，同時可以有效保護鋼筋不受銹蝕，防治構(gòu)件整體性遭到破壞。

鋼筋和混凝土具有相近的線膨脹系數(shù)，可以保證二者在溫度變化時共同工作，充分發(fā)揮各自力學(xué)性能，提高構(gòu)件的承載力。在混凝土中摻入改性聚合物降低輕骨料混凝土的水分含量，可以有效提高混凝土的凝聚力，改善混凝土的力學(xué)性能?；炷梁弯摻钪阅芄餐ぷ鳎且驗榛炷劣不髢烧咧g產(chǎn)生了足夠的粘結(jié)強度。要滿足粘結(jié)強度要求，混凝土保護層厚度必須達到一定標(biāo)準(zhǔn)?；炷脸蕢A性，其保護層對鋼筋的包裹，能夠有效防止鋼筋與空氣或酸性介質(zhì)接觸發(fā)生氧化銹蝕。表層混凝土經(jīng)過長時間后碳化，或者保護層過薄，鋼筋過分靠近構(gòu)件外表面，表面混凝土發(fā)生剝落，都會導(dǎo)致露筋現(xiàn)象的發(fā)生。暴露的鋼筋會因為失去保護而發(fā)生銹蝕。鋼筋與混凝土之間也會逐漸失去粘結(jié)力，從而影響構(gòu)件的耐久性。

3 鋼筋混凝土構(gòu)件保護層的控制

3.1 合理選擇混凝土的保護層厚度

混凝土的耐久性受外界環(huán)境影響巨大。干燥的環(huán)境不僅可以降低混凝土碳化速度，也大幅降低了鋼筋與腐蝕介質(zhì)間的氧化還原反應(yīng)速度，使得銹蝕現(xiàn)象很難發(fā)生。我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對于不同環(huán)境下、不同結(jié)構(gòu)類別的混凝土保護層厚度有不同的要求，對最小厚度值也做了明確規(guī)定。

3.2 采取技術(shù)措施確?；炷帘Ｗo層質(zhì)量

確保混凝土保護層厚度符合設(shè)計要求。針對不同構(gòu)件采取不同措施，切實保證保護層的厚度在規(guī)定范圍之內(nèi)。對于板類件可用砂漿墊塊和馬凳相結(jié)合的方法（參見圖1），禁止用墊石子、上提鋼筋骨架的方法控制保護層厚度。特別要高度重視懸挑類及其他有負筋的構(gòu)件的保護層控制，如雨篷、現(xiàn)澆板連系梁處、樓梯板等。要保證模板滿足剛度要求并放置穩(wěn)固，防治澆搗混凝土過程中由于振動引起模板變形，導(dǎo)致保護層厚薄不均。通過將塑料環(huán)卡固定在箍筋上保障梁的兩側(cè)及底部混凝土保護層厚度（參見圖2）。通過將塑料環(huán)卡卡固在豎向主筋上保障鋼筋混凝土柱的保護層厚度（參見圖3）。由于施工環(huán)境和施工工藝的不同，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁的保護層設(shè)置比較特殊，通常采用箍筋穿過圓形水泥試塊中心孔的方法實現(xiàn)（參見圖4）。

3.3 合理組織施工

建筑工程施工中，梁、柱和剪力墻的鋼筋保護層厚度控制難度相對較低，可以通過對鋼筋的加工尺寸、模板的制作安裝及保護層墊塊綁扎情況的約束來實現(xiàn)。鋼筋混凝土板板底混凝土保護層厚度也比較容易控制，按梅花形設(shè)置墊塊，墊塊間距不超過800毫米即可保證保護層厚度在要求范圍。目前建筑施工中難以控制的保護層厚度是板頂面筋的保護層厚度。由于施工人員經(jīng)常在板頂行走，交叉作業(yè)，鋼筋不可避免地被大量踩踏；且板頂面筋直徑相對較細，容易受力變形；再加上有時樓板面層鋼筋網(wǎng)的馬凳設(shè)置不合理，間距過大。在這些因素的共同影響下，頂板面筋發(fā)生變形的可能性大幅增加，從而對混凝土工程的結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生重大威脅。為妥善解決這個問題，工程管理者要精心組織施工，科學(xué)合理地安排好各工種交叉作業(yè)時間，盡可能減少板面鋼筋綁扎后作業(yè)人員的數(shù)量。

4 混凝土保護層厚度的檢測

局部破損檢測和非破損檢測是混凝土保護層厚度常用的兩種檢驗方法。不破壞混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)和使用性能，通過聲、光、熱、電、磁和射線等測定構(gòu)件物理參數(shù)的方法統(tǒng)稱為非破損檢測方法。該方法具有對構(gòu)件無破壞、操作簡便快捷、可連續(xù)檢測和重復(fù)測試等優(yōu)點。而局部破損檢測法是在構(gòu)件上鑿去檢測部位的保護層進行檢測的方法。優(yōu)點是測量準(zhǔn)確，缺點是對混凝土構(gòu)件有所損傷，且檢測后需對混凝土構(gòu)件進行修補，花費時間較長，操作復(fù)雜。在實際工作中，常用非破損法檢測，用局部破損法抽查復(fù)核。

5 結(jié)束語

鋼筋保護層對鋼筋混凝土構(gòu)件質(zhì)量至關(guān)重要。鋼筋保護層厚度超差直接威脅著鋼筋混凝土構(gòu)件力學(xué)性能和使用壽命。管理人員和施工人員給予足夠的重視，以審慎的態(tài)度，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進行施工，落實好工程中的每個環(huán)節(jié)，提高施工水平，推動施工質(zhì)量不斷升上新的高度。

參考文獻

[1]Wei Wang，Zhijian Shu，Qiang Zheng，et al. Predicting method for time-dependent concrete carbonation depth （ii）： improved empirical simulating formula. Electron. J. Geotech. Eng.，2013，18： 2309-2321.

[2]房敏成，陳 .對鋼筋的混凝土保護層的認(rèn)識及控制[J].江蘇建材，2009（2）：34-36.

[3]李興懷.談鋼筋混凝土保護層對工程質(zhì)量的影響[J].四川建材，2009，35（5）：41-42.

[4]周其春.淺析混凝土保護層厚度控制對策[J].施工技術(shù)，2007（6）：48-49.

[5]黃偉.鋼筋混凝土保護層厚度及其施工方法[J].南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009，14（6）：98-99.

[6]金恩平.混凝土保護層厚度的確定與施工質(zhì)量控制問題的探討[J].混凝土，2007，210（4）：98-100.

作者簡介：徐婷（1978-），工程師，紹興市規(guī)劃管理處審批服務(wù)處。