钢筋混凝土构件保护层厚度的重要性及控制

钢筋混凝土构件保护层厚度的重要性及控制

摘要：目前，随着社会科学技术的飞速发展，无论是各类现代化的建筑结构，还是各类交通基础结构，均需要使用到钢筋混凝土，其中，在钢筋混凝土构件的设计与施工过程中，加强钢筋混凝土构件保护层是确保其结构耐久性的一个关键因素。在实际工程中，由于没有按照规范的规定来设计钢筋保护层的厚度，特别是在施工环节，存在着有大有小的现象，从而造成很多混凝土构件和结构的质量问题，所以，在施工中需要严格控制钢筋混凝土构件保护层的厚度。基于此，本文首先简要分析钢筋混凝土构件的工作原理，随后分析钢筋混凝土构件保护层厚度的重要性，最后从多个方面阐述钢筋混凝土构件保护层厚度的控制措施，以此来供相关人士交流参考。

关键词：钢筋混凝土；构件保护层；厚度；重要性；控制措施

引言：

钢筋混凝土构件在建筑和市政工程中得到广泛的应用，在日常的施工监理工作中，对钢筋混凝土建筑施工的实体质量进行监理检验，是施工监理工作的一个重要方面。因钢筋混凝土工程量大、工程面广，在现场验收时，常会遇到施工单位对钢筋混凝土构件保护层厚度没有严格把握，导致钢筋安装不准确。此外，在混凝土浇筑完毕之后，无法直接观察到其内部结构，给工程质量埋下隐患。钢筋混凝土构件保护层厚度偏差，除原材料质量之外，还会对其受力性能和耐久性产生直接影响，与建筑的安全和使用寿命密切相关，所以，钢筋混凝土构件保护层需要引起参与施工的各方的高度重视并加以控制。

一、钢筋混凝土构件的工作原理

钢筋混凝土构件是指钢筋和混凝土的组合。从原料的力学性质来看，钢筋的抗拉强度和抗压强度都比较高，而混凝土的抗拉强度则比较低，但二者的弹性模量较为相近，具有较好的化学粘合力、机械咬合力和销栓力，从而在充分发挥其受力特性的同时，能够有效地协同工作，共同承担结构部件所受的外载[1]。在进行结构分析时，将钢筋混凝土构件视为一个整体，另外，因为混凝土的拉伸强度比较小，为了简化计算，通常只考虑其承受的压应力，而拉应力将完全由钢筋承担。

二、钢筋混凝土构件保护层厚度的重要性

（一）有助于维持受力钢筋与混凝土之间的粘结锚固力

由于构成钢筋和混凝土的材料性能差异较大，因此，在施工时最重要的一点就是要保证两者可以很好地连接在一起，这是一系列施工活动的重要前提。其中最具代表性的就是混凝土的韧性和抗压能力都比较强，而钢筋的韧性比较强，正是由于其独特的优点，使其具有抗弯、抗压、抗剪等结构性能，能够适应不同的建筑要求。混凝土和钢筋能形成一个完整的整体，能共同在建筑工程中起到有效的作用，其主要原因是两者间有一定的粘结和锚固能力。作为性能差异较大的两种材料，可以通过粘结锚固力实现应力的传递和变形的协调。受力钢筋与夹紧层混凝土之间具有所需的粘结锚固强度主要依赖于夹紧层的厚度，夹紧层越厚，夹紧力就越大，反之亦然。同时，应力筋至中轴的间距比较好控制，但是应力筋外边缘至混凝土结构面的间距要适当控制。保护层可以确保钢筋和混凝土具有较高的粘结强度，避免两者间的相对滑移，而保护层的厚度过薄会导致周边混凝土出现径向开裂，会导致粘结强度下降，从而威胁到结构的安全性。因此，需要有足够的厚度，才能确保混凝土对钢筋的夹持力，使钢筋和混凝土共同工作。

（二）有助于增强结构的耐火性能

混凝土和钢筋均无易燃性，以沙石为集料的混凝土通常能承受700℃的高温。而火灾温度都会高于700℃以上，在火灾发生的时候，需要保证钢筋混凝土的不与火源直接接触，并尽量避免产生热辐射。当发生火灾时，钢结构因其本身的导热性，其本身的温度将会持续升高，其弹性模量、抗拉强度将会随著温度的升高而降低。当火灾产生的高温达到600℃以上时，由于其本身的强度降低，将会发生自身的断裂等情况，在这样的环境下，它的表面构件保护层则可以延缓其断裂。 （三）有助于防止钢结构受到腐蚀

即便是在温度正常的情况下，钢结构也会受到一定程度的侵蚀，因为他们经常暴露在大气中，这种客观条件使得他们更容易受到盐害、冻害、碳化等各种退化因素的影响。钢结构被腐蚀后，首先表现出来的是钢筋面积的缩小，从而导致钢结构整体承载力的下降，在此条件下，外部环境对钢筋的侵蚀将加剧，腐蚀与保护层的问题便构成一个恶性循环，长此以往，将会造成某些恶性事故。尽管构件保护层对于保护钢结构不受侵蚀起到一定的作用，但并不是永久的，并且在某些特定的条件下，也会对钢结构产生不良的影响。因此保护层的主要组成是混凝土，混凝土容易被碳化，因此也会加速钢结构的锈蚀，这种结构一旦发生碳化，其稳定性和耐久性都将降低。

三、钢筋混凝土构件保护层厚度施工现状

对于钢筋混凝土构件保护层认识不足，主要体现在：①没有保护层砂浆垫块，在实际的施工过程中，随意地用一些材料来替代，但是由于这些材料的尺寸不同，构件保护层的厚度也会受到不同程度的影响，只能凭经验来估算，这种方法显然是不规范的；并且到捣震节中，有些部位很难固定，容易发生滑落，会影响保护层的平衡。也有部分施工单位采用钢筋头锚固的方法，这种方法会加速钢结构锈蚀。②衬垫规格都是一样的，也有一些施工人员对衬垫的理解不够透彻，将不同的衬垫材料混合使用。比如，如果把梁的保护层用在楼面上，就会导致楼面的承载力不足，混凝土开裂，从而导致工程的失败；相反，则会造成梁外混凝土保护层露筋的情况，若不按规范任意变更，易引起工程事故。因此，需要对梁、板和柱等构件按照环境等级和混凝土强度的不同，规定构件保护层的厚度。③在对材料进行加工和制造的时候，如果对有厚度数据的处理不够准确，也会造成施工时的各种错误。如钢筋过长，保护层厚度过小，将会导致露筋，同时，钢筋的保护层厚度将会对结构的承载力产生影响。

四、钢筋混凝土构件保护层厚度的控制措施

（一）技术控制 不同的构件、不同的结构部位对钢筋混凝土构件保护层的要求也不一样。但是，在施工过程中，施工人员不仔细阅读施工图纸的总体要求，而是根据自己的经验进行施工，没有采用对应的标准衬垫，或用得太少而造成保护层偏移，造成这种情况的原因是施工单位对施工技术交底不够重视，对施工管理不够严格。因此，在进行施工之前，要按照设计文件和施工技术规范的要求，对不同的部件和部位进行适当的保护，并在施工过程中对其进行严格的控制。按保护层的厚度选用不同规格的衬垫，确保衬垫的精度，并要有一定的铺垫密度。此外，在一些设计图上，对于防护层的厚度也会因具体情况而有所差异。例如，现浇楼面板与梁的保护层厚度，随着混凝土强度的变化，所需的保护层厚度也会随之变化。而地基的迎水面保护层一般为5厘米厚，有些时候需要10厘米厚，这些都需要按设计图进行绑扎。

（二）注重钢筋的翻样工作

施工单位的翻样人员需要对图纸和技术规程的要求比较熟悉，在翻样过程中，应将箍筋的尺寸调整到正确的位置，对于某些钢筋比较密集，结构比较复杂的梁柱节点，在主、次节点处都要放实样，并在各个方向上合理布置主、副钢筋的位置。同时，在生产过程中要保证钢筋尺寸的正确性，为施工现场钢筋的安装和绑扎提供条件，防止在过渡点处因钢筋太过密集而不能进行安装，导致钢筋挤入保护层部位，出现漏筋现象。

（三）工艺控制

用水泥砂浆粉刷而成的垫块，在制造过程中要在其上方埋设绑线，以待使用时与钢筋相结合。垫块的密度一般为30厘米x30厘米，不得大于50厘米×50厘米，同时，由于其自身的致密特性，使其具有很高的渗气能力，从而对混凝土结构产生潜在的安全隐患。在此基础上，需要对水泥砂浆垫块进行改进：将水泥砂浆垫块的底面做成带有三条支撑脚，在浇筑水泥混凝土的时候，水泥砂浆可以进入到垫块与模板之间，这样不仅可以有效的支撑钢筋，确保设计要求的保护层厚度，还能使预制出来的水泥混凝土构件在外表上不留下任何痕迹，表面光滑[2]。其次，传统的水泥砂浆垫块虽然经过不断的改进，但因为其容易破损、移动和其透水性，在使用过程中很难对钢筋混凝土构件保护层进行精确的控制，会导致露筋、混凝土裂缝，产生质量隐患，因此，塑料衬垫被发明出来。现所生产的塑料衬垫产品规格齐全，可满足各种保护层厚度的需要，下、侧模具的规格也各不相同，但相同规格下产品的尺寸一致，误差小，与钢筋的固定连接要牢固，可对钢筋混凝土构件保护层的厚度进行严格的控制。

五、结束语

综上所述，作为钢筋和混凝土协同工作的基础，构件保护层不仅是保护钢筋免遭外界腐蚀、增强结构耐久性的关键，而且还会对结构的抗水性能产生重要影响。因此，在设计时，要根据不同的使用环境、混凝土的抗碳化性能以及组成材料的种类来确定保护层的厚度，并且保证保护层完全碳化所需要的时间应该比结构的预期耐久年限要长，与此同时，应该强化对施工人员的业务培训，并严格遵守操作规程，只有这样，才能使钢筋混凝土构件保护层厚度的判定与控制效果最好。

参考文献：

[1]朱果山.桥梁施工中钢筋混凝土保护层的厚度控制措施[J].中国厨卫,2021(9):0041-0042.

[2]王相东.现浇钢筋混凝土构件控制钢筋混凝土构件保护层施工研究[J].绿色环保建材,2021(004):000.