2018钢筋保护层的重要性及其在施工中的控制方法

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　　摘要：钢筋混凝土结构由于具有耐久性、耐火性、整体性和易于就地取材等优点，现在在建筑工程中已经得到了广泛的应用。影响钢筋与混凝土粘结强度的因素很多，其中主要的是钢筋保护层的厚度、混凝土的强度及浇注位置等。可见钢筋保护层厚度是影响混凝土结构质量的关键因素之一。加强在施工过程中对钢筋保护层厚度的质量控制是确保主体工程施工质量的重要环节。钢筋保护层厚度偏差产生的原因较多，存在设计和施工等方面的原因。本文从钢筋与混凝土两种性质不同的材料共同作用的受力机理，结合多年的施工实践，从钢筋保护层厚度偏差的产生原因入手，谈谈钢筋保护层的重要性及保护层厚度在施工中的控制方法。
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　　关键词：钢筋保护层重要性偏差原因 控制方法
　　1、 钢筋保护层的重要性
　　1.1、钢筋与混凝土共同作用的机理
　　钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种力学性能不同的材料所组成，从材料的物理力学性能来分析，钢筋具有较高的抗拉、抗压强度，而素混凝土只具有较高的抗压强度，抗拉强度很低。但钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数非常接近，还有较好的粘结力。因此，这两种材料能较好地结合在一起，结构构件中产生的拉力主要由钢筋来承担，产生的压力主要由混凝土来承担。这样既发挥了各自的受力性能，又能使两者很好地协同工作，共同承担结构构件所承受的外部荷载。钢筋与混凝土之所以能够共同工作，是因为混凝土结硬并达到一定的强度以后，两者之间建立了足够的粘接强度。粘接强度的产生主要有三个方面的原因：一是因为混凝土收缩将钢筋紧紧的握固而产生的摩擦力；二是因为混凝土颗粒的化学作用产生的混凝土与钢筋之间的胶合力；三是由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。其中机械咬合作用力最大，约占总粘接力的一半以上。
　　1.2、钢筋与混凝土粘接强度的影响因素
　　影响钢筋与混凝土粘结强度的因素很多，其中主要的是保护层的厚度、混凝土的强度及浇注位置等。因此钢筋保护层厚度是影响混凝土结构质量的关键因素之一。过去由于检测方法落后，事后对钢筋保护层的施工质量较难判定，多数工程在混凝土浇注后无从检验，导致阳台倾覆等由于钢筋保护层偏差太大而造成质量事故的时有发生，并对工程的结构安全造成隐患。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204―2002）》规定，混凝土工程应对涉及结构安全的重要部位进行结构实体检验。结构实体检验应包括混凝土强度、钢筋保护层厚度等内容。这样钢筋保护层厚度这一项目在浇注完成后至竣工验收前也必须经过检验,给混凝土结构的质量增加了一个检验保障。因此，加强在施工过程中对钢筋保护层厚度的质量控制是确保主体工程施工质量的重要环节之一。
　　1.3、钢筋保护层厚度的重要意义
　　为使钢筋防止锈蚀，保证钢筋与混凝土之间有足够的粘接强度，钢筋保护层必须达到规定的厚度。这是因为混凝土中水泥水化生成大量的氢氧化钙，使钢筋处在碱性环境中而在其表面生成一层钝化膜，保护钢筋不易锈蚀。但如果钢筋的混凝土保护层厚度过小，混凝土表面将逐渐碳化，当碳化深度穿透混凝土保护层而达到钢筋表面时，钢筋钝化膜被破坏而发生锈蚀，此时产生体积膨胀，致使混凝土保护层产生开裂。开裂后的混凝土更有利于二氧化碳、水、氧气等有害介质的侵入，加剧了钢筋的锈蚀。锈蚀导致钢筋断面减小、强度降低，使钢筋与混凝土不能共同工作，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。因此，钢筋的保护层对钢筋混凝土结构的重要意义在于减小混凝土开裂后纵向钢筋的锈蚀和使得纵向钢筋与混凝土之间有较好的粘结锚固。
　　2、 钢筋保护层厚度偏差产生的原因
　　钢筋保护层厚度偏差产生的原因较多，但据我多年来的现场经验分析主要由以下原因造成：
　　⑴在支模或浇注混凝土时，施工人员随意走动、踩踏钢筋，振捣器振动钢筋，造成钢筋偏离正确位置。
　　⑵对垫块的作用不理解，对垫块的质量不重视。垫块数量少，现场制作的垫块强度低，易破碎。竖向筋的垫块与钢筋绑扎不牢，失去了应有的作用。
　　⑶钢筋保钢护层偏差大的部位多发生在板的负弯矩筋处，这部分钢筋在设计中多采用直径细、刚度小的I级钢，较易被踩弯。目前工地上较常用的方法为加设马凳来固定负弯矩钢筋的位置。但这种单根圆钢制作的马凳结构简单，当有侧向力时，马凳支脚需满足一定的长度和角度要求，否则很容易倾倒，使马凳失去作用。
　　⑷混凝土施工时标高控制不准，混凝土楼板厚度不够或超厚，造成钢筋保护层厚度偏差。
　　⑸钢筋下料、制作时尺寸不准或对钢筋相互间位置关系考虑不周全，加工箍筋尺寸不符合要求，而导致在柱、梁、板节点等部位的钢筋保护层厚度偏差，造成钢筋贴模、移位等情况出现。
　　⑹成品保护差，使钢筋保护层在混凝土施工前不到位。由于施工现场往往是多工种交叉作业，底板筋绑扎完毕后，电工、水暖工要在其上布置管线，木工支梁板侧模。这时若不注意保护，就会造成已绑扎到位的钢筋产生位移或变形，导致钢筋保护层厚度产生偏差。
　　⑺由于楼板中有多种线管交叉布置，楼板中线管累计厚度超过板厚。使得管线交叉处钢筋位置偏差。
　　⑻梁柱节点及主次梁交接处钢筋直径较大，纵横向钢筋在节点处相互交叉阻碍，造成钢筋保护层厚度在结点处出现偏差。
　　3、 钢筋保护层厚度在施工中的控制方法
　　钢筋保护层厚度应如何控制，是我们工程技术人员共同关注的问题。本人认为钢筋保护层厚度在实际的施工过程中应注意的问题是：
　　3.1板钢筋保护层的控制
　　⑴浇灌混凝土时必须搭设马道，工人应站在马道上操作。浇混凝土时，应将混凝土浇在梁上或板中央，让混凝土自然流入负弯矩筋与楼板之间或人工用铁锹铲入。防止混凝土倾倒时将钢筋压倒。
　　⑵将旧马凳进行改造，传统的马凳是直径较小的单个马凳，根据现场实践，我们使用φ12以上的钢筋下脚料做成钢板凳形状作为上层钢筋的马凳，并按钢筋间距均匀布置。这种马凳由于刚度较大，且马凳的支撑点增加，所以在施工过程中不致下沉和位移。也能控制住成本费用在合理的范围。
　　⑶在阳台、雨罩等负弯矩筋较多的部位，可采用加支腿的架管，将负筋吊起，以固定钢筋位置。在混凝土收面时，将架管取出，并将混凝土表面补抹平整。
　　⑷对板下层钢筋网，可选用市场上销售的保护层垫块或工地现场加工的砂浆垫块，现场加工的垫块应严格按要求制作，厚度根据不同部位的钢筋而定。垫块强度应满足使用要求，根据钢筋网片粗细和间距垫得适量可靠。保证下层钢筋在施工过程中不下沉。
　　3.2、梁、柱钢筋保护层的控制
　　⑴下料前加强配料管理，对钢筋的下料尺寸进行准确计算，对形状复杂的钢筋，预先必须放出实样。钢筋实样作好并经检验校核无误后，再进行批量加工制作。准确控制成型尺寸。
　　⑵绑扎骨架钢筋时将多根钢筋端部对齐。
　　⑶绑扎时做好钢筋位置标记，防止钢筋偏斜或骨架扭曲。
　　⑷施工时检查垫块厚度及马凳高度是否正确，垫块及马凳数量和位置是否符合要求。梁要检查下部筋垫块是否牢固、梁侧筋与模板间的垫块是否绑扎牢固。柱子要检查垫块与竖筋是否绑扎牢靠。
　　3.3混凝土保护层厚度的控制
　　混凝土施工前，在模板及钢筋上弹出50线，作为控制混凝土上表面标高的依据。施工时根据浇筑进度及时拉线尺量检查，防止混凝土浇筑超厚。
　　3.4做好成品保护工作
　　钢筋网和钢筋骨架安装入模后，一直到混凝土浇捣完毕的整个过程中，都必须始终注意保护和修理。安装后的保护工作主要是防止移位和变形，因此要随时检查钢筋的绑扎和固定是不是牢固，并防止钢筋网和钢筋骨架受重物负荷，也尽量避免人在其上走动。如发现移位和变形，应及时根据具体情况予以修理。
　　4、结论
　　钢筋保护层厚度对混凝土结构工程的质量会产生影响，在涉及结构安全的重要部位必须严格按照混凝土结构工程施工质量验收规范的规定去执行。如果不很好的重视它，所造成的危害是不容忽视的。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对工程结构的重要性。
　　5、主要参考文献
　　[1]《建筑施工手册》[M].北京:中国建筑工业出版社,2003
　　[2]《混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204―2002）》
　　[3]《混凝土结构》[M]. 北京:武汉理工大学出版社, 2002