鄭延偉

混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層厚度的控制及作用

鄭延偉

混凝土結(jié)構(gòu)作為建筑物中的主體結(jié)構(gòu)，對(duì)其穩(wěn)定性和強(qiáng)度的要求較高，只有確?；炷两Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性能才能保證建筑的整體質(zhì)量和使用性能。現(xiàn)階段，鋼筋混凝土構(gòu)件已將是建筑工程中不可或缺的一部分，只要有鋼筋結(jié)構(gòu)存在就有混凝土保護(hù)層的存在，將混凝土保護(hù)層的厚度控制在多少才能充分發(fā)揮出其保護(hù)作用是施工中的一大難點(diǎn)，需要對(duì)承力性能、強(qiáng)度、耐久性等使用性能進(jìn)行多方考慮之后方可確定最終的保護(hù)層厚度，文中就結(jié)合工程實(shí)際，研究鋼筋保護(hù)層厚度的控制以及其在工程中發(fā)揮的具體作用。

混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋 保護(hù)層

現(xiàn)階段的建筑工程，多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，單層建筑、多層建筑和高層建筑無(wú)一例外，由此可見(jiàn)，鋼筋混凝土施工技術(shù)在建筑工程中的重要作用。鋼筋結(jié)構(gòu)離不開(kāi)混凝土保護(hù)層，但是在建筑工程中將混凝土保護(hù)層控制在多厚才能發(fā)揮出最佳的保護(hù)作用成為專(zhuān)家和學(xué)者一直以來(lái)研究的問(wèn)題。文中就從相關(guān)規(guī)范中的內(nèi)容和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能方面進(jìn)行分析，研究混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層厚度的控制辦法和作用。

一、現(xiàn)有規(guī)范中保護(hù)層最小厚度的規(guī)定

1.保護(hù)層最小厚度的基本值。新規(guī)范規(guī)定:縱向受力鋼筋的保護(hù)層厚度應(yīng)不小于受力鋼筋的公稱直徑(d)且不小于規(guī)范中所規(guī)定的數(shù)值(具體可參見(jiàn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)。除表格以外，新規(guī)范還對(duì)預(yù)制構(gòu)件，構(gòu)造鋼筋等具體情況作出了規(guī)定。

2.現(xiàn)有規(guī)范與原規(guī)范的比較?？紤]環(huán)境類(lèi)別的影響:除原規(guī)范的室內(nèi)正常環(huán)境(一類(lèi))和室內(nèi)潮濕環(huán)境、露天環(huán)境及無(wú)侵蝕性水或土壤環(huán)境(二類(lèi))外，新規(guī)范增加了環(huán)境類(lèi)別為二b類(lèi)(嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境及無(wú)侵蝕性水或土壤直接接觸的環(huán)境)和三類(lèi)(使用除冰鹽環(huán)境，嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)冬季水位變動(dòng)環(huán)境、濱海室外環(huán)境)環(huán)境中鋼筋保護(hù)層厚度的規(guī)定。

考慮混凝土強(qiáng)度的影響:混凝土質(zhì)量對(duì)耐久性有很大的影響，因而也是確定保護(hù)層厚度的重要因素。新的規(guī)范按混凝土強(qiáng)度作了適度調(diào)整:C20及其以下為低強(qiáng)混凝土，按耐久性要求只規(guī)定了環(huán)境類(lèi)別為一級(jí)的數(shù)值；C50及其以上為高強(qiáng)混凝土，保護(hù)層厚度可適當(dāng)減少；介于兩者之間的為一般混凝土。

二、鋼筋保護(hù)層厚度在工程中的控制

雖然鋼筋和混凝土屬于兩種不同種類(lèi)的建筑材料，但是在實(shí)際建筑工程中鋼筋和混凝土卻是共同作為建筑物的主體結(jié)構(gòu)而存在，因混凝土抗拉能力低的特性，在結(jié)構(gòu)中主要承擔(dān)著著保護(hù)鋼筋結(jié)構(gòu)和承載外來(lái)的作用，而鋼筋則承擔(dān)全部拉應(yīng)力。為此，在布置鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)該充分考慮壓力和拉力的作用，在梁、板的拉力區(qū)應(yīng)該將讓鋼筋盡量靠近混凝土的邊緣，來(lái)承擔(dān)全部拉力，這就代表著這一部分的混凝土保護(hù)層不易過(guò)厚，如果此時(shí)的混凝土保護(hù)層過(guò)厚，內(nèi)部的鋼筋結(jié)構(gòu)就無(wú)法發(fā)揮出應(yīng)用的抗拉力作用，在拉力過(guò)大的情況下還可能造成重大事故。因此，在實(shí)際工程中需要注意分析各個(gè)施工區(qū)域的受力情況，合理分配重力和拉力，讓混凝土和鋼結(jié)構(gòu)都能發(fā)揮出應(yīng)有的作用，以此提升建筑的穩(wěn)定性能。

另外，除在拉力較大區(qū)域鋼筋需要靠近混凝土邊緣之外，在其他位置需要將混凝土的保護(hù)層厚度控制在一定范圍，確保內(nèi)部的鋼筋結(jié)構(gòu)不會(huì)與空氣產(chǎn)生接觸。主要是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)中含有鐵成分，在接觸空氣之后很容易纏身銹蝕，特別是在雨水天氣鋼結(jié)構(gòu)受氧化的情況會(huì)加劇，如果不及時(shí)進(jìn)行處理會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)失去原有的作用。鑒于以上問(wèn)題，需要采用混凝土對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面包裹，降低其與空氣和雨水接觸的幾率，確保鋼結(jié)構(gòu)的使用性能。而拉力較大的區(qū)域鋼筋需要盡量靠近混凝土邊緣才能承擔(dān)全部拉力，此時(shí)的混凝土保護(hù)層就會(huì)變薄，在拉力較大的情況下會(huì)產(chǎn)生鋼材外漏或者脫落的現(xiàn)象。

在以往的建筑工程中，因鋼筋保護(hù)層的厚度設(shè)計(jì)不合理或者鋼筋結(jié)構(gòu)安裝不合理導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題有很多，尤其是商品房建設(shè)時(shí)，樓板負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)大和梁、柱的交接位置現(xiàn)澆的保護(hù)層過(guò)大的問(wèn)題，樓板的跨度會(huì)隨著房屋的面積大小而改變，房間面積越大樓板的跨度也就越大，此時(shí)，鋼筋保護(hù)層的厚度過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致鋼筋的力矩不堪重負(fù)，如果在實(shí)際的建筑工程中沒(méi)有將鋼筋保護(hù)層的厚度控制加以重視，就可能導(dǎo)致建筑還未投入使用便出現(xiàn)裂縫的質(zhì)量問(wèn)題。這不僅會(huì)為施工單位帶來(lái)后續(xù)的維修的經(jīng)濟(jì)損失還會(huì)對(duì)施工單位的信譽(yù)程度帶來(lái)一定影響。

三、保護(hù)層的作用

1.受力鋼筋粘結(jié)錨固?；炷两Y(jié)構(gòu)中的鋼筋之所以具有承受外力的作用，主要是因?yàn)殇摻詈突炷林g的粘結(jié)錨固關(guān)系，而粘結(jié)錨固在承力方面的作用能力主要表現(xiàn)在鋼筋結(jié)構(gòu)的混凝土保護(hù)層的厚度情況。事實(shí)證明，受力鋼筋的粘結(jié)錨固狀況和混凝土保護(hù)層的厚度具有直接聯(lián)系。在相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范中鋼筋的粘結(jié)錨固長(zhǎng)度就是依據(jù)保護(hù)層的厚度和科學(xué)的算法得出的，為此，將混凝土保護(hù)層的厚度控制在有效范圍是保證鋼筋受力能力的重要因素。

2.保護(hù)鋼筋免遭銹蝕。混凝土結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點(diǎn)是耐久性好。這是由于混凝土的堿性環(huán)境使包裹在其中的鋼筋表面形成鈍化膜而不易銹蝕。但是碳化和脫鈍會(huì)影響這種耐久性而使鋼筋遭受銹蝕。碳化的時(shí)間與保護(hù)層厚度有關(guān)，因此一定的保護(hù)層厚度是保證結(jié)構(gòu)耐久性所必需的條件。調(diào)查分析表明，我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性普遍較差，因此從耐久性和可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)，我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層的厚度應(yīng)適當(dāng)增加。

3.對(duì)確定截面有效高度的影響。從粘結(jié)錨固和耐久性角度而言，鋼筋在混凝土中的保護(hù)層厚度應(yīng)該越大越好；然而從受力的角度而言，則正好相反。保護(hù)層厚度越大，構(gòu)件截面有效高度越小，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力將受到削弱。因此，確定混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)綜合考慮錨固、耐久性及有效高度三個(gè)因素。在能保證錨固和耐久性的條件下可盡量取較小的保護(hù)層厚度。而規(guī)范給出的保護(hù)層最小厚度正是保護(hù)層厚度的最低限度取值。

[1]王佳燕.混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層厚度偏差控制及檢測(cè)[J].混凝土與水泥制品,2014(3);

[2]劉品秀.砼結(jié)構(gòu)實(shí)體中鋼筋保護(hù)層厚度施工質(zhì)量控制要點(diǎn)淺析[J].建筑建材裝飾,2014(22).

鄭延偉（1981.4-），男，漢族，河南洛陽(yáng)人，大專(zhuān)學(xué)歷，助理工程師職稱，研究方向：建筑混凝土，身份證號(hào)碼： 410311198104251014。