浅谈钢筋保护层的合理控制

来源:用户上传      作者: 王秀英温 然

　　摘 要:钢筋保护层是混凝土结构中重要问题,但常常被忽视,由此产生的事故和问题屡见不鲜。本文分析了钢筋与混凝土结合的受力原理,总结了合理的钢筋保护层在混凝土结构中重要作用,并提出了施工过程中的控制措施。
　　关键词:钢筋;保护层;力学原理;控制
　　
　　钢筋混凝土结构的优良性能来自于钢筋与混凝土的有机结合,是高抗拉与高抗压,高弹性与高脆性的互补。但实际工程中,因钢筋锈蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害;民用建筑和公共建筑的使用环境一般可维持50年以上,但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30～40年。另外,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。在工程实际建设中,由于钢筋保护层厚度未按规范要求所导致的质量问题屡见不鲜。由此可见,钢筋保护层对于钢筋混凝土结构的重要意义。
　　1 钢筋保护层的重要性
　　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。
　　通过以上分析,钢筋保护层厚度的重要性就很明显的表现出来了,如果保护层厚度不合格,就意味着钢筋位置不合适,受力不合理,结构不安全,甚至出现垮塌和崩溃事故。
　　2.钢筋保护层的合理设置
　　2.1 钢筋混凝土的力学原理
　　从钢筋、混凝土的物理力学性能上我们知道,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。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。
　　2.2 钢筋保护层厚度不能过小
　　在钢筋混凝土工程中,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。那么钢筋保护层是不是过小就越好呢?实际则不然,我们知道钢筋的主要成分是铁,铁在常温下就很容易氧化,在潮湿的环境中容易锈蚀。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。
　　2.3 钢筋保护层厚度不能过大
　　钢筋保护层过大,会出现混凝土裂缝、刚度下降,甚至倒塌。最常见的如: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,容易出现混凝土裂缝;梁构件的受力保护层偏大,使钢筋混凝土构件的刚度下降;悬挑阳台板、雨篷板等的钢筋网错放在板的下部时,结构拆模时就会发生倒塌。
　　3 钢筋保护层的控制
　　3.1 熟悉、理解施工图纸
　　设计人员通常在施工图纸说明中列出了钢筋保护层大小,但在施工前,施工人员应熟悉施工图纸,根据不同的工程部位、不同的环境有关系,正确的选择钢筋保护层的大小。
　　3.2 做好施工前技术交底
　　 熟悉施工图纸后,混凝土工程在每工序施工前,对操作者的技术交底中必须明确各个部位的钢筋保护层厚度,要让操作者知道纵向受力钢筋的保护层厚度的允许偏差,对梁类构件为+10mm、-7mm;板类构件为+8mm、-5mm;不合格点的最大偏差不应大于允许偏差的1.5倍。以及要求主筋保护层用专用垫块,合理的混凝土浇注方案,禁止操作人员任意踩踏钢筋等等。
　　3.3 抓过程中要素控制
　　混凝土浇捣开盘前,必须检查隐蔽的内容是:保护层是否垫好并符合要求的厚度。在混凝土现浇板浇捣过程中,严禁操作人员在钢筋上随意行走;操作者应派人跟班,对钢筋及时的作有效的调整、固定;浇捣中还应经常检查技术交底的落实情况,一旦发现问题及时纠正、解决。
　　结束语:钢筋保护层厚度表面看起来是个不起眼的问题,非常容易被忽视,但实际上却关系到建筑物的结构安全,在设计和施工过程中,常常给工程的耐久性和安全性留下不容忽视的隐患。因此,我们要在正确了解钢筋及混凝土的受力机理的前提下,高度重视钢筋保护层的合理安排,以保证建筑的结构安全、可靠。

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