淺談鋼筋保護層厚度對混凝土耐久性的影響及控制措施

■姚正國，屠林春 ■中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241000

根據(jù)2010年新的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)，鋼筋保護層的定義為:混凝土構(gòu)件中起到保護鋼筋避免鋼筋直接裸露的那一部分混凝土，既從混凝土表面到最外層鋼筋公稱直徑外邊緣之間的最小距離。對后張法預(yù)應(yīng)力筋，為套管或孔道外邊緣到混凝土表面的距離。

1 鋼筋保護層厚度對其耐久性的影響

鋼筋保護層最小厚度的規(guī)定是為了使混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足的耐久性要求和對受力鋼筋有效錨固的要求，保證鋼筋與混凝土之間能夠共同工作，使構(gòu)件形成一定的承載能力，并在其后幾十年的混凝土碳化過程中，不致使主筋在所設(shè)定的年限內(nèi)受其碳化影響，從而能有效地延緩保護層內(nèi)主筋的銹蝕進程。

1．1 保護層過薄的危害

鋼筋保護層厚度過小，容易造成鋼筋露筋或表面混凝土剝落，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，斷面減小，結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體性受到破壞。大大縮短了構(gòu)件的使用年限。

1．2 保護層過厚的危害

(1)構(gòu)件易橫向開裂。工程實踐經(jīng)驗證明，當(dāng)混凝土構(gòu)件縱向主筋保護層厚度大于40mm時，其表面極易出現(xiàn)垂直主筋方向的多處規(guī)則性橫向裂縫，大大削弱了保護層的作用，影響主筋與混凝土之間的共同作用，加速主筋的銹蝕，最終導(dǎo)致構(gòu)件提前破壞;(2)降低構(gòu)件承載能力。根據(jù)GB50010—2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第7．2．1條中工程常用的單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算公式M≤α1fcbx(ho-x/2)來計算分析得知:同樣的配筋率，構(gòu)件的承載能力與截面的有效高度ho成線性比例。即ho越大，承載能力值越高，反之越低。而構(gòu)件截面的有效高度ho又源于截面高度減去保護層厚度及主筋的半徑。這樣，在截面高度不變的情形下，保護層厚度每增大一個值，ho即減去相應(yīng)值，也即構(gòu)件承載能力降低相應(yīng)比例。同時，相較于板式結(jié)構(gòu)，梁、柱、墻類構(gòu)件保護層厚度如果超值不大，則其對本身承載能力的影響比例較小一些。混凝土保護層厚度大，構(gòu)件的受力鋼筋粘結(jié)錨固性能、耐久性和防火性能越好。但是，過大的保護層厚度會使構(gòu)件受力后產(chǎn)生的裂縫寬度過大，就會影響其使用性能，而且過大的保護層厚度還必然會造成經(jīng)濟上的浪費。

2 鋼筋保護層厚度的控制措施

2．1 灌注樁保護層控制措施

(1)準確定位樁基位置，防止樁基偏位;(2)嚴格控制鉆頭大小，防止出現(xiàn)孔徑偏小現(xiàn)象，而造成保護層過小;經(jīng)常長時間使用的鉆頭應(yīng)及時修補;(3)防止縮孔現(xiàn)象發(fā)生，土質(zhì)差的情況，采用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護壁并且快轉(zhuǎn)慢進;(4)保證鉆孔豎直度，鉆機支平墊穩(wěn)，鉆桿必須豎直，鉆進過程中勤觀察勤測量，發(fā)現(xiàn)偏移及時校正;(5)成孔后，檢測鉆孔豎直度，如果出現(xiàn)偏位，應(yīng)重新掃孔;(6)防止鋼筋籠加工、制作必須嚴格按照設(shè)計圖紙和規(guī)范要求;確保鋼筋綁扎及焊機的質(zhì)量，保證鋼筋骨架的穩(wěn)固性;(7)鋼筋籠位置尺寸進行嚴格驗收，確保位置準確，固定牢固，合乎要求;(8)控制鋼筋籠下發(fā)的位置，保證鋼筋籠位于孔中心。

2．2 其他構(gòu)件保護層控制措施

(1)鋼筋下料人員應(yīng)熟悉圖紙及規(guī)范的要求。鋼筋加工時要放樣尺寸要準確，特別是對一些鋼筋布置密集，復(fù)雜的圖紙，鋼筋須經(jīng)計算后根據(jù)實際進行放樣，避免由于交接點處鋼筋密集無法安裝;(2)加強模板質(zhì)量控制，模板制作的尺寸偏差也會導(dǎo)致保護層的超標。要注意模板的制作和安裝。制作要規(guī)范、安裝要精確，縮模、擴模現(xiàn)象很容易導(dǎo)致鋼筋保護層超限;(3)重視鋼筋的綁扎成型工序，綁扎時要按圖紙、規(guī)范操作，保證鋼筋骨架各部分尺寸及精度。合理安排各方向的主筋與副筋位置，確保主筋位置的安放準確，避免鋼筋保護層厚度出現(xiàn)偏差;(4)安放、綁扎固定鋼筋保護層墊塊應(yīng)作為鋼筋工程施工中的一個重要環(huán)節(jié)。施工過程中應(yīng)該采用混凝土墊塊，墊塊的數(shù)量應(yīng)滿足要求，墊塊每平方米不少于4塊;當(dāng)鋼筋直徑較小時，容易發(fā)生保護層變形的地方，還應(yīng)適當(dāng)加密墊塊;(5)注意成品保護，加強監(jiān)管力度，禁止施工人員在已綁扎成型并經(jīng)驗收的鋼筋上隨意的亂踏，且不得將較重的機械設(shè)備器具放在鋼筋骨架上，造成墊塊傾倒或脫位，使保護層厚度得不到保證;(6)保護層厚度前期檢查，砼澆筑前質(zhì)檢人員要對鋼筋、模板、保護層厚度等項目進行檢查。確保保護層厚度滿足設(shè)計和規(guī)范要求，尺寸超限的不得澆筑砼;同時還要確保墊塊綁扎牢固;(7)混凝土澆搗過程中振搗做到有序振搗。混凝土過振、漏振或振動棒觸及鋼筋骨架，都會造成保護層厚度不滿足要求。施工中還要對易于偏位的鋼筋應(yīng)作有效的固定;(8)及時跟進保護層厚度的后期檢測工作，從而檢驗并及時糾正、完善施工工藝。

3 結(jié)束語

保護層厚度對混凝土耐久性有著很大的影響，是衡量混凝土質(zhì)量好壞的重要指標。我們要端正態(tài)度，嚴格按照設(shè)計和規(guī)范要求進行施工，保證此項指標符合要求，保證混凝土的耐久性符合要求。

［1］《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)．

［2］《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204—2002)．