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1、钢筋混凝土保护层的功能及其施工要点摘要：钢筋的主要成份是铁, 铁在常温下很容易氧化。钢筋被包裹在混凝土构件中 形成钝化保护膜, 不与外界接触相对还比较安全, 但如果钢筋保护层厚度过小, 用不了多久, 钢筋外混凝土就失去保护作用 , 从而导致钢筋锈蚀, 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, 严重时还会导致整个结构体系破坏。本文阐述了保护 层在钢筋混凝土结构中的作用及质量控制方法。关键词：钢筋; 混凝土; 保护层; 建筑工程; 质量控制; 钢筋混凝土垫块;1、钢筋混凝土保护层的作用随着各种建筑物的不断兴起, 钢筋混凝土已成为最关键的施工组成构建, 下至工厂
2、民房上至百层高楼。没有钢筋混凝土的支撑将很难实现最终建筑的形成, 但是在实际工程操 作中钢筋水泥具体有何种作用, 以及钢筋混凝土的保护层的具体作用。都是现在工程建筑所 需要考虑到的实质性问题, 为了使各行建筑物在后期有着更好的使用现状及受力能力, 将从 实际施工中遇到的问题展开进一步探讨。混凝土与钢筋通过一定的比例结合在一起组成了钢筋混凝土, 就力学角度而言, 钢 筋具有很强的抗压及抗拉能力, 且在工程应用期间具有较好的弹性。混凝土在期间是很难达 到抗拉值的, 但抗压强度却很好, 属于脆性材料。之所示能结合在一起使用与各大建筑之中, 主要是因为性能差异不过明显, 原因在于:(1) 材料在成型时
3、需要一定的比例结合后, 粘结作用才比较强大, 其原因主要在于:(1) 混凝土配制期间会发生一定的改变, 尤其是在成型期间由于混凝土会硬质化改变原有的 体积, 在于钢筋接触时会产生一定的摩擦力; (2) 钢筋表面本生凹凸不平在于混凝土结合时 会产生 50%的机械咬合力; (3) 混凝土在于钢筋接触时会产生很强的胶结力。(2) 实际应用中, 温度线膨胀系数指标的显示 , 钢筋为 1.2x10-5, 混凝土为 1.0x10-51.5x10-5 一定程度的说明材料的温度膨胀系数基本无差异, 因此在石英石及时温度 发生改变, 使用过程中变形指数基本相同, 不会因为变形指数不同而破坏不同材料间的结构 整体
4、。(3) 两者在结合期间由于使用弹性具有一定的相似度, 为后期的工程使用打下了好 的基础, 尤其是在协同承担外部载荷时具有很好的协调性。(4) 使用期间, 因为混凝土完全裹住了钢筋, 避免了钢筋长期暴露在外受到物质而 影响使用质量。所以, 在计算两者结构时, 是两者结合后的承受外界压力的结构整体, 又由于混凝 土的抗拉强度很低, 混凝土的抗拉强度只有其抗压强度的 1/101/20, 所以计算期间标准的 采纳只在于抗压应力在混凝土间的作用。2、保护层厚度在钢筋混凝土中的确定2.1、保护层规定在混凝土结构中的应用混凝土保护层厚度的定于为:钢筋外边缘至混凝土表面的距离。该厚度在使用过程 中主要有三个
5、作用: (1) 将钢筋全面保护起来 , 不会受到外界腐蚀, 从而保证其具有更长久 的实用性; (2) 使材料间具有更好的粘结性能; (3) 在火灾等情况下, 避免钢筋过早软化。较强的粘结性能是钢筋与混凝土结合的最大优点之一。在进行外力承受计算时, 主 要是将两者结合后的受力能力看做一个整体来计算 , 但是实际受力期间混凝土自身的抗拉 强度达不到一定的使用要求 , 所以在计算期间将所有抗拉应力承受力度重点放置在钢筋直 上, 只计算混凝土的受压应力承受能力。为了钢筋所能承受的外部弯矩最大化, 使钢筋发挥 最大的效率, 在设置受力构件截面时, 将钢筋与受压区域的距离设计的距离较远些。所以在 进行梁或
6、是板受拉设计时, 应与混凝土构件的边缘尽量靠近。降低工程使用期间的危险系数。但实际操作中并不是所有的受拉钢筋需要靠边, 铁是构成钢筋的最主要元素, 常温 下的铁与空气接触后很容易发生氧化, 若是放在潮湿或高温的情况下, 氧化程度可想而知。 混凝土包裹钢筋等于有了一层保护膜, 提高了使用安全系数, 但两者结合时混凝土厚度过薄 时, 也就拉近了钢筋与受拉区靠的过近, 从而造成不同危害, 如:(1) 潮湿或高温的情况下加快钢筋氧化。(2) 过薄的保护膜在建筑使用期间易跑模;混凝土受到剥落, 影响使用性能。(3) 钢筋混凝土在长时间的使用下, 长期暴露在外的材料出现碳化失去了保护性能, 钢筋在长时间的
7、外界接触下发生氧化, 强度及有效界面受到损害, 两者间缺少粘结力, 造成 整体结构的使用出现了损坏。表 1 混凝土保护层最小厚度 (mm)2.2、轻骨料混凝土结构的保护层规定表 2 混凝土保护层最小厚度 (mm)注：(1)工厂预制构件在室内正常环境下所生产时，等级不低于CL20的轻骨料混凝 土, 按照表中规定 , 保护层厚度需减少 5mm, 但是在预制构件的应力保护厚度不能低于 15mm, 预制构件在高湿度室内或露天环境下, 内部物件保护措施的采取, 则按照表内室内 环境构建的保护层厚度数值实施保护;(2) 预制钢筋轻骨料混凝土在受弯构件的情况下, 想使其耐久力更好, 结合预制肋 新板的保护层
8、厚度按梁考虑，将钢筋端头的保护层厚度确定在15mm左右；(3) 建筑在湿度较高的室内或露天环境下们必须保证轻骨料混凝土强度等级不低 于 CL25, 如果承重构建没有过多时效性, 则将表中强度等级 CL20 的数值应用与轻骨料混凝 土中，其保护层厚度则采用CL25的规定值；(4) 在建筑期间部分重要建筑物及沿海建筑物被要求延长使用期限及较强的承重 能力, 为了使其更好的适应不同的环境, 则需在厚度上进行增加, 保证保护层厚度不会因此 受到损害。2.3、保护层规定在建筑桩基混凝土中的使用桩身混凝在工程建筑的使用中着重需注意以下几点要求：(1) 混凝土强度等级，不得低于C15,水下灌注混凝土时不得低
9、于C20,混凝土预制 桩尖不得低于 C30；(2)主筋的混凝土保护层厚度，不应小于35mm,水下灌注混凝土，不得小于50mm。综上所述，通常除基础外梁的保护层厚度一般为2.5cm.在工程实际中，由于钢筋保护层厚度未按规范要求所导致的质量问题不胜枚举。比较突出的如商品住宅楼工程建设中, 楼板负弯矩钢筋保护层偏大及现浇框架结构中主次梁交界处主梁的上部负弯矩钢筋保护层 偏大的问题。以住宅楼为例, 如今的住宅面积越来越大, 尤其是客厅楼板。例如:某单位建设的跨度达5.7m的楼板，厚度为15cm,设计是双层双向钢筋网。从 结构的力学计算来讲, 支座处的负弯矩不比跨中板底正弯矩小多少, 但由于施工时施工单
10、位 对支座负弯矩钢筋未引起足够重视 , 结果工程刚竣工还未使用就发现楼板上表面四周墙根 处出现了许多裂缝。后经权威检测部门检查测试后发现, 支座处负筋的保护层普遍超过规范 24cm, 最大的甚至超过了 7cm, 使楼板上部的负弯矩钢筋的作用大大降低, 有些甚至完全 失去作用, 最后在迫不得已的情况下经设计同意采取局部加固补强措施, 尽管这样还是给施 工单位本身造成很大的经济损失。据有关资料统计, 目前住宅楼开裂原因 70%左右是由钢筋保护层位置不正确引起 的。3、钢筋混凝土保护层的施工质量控制那么, 钢筋保护层又该如何控制呢 ?重点应从两方面着手: (1) 抓施工前技术交底;(2) 抓过程中要
11、素控制。在施工前, 应针对不同的工程部位, 根据设计图纸及施工验收规范, 确定正确的保护层。保护层的厚度并非千篇一律, 一般来说, 现浇楼板的保护层厚度 1.5cm, 而基础的 保护层厚度通常为5cm,有时甚至达到10cm。因此，在对操作者的技术交底中必须明确此厚 度, 否则很容易造成返工。在施工过程中, 重点要做到规范操作, 特别是在混凝土现浇板浇捣过程中, 尤其需 要重视。往往钢筋绑扎时位置很正确, 但一到浇捣时情况就变了样, 不是人踩就是工器具压 在上面, 由此造成的结果是支撑钢筋的马墩被踩倒, 混凝土上层钢筋弯曲变型, 保护层的厚 度也就得不到保证。所以在施工过程中 , 应做到规范操作
12、, 严禁操作人员在钢筋上随意行走 ;对上层钢 筋应作有效的固定;浇捣中还应经常检查, 发现问题及时解决。钢筋混凝土保护层应根据不同 部位, 分别采用不同的控制措施:3.1、保护层控制措施在楼板间的应用楼面混凝土板中, 为了防止混凝土板面发生温差裂缝及面板收缩程度, 从而抵抗弯 矩, 钢筋起主要的抗拉受力作用。但是该作用的发挥建立在不同材料保护层的合理应用的前 提下。楼板底筋的保护层在工程使用中控制起来比较容易。但是随着距离的增加, 若是保护 层与楼板底筋的距离增加到 1m 以上时, 想要得到科学合理的保障显得有些困难。因此, 距 离需控制在 1m 以内才能达到好的施工效果。钢筋保护层在楼板面上
13、使用时, 其保护厚度在施工期间较难控制, 其原因主要在于 设计值的偏差。(1) 施工期间, 由于工种繁多, 操作人员互动频繁, 造成施工时出现踩踏频率较高;(2) 在靠近楼面时, 部分钢筋搁置在拐角支撑时属于最主要的支撑点 , 若是设置的 间距较大或没有设立间距, 也会造成厚度难以控制的原因之一。想要杜绝第一种原因带来的偏差, 可根据实际情况有针对性的采取预防措施, 如:(1) 同一地段, 工种较多时, 减少操作工间出现频繁互动现象可采用错时差工作。 同时在作业完成后对底板钢筋进行合理绑扎, 做好收尾工作。(2) 减少操作工间出现频繁互动现象, 在固定的地段设置一处简易通道, 减少踩踏 出现的
14、不良现象。(3) 加强工作者责任意识, 尤其是保护板的防治位置 , 如果避免不了必要的踩踏, 必须注意不能过多的踩踏中间架空部位的钢筋。(4) 为了保证浇筑之力及对不良现状进行及时整修, 需安排三人以上的钢筋工。(5) 想要避免过多的踩踏使钢筋受到不同程度的变形 , 为了分散应力, 减少面积间 的接触, 需在容易发生变形及弯曲的钢筋部位铺设临时性活动挑板。对于第二个问题, 则可采用以下预防措施, 如将卡槽式混凝土垫块应用到楼面双向 钢筋中来, 需要注意的是采用期间纵横间的距离必须控制在 700mm 之内, 而且保证每个平 方不能少于两个卡槽式混凝土垫块。尤其是针对直径在8mm以内的细小钢筋，而
15、在实际操 作期间，卡槽式混凝土的距离也需进行控制，保证其不超过600mm以外。3.2、墙柱保护层控制措施在进行墙柱保护层控制时, 主要采取以下措施:将墙柱保护层纵横向间距控制在1m左右。(2) 保证加工期间墙、柱拉钩尺寸的准确性。(3) 保证墙、柱水平筋或箍筋加工尺寸的正确性。(4) 施工期间将新的材料及施工工艺应用到现期施工中来。(5) 施工期间必须保证墙柱保护层不受到破坏。3.3、采用混凝土钢筋垫块钢筋的混凝土保护层厚度关系到结构的承载力、耐久性、防火等性能, 常用混凝土钢筋垫块有以下几种:(1) 砂浆垫块。实际施工期间为了确保钢筋与混凝土的完美结合及混凝土对钢筋的 保护作用，主要在梁板底
16、筋和柱筋使用砂浆垫块，板面筋下安放Q型钢筋支架，属于传统工 艺。随着施工要求的不断增加, 传统工艺存在很多弊端, 最常见有底筋砂浆垫块容易破损、 位移, 混凝土所形成的保护层受到损伤后钢筋容易暴露在外面。而施工期间由于施工人员长 期的踩踏, 对保护层也造成了一定的损害, 导致梁板质量不过关或是未达到使用要求。传统的工艺中, 钢筋支架及砂浆垫块都是由人为手工完成, 成品会出现不统一的现 状, 如薄厚、高低不统一等;还有就是制作期间由于时间、工艺配制及场地限制等问题也造成 了一定的质量不过关, 使其投入到后期使用时受力不达标。或是因为在后期绑扎不到位容易 在振捣或封模板期间质量受到影响。在发达国家, 普通不规则砂浆垫块已明令禁止使用。(2) 塑料垫块。大量的投入使用证明, 与传统垫块相比, 塑料垫块具有以下优点:(1)
