钢筋保护层的重要性及控制
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试论钢筋的砼保护层重要性及控制方法【摘要】在钢筋砼结构构件中,受力钢筋的砼保护层对钢筋起到保护作用,使钢筋不被空气中的水汽、氧气和其它有害气体腐蚀而使砼构件逐渐丧失承载力甚至遭破坏。
为此,应在砼施工过程中采取有效措施控制好钢筋的砼保护层厚度,确保砼结构的整体质量。
【关键词】受力钢筋;砼保护层;控制方法钢筋砼结构是国内外在工程上应用最广的一种结构型式,其主要原因就是因为钢筋和砼这两种力学性能完全不同的建筑材料,如果组合在一起,取长补短,既可充分发挥砼抗压强度高的特点,又可发挥钢筋抗拉强度高的独特优点,共同承担起作为工程建设中必不可少的梁、板、柱等承重结构构件的弯矩、剪力、轴向拉力或压力,为量大面广的工业与民用建筑工程,以及道路、桥梁、隧道、地铁、大坝、电站等建设工程贡献力量。
在梁、板、柱等结构构件中,钢筋的抗拉强度之所以能发挥出来,全靠它外围砼对它的保护,尤其对处于构件边缘的受力钢筋来说,如果没有足够厚度的砼保护它,钢筋很容易被空气中的水汽、氧气和其它有害气体腐蚀,导致其截面慢慢变小,直至完全丧失抗拉强度。
1 钢筋的砼保护层的重要性所谓钢筋的砼保护层是指从受力钢筋外边缘到结构构件的外边缘之间的距离,对钢筋起保护作用,使钢筋不被锈蚀;这层砼对砼构件的承载力、耐久性和防火性关系极大。
现行国家规范《混凝土结构设计规范》(gb50010—2002)对钢筋的砼保护层厚度按环境类别、构件类型、砼强度等级分别做出了规定;一般地讲,受力钢筋的砼保护层最少厚度应符合上述设计规范中的相关规定,且不应小于受力钢筋直径;现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》(gb5020—2002)对结构构件钢筋的砼保护层厚度检验也做出专门规定,这也说明了保护层在砼结构中极为重要。
钢筋砼结构是由普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架来承受拉力或压力,由砼来承受压力的组合体;钢筋的主要成分是铁,它在常温下会氧化,在高温及潮湿环境中氧化速度会更快。
通常情况下钢筋被包裹在砼中,使其不与外界接触,免受氧化和其它有害气体对它的腐蚀;但是,钢筋的砼保护层厚度并不是越大越好,过大或过小的砼保护层厚度都会对砼构件产生不良影响。
混凝土施工过程中钢筋保护层厚度的作用及控制在钢筋混凝土施工过程中,钢筋保护层厚度将会直接影响构筑物的正常使用,为了保证钢筋在构筑物成型后不氧化、腐蚀,切实起到钢筋在混凝土中的作用,使构筑物具有适用性、安全性和耐久性。
结合水利工程,就钢筋混凝土构件中保护层的作用、重要性、偏差产生原因以及相关的预防措施进行分析,在此基础上提出相应的钢筋保护层厚度的作用及控制措施。
标签:混凝土施工;钢筋保护层;作用及控制根据国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)规定的原则,在工程验收前进行结构检验的过程上,经常能够检查出钢筋混凝土保护层厚度严重超出规范要求,致使工程构件轻则板边或边角裂缝,重则发生悬臂构件的倾覆、折断事故,直接影响到混凝土结构的承载力、耐久性、防火等性能。
这反映出在施工中对混凝土保护层厚度的控制重视不够,最终为工程结构埋下严重质量隐患。
因此,混凝土施工过程中钢筋保护层厚度应严格按照规范要求和设计要求进行施工,并加以严格控制,以保证工程质量。
一、混凝土保护层混凝土保护层是指混凝土构件中,起到保护钢筋避免钢筋直接裸露的那一部分混凝土,其厚度为纵向钢筋(非箍筋)外缘至混凝土表面的最小距离。
保护层最小厚度的规定是为了使混凝土结构构件满足耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。
二、保护层的厚度、作用和重要性(一)钢筋混凝土保护层的厚度钢筋混凝土保护层的厚度是指从受力主筋的外边缘到混凝土构件外边缘的距离,也就是受力主筋外皮到构件表面的尺寸。
(二)钢筋保护层的作用如下1.在正常使用承载极限状态下保证结构正常工作的作用;2.满足构件钢筋粘结、锚固的要求,使钢筋充分发挥其计算所需的强度;3.满足构件耐久性的要求,使钢筋因有混凝土的保护而不易锈蚀;4.满足建筑防火要求,不致因火灾使钢筋很快达到软化点而破坏。
正因为钢筋保护层具有上述重要作用,规范要求在结构检测中把它列为必查内容之一,这也反映出其在混凝土构件中的重要性和质量检查的必要性。
2013年第2期 (总第228期) 黑龙江交通科技
HE LLONGJIANG JIAOTONG KEJI No.2,2013
(Sum No.228)
钢筋混凝土保护层的重要性及控制措施 傅勇 (江苏现代工程检测有限公司)
摘要:钢筋保护层厚度偏差超标是混凝土质量通病的主要表现,直接影响混凝土结构工程的耐久性和安全 性,降低了结构可靠性和有效使用年限。交通运输部在2009年将保护层厚度偏差超标列为钢筋混凝土实体 质量重点治理内容,要求通过质量通病治理活动形成一批较为成熟的混凝土质量有效控制的工艺、工法,降 低保护层厚度偏差,提高保护层厚度的合格率,提高混凝土结构物的耐久性、安全性和可靠性,保证其在设计 使用年限内安全、可靠。钢筋的混凝土保护层厚度在工程质量中占有很重要的地位,直接影响着混凝土结构 工程的耐久性和安全性,在钢筋混凝土构件施工中应采取有效控制措施,保证保护层厚度的准确性。根据多 年的工程实践,提出了在施工中控制好钢筋混凝土保护层厚度的几点措施。 关键词:混凝土保护层;厚度;重要性;控制措施 中图分类号:U412 文献标识码:C 文章编号:1008—3383(2013)02—0091—02
1混凝土保护层厚度控制的重要性 1.1混凝土保护层的定义 混凝土保护层是指结构构件中钢筋外边缘至构件表面 范围用于保护钢筋的混凝土,简称保护层。混凝土保护层厚 度是指从混凝土表面到钢筋(包括纵向钢筋、箍筋和分布钢 筋)公称直径外缘之间的最小距离,对后张法预应力筋,为 套管或孔道外边缘到混凝土表面的距离。 1.2混凝土保护层的作用 混凝土保护层有以下几点作用。 (1)保护钢筋不直接受到大气侵蚀和其他环境作用,必 要的保护层厚度能够推迟环境中的水汽、有害离子等扩散到 钢筋表面的时间以及因混凝土碳化使钢筋失去碱性保护的 时间,提高钢筋混凝土结构安全和耐久性。 (2)保证钢筋与混凝土有良好的粘结,使钢筋和混凝土 能共同工作,确保结构受力性能。 (3)增强结构的耐火性能。 1.3相关规范对混凝土保护层厚度的规定 1.3.1对保护层厚度设计的规定 在《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG I)62—2004)中的第9.1.1条(强制性条文)中明确规 定:普通钢筋和预应力直线形钢筋的最小混凝土保护层厚度 (钢筋外缘或管道外缘至混凝土表面的距离)不应小于钢筋 公称直径,后张法构件预应力直线形钢筋不应小于其管道直 径的1/2,且应符合表1的规定。 第9.1.2中规定:当受拉区混凝土保护层厚度大于 50 mm时,应在保护层内设置直径不小于6 mm、间距不大于 100 mm的钢筋网。 表1 普通钢筋和预应力直线形钢筋的最小 混凝土保护层厚度 mm 续表1 注:j!'f于环氧树脂涂层钢筋,可按环境类别I取用 1.3.2对保护层厚度施工质量的规定 (1)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50—2011)和《公路 工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2004)中的要求 对桥梁工程钢筋安装保护层厚度的质量要求均为:梁、 柱、拱肋的保护层厚度允许偏差为±5 mm,基础、锚碇、墩台 的保护层厚度允许偏差为±10 mm,板的保护层厚度允许偏 差为±3 mm,在海水或腐蚀环境中保护层厚度不应出现负 偏差。 (2)《公路工程竣(交)工验收办法实施细则》的要求 在交工验收前对桥梁(不含小桥)的上部、下部结构均 要检测钢筋保护层厚度,其允许偏差按《公路工程质量检验 评定标准》执行。 1.4混凝土保护层厚度对结构的影v向 保护层厚度是体现混凝土抵抗外部侵蚀钢筋的重要指 标,相关规范中对混凝土保护层最小厚度的规定是为了使混 凝土结构构件满足耐久性的要求和对受力钢筋有效锚固的 要求。如果保护层厚度过小(超过负偏差),也就是钢筋过 分靠近受拉区一侧,一方面钢筋与混凝土直接的粘结力受到 影响,容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落,导 致钢筋、混凝土腐蚀破坏及形成应力腐蚀,直接影响结构的 耐久性,甚至还会导致整个构件的破坏。另一方面因为在钢 筋混凝土中,钢筋出现锈蚀的年限大体与保护层厚度的平方 成正比,所以保护层厚度的施工偏差会对耐久性造成很大的 影响。如果保护层厚度过小(超过负偏差),随着时间的推 移,表面的混凝土将逐渐碳化,用不了多久,钢筋外混凝土就 失去了保护作用,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的破坏。以保护层厚度为20 mm 的钢筋混凝土板为例,如果施工允许偏差为±5 mm,则
论述混凝土钢筋保护层的作用与控制摘要:现代建筑已离不开钢筋混凝土构件,随着各种建筑施工要求的不断提高,在施工的过程中是利用相应的手段进行分析和控制,其在管理的过程中是采用相关的技术手段和措施进行完善和管理的过程。
钢筋混凝土构件的力学性能及寿命直接关系到建筑物的使用及年限。
在钢构件的使用中,其力学性质和物理性质是保证建筑工程寿命和提高其施工质量的有效手段和措施。
本文结合当前钢筋混凝土施工中的各种问题和手段进行分析,总结混凝土钢筋保护层的施工作用及其控制方法。
关键词:混凝土钢筋保护层;控制随着当前建筑工程施工的不断扩大,各种施工工艺和施工手段的不断完善为建筑施工的控制增加了难点,更为其施工质量提出了更高层次的要求。
现代建筑已离不开钢筋混凝土构件,这种施工手段和施工措施是保证建筑工程施工质量的有效措施,是在施工的过程中利用相关的技术手段进行分析和控制的前提基础。
随着当前施工的过程中,人们对建筑工程质量要求的不断提高,在施工的过程中通过相应的技术手段进行分析和管理是工程施工的过程中各种施工措施和施工手段的主要应用方法。
钢筋怎样才能发挥出它固有的力学特性,在其应用的过程中是通过钢筋与混凝土的受力机理进行分析与总结的过程,其是一项系统化的施工手段和控制方法。
一、钢筋混凝土构件的工作原理钢筋混凝土是有钢筋和混凝土混合而成的,是按照一定的配合比例进行分析和控制的过程。
其在构成的过程中是结合当前工程的具体要求进行分析和施工的手段。
从原材料的力学性能而言,钢筋有较强的抗拉、抗压强度,在混凝土施工的过程中由于单纯的混凝土在施工的过程中虽然存在着较大的抗压能力,但是其施工中的抗剪力和抗拉强度却不够强,成为混凝土施工中的主要处理因素和手段,是提高其发展过程中的主要方法。
然而两者的弹性模量比较接近,在施工的过程中是利用相应的技术手段进行分析和控制的过程,是结合当前施工中相应的技术手段进行分析和管理,利用其化学胶合力、机械咬合力和销栓力,这样既发挥了各自的受力性能,又能够在施工的过程中协调统一的进行良好的施工,保证建筑施工中的质量手段和要求。
浅谈钢筋保护层的重要性及控制
摘要:钢筋混凝土结构在当前住宅及工业项目中应用非常广泛的一种结构形式,钢筋混凝土中钢筋的作用是毋容置疑的,因此钢筋的保护层越来越引起关注。
关键词:混凝土;钢筋;保护层;耐久性
abstract: the application of a very wide range of structure in the form of reinforced concrete structure in the current residential and industrial projects, steel bars in the reinforced concrete role is beyond doubt, so to protect the steel layer is becoming more attention.
keywords: concrete;reinforced;protective layer;durability
中图分类号:tu375文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)搞工程的人都知道钢筋保护层在钢筋混凝土构件中的重要性。
但钢筋保护层究竟有什么作用?保护层多大才合适?钢筋怎样才
能发挥出它固有的力学特性呢?我试着从钢筋与混凝土共同作用
的受力机理,结合多年的工程施工实践,谈谈钢筋保护层的重要性及其在施工中的控制。
众所周知,现代建筑已离不开钢筋混凝土构件,无论是单层工业厂房还是高达数百米的摩天大楼,要是没有钢筋与混凝土,很难想象将会是一个什么样的后果。
钢铁工业尽管起步较早,但真正应用于工程施工时间并不长,混凝土在建筑工程中
的应用更是近100年左右时间的事。
自从人们找到水泥这种新兴建筑原材料,工程施工技术得到了突飞猛进的进步。
特别是近50年,由于普通钢筋混凝土结构及预应力钢筋混凝土结构在工程中的应用,更使得建筑领域发生了翻天覆地的革命。
摩天大楼拔地而起,几百米跨度的桥梁建造也由过去的神话变成了现实。
这中间都少不了钢筋和混凝土这两种材料的功劳。
那么,钢筋与混凝土到底是如何工作的呢?它们究竟是什么样的关系呢?从材料的物理力学性
能来讲,钢筋具有较强的抗拉、抗压强度,而混凝土只具有较高的抗压强度,抗拉强度却很低,但是两者的弹性模量较接近,还有较好的粘结力,这样既发挥了各自的受力性能,又能很好地协调工作,共同承担结构构件所承受的外部荷载。
因为钢筋与混凝土之间存在足够的粘结力,在结构计算时,钢筋混凝土构件是作为一个整体来承受外力的;又由于混凝土的抗拉强度很低,为简化计算,一般混凝土只考虑承受压应力,而拉应力则全部由钢筋来承担。
对于受力构件截面设计来讲,受拉的钢筋离受压区越远,其单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也越大,这样钢筋发挥的效率也就越高。
所以一般来讲,无论是梁还是板,受拉钢筋总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。
如挑梁的受力筋应设在构件上部受拉区。
如果放置错误或者钢筋保护层过大,轻则降低了梁的承载能力,重则会发生重大事故。
那么,受拉的钢筋是否越靠边越好呢?答案当然是否定的。
这是因为钢筋的主要成分是铁,铁在常温下就很容易氧化,
更别说在高温或潮湿的环境中。
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,也就是钢筋过分靠近受拉区一侧,一方面容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落,另一方面随着时间的推移,表面的混凝土将逐渐碳化,用不了多久,钢筋外混凝土就失去了保护作用,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的破坏。
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。
比较突出的如现在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,楼板跨度也越来越大,尤其是客厅楼板。
我曾见到过某单位建设的跨度达5.7米的楼板,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2-4cm,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了很大的经
济损失。
据有关资料统计,目前住宅楼板开裂原因中70%左右是由钢筋保护层位置不正确引起的。
那么,钢筋保护层又该如何控制呢?笔者认为重点应从两方面着手,一是抓施工前技术交底;二是抓过程中要素控制。
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,确定正确的钢筋保护层。
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,则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。
往往是钢筋绑扎时位置都很正确,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形,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,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。
诚然,钢筋保护层厚度对单项工程质量并不是起决定作用的,但如果不重视它,所产生的危害也是不容忽视的。
我们要在正确了解钢筋及混凝土的受力机理的前提下,充分认识到合理的钢筋保护层厚度对工程结构的重要性。
只有防微杜渐,才能使我们的工程施工技术水平更上一个档次。