鋼筋混凝土保護層對工程質量的影響探析

摘要：鋼筋混凝土保護層對鋼筋與混凝土一起正常的工作起著重要的作用，但工程承包商對保護層的控制沒有引起足夠的重視，這樣會對工程的質量造成很大的影響，通過分析保護層對工程質量造成的影響，以便在實際施工中加以重視，從而提高工程的質量。

關鍵詞：鋼筋混凝土；保護層；結構；工程質量

一 鋼筋混凝土保護層的概念以及對其正確的理解

混凝土保護層是指受力鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離。鋼筋的混凝土保護層最小厚度取決于構件的耐久性和對受力鋼筋的粘結。從鋼筋粘結錨固角度看，對混凝土保護層厚度提出的要求是為了保證鋼筋與其周圍混凝土能共同工作，并使鋼筋充分發揮計算所需的強度。規范規定受力鋼筋的保護層最小厚度與構件的種類、環境類別有關，同時要求不應小于受力鋼筋直徑。而根據耐久性要求，混凝土保護層的最小厚度是按照構件在50年內能保護鋼筋不發生危及結構安全的銹蝕而確定的。在現場施工時只需按照圖紙要求設置鋼筋混凝土保護層厚度，不必自行增大或減小保護層厚度，以免對構件的受力性能和混凝土的表觀質量產生不必要的影響。在施工現場有很多的人對概念把握不準，認為是受力鋼筋中心至混凝土表面的距離，或者是鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離，同時混凝土保護層的厚度對不同的構件、不同的環境取值是不一樣的。

二 保護層對結構的影響

保護層的厚度、質量對構件的耐火性、耐久性具有非常重要的作用，混凝土保護層厚度不足對構件的影響是多方面的。

（1）混凝土碳化

混凝土碳化是指混凝土內水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳，在溫度適宜時發生的化學反應，混凝土的碳化是由表及里向混凝土內部擴展，碳化會對混凝土的堿度、強度和收縮產生影響。混凝土中水泥水化時產生大量的氫氧化鈣，鋼筋處在堿性環境中，在鋼筋表面形成氧化膜，保護鋼筋不易被腐蝕，當混凝土碳化后，pH值降低，即混凝土的堿度降低，鋼筋表面的氧化膜遭到破壞，減弱鋼筋的保護作用，使鋼筋具備了發生銹蝕的條件。碳化會使混凝土構件外表剝落，使保護層進一步減小。因此，混凝土構件中的鋼筋必須要具有足夠的保護層厚度，使混凝土碳化深度在建筑物使用年限內達不到鋼筋表面，同時對混凝土構件也起一種自身保護作用。

（2）鋼筋的銹蝕

鋼筋銹蝕后鐵銹體積會膨脹2倍～4倍，致使混凝土保護層開裂， 受到潮氣或水分滲入，將加快鋼筋銹蝕，使鋼筋直徑減小鋼筋到銹斷，導致房屋建筑破壞，直至倒塌。鋼筋的銹蝕是指鋼筋表面與周圍的介質發生了化學作用或電化學作用遭到侵蝕而破壞的過程。當保護層厚度不夠時，混凝土構件表面出現裂縫， 導致部分鋼筋長期暴露于空氣中，容易發生氧化作用，使鋼筋發生銹蝕。鋼筋發生銹蝕后，在表面出現程度不等的銹坑和銹斑，鐵銹體積增大，對周邊混凝土產生壓力，將使混凝土沿鋼筋方向開裂，進而使保護層成片脫落。而裂縫的加寬和加深及保護層的剝落又進一步導致鋼筋更劇烈的腐蝕。

（3）影響構件的承載力

對構件截面“有效高度”的影響，從錨固、耐久性和防火性的角度來看，在混凝土結構中保護層的厚度越大對鋼筋的保護作用越好；然而在實際設計時，鋼筋間距及保護層厚度卻并非越大越好。這一方面是因為這樣做必然會加大構件截面，減小構件截面有效高度，對受彎構件的承載力、剛度和裂縫控制性能影響極大，因而不經濟。另一方面當保護層過厚時，構件表面易產生裂紋，構件一旦開裂，將導致比較寬的構件表面裂縫。因此，為了避免一旦開裂而形成較寬的裂縫，對于保護層過大的情況還應進行裂縫寬度的驗算來加以控制；或采用在保護層中配鋼筋網片的方法，控制可能的開裂和裂縫寬度。

鋼筋混凝土構件是混凝土結構體系中的主要受力構件，是建筑物的骨架。若保護層厚度不夠，當受彎構件保護層出現裂縫后，鋼筋受到銹蝕，會使縱向受拉鋼筋的有效截面面積減小，導致受彎構件正截面承載力下降。混凝土保護層開裂后， 同樣會使梁中的箍筋發生銹蝕，箍筋發生銹蝕往往比縱向鋼筋更加嚴重， 因為箍筋的保護層厚度比縱向鋼筋的保護層厚度還小。箍筋被腐蝕后，不僅直接影響受彎構件斜截面的抗剪承載力，而且受腐蝕的箍筋不能有效地約束混凝土，從而對構件的正截面承載力產生間接影響。另外負筋的保護層控制是容易被忽視的部位，一方面上部鋼筋沒有相應的控制措施，容易忽略，也有的在施工時不注意保護，將已綁扎好的鋼筋踩下。

（4）影響粘結力

對于現澆混凝土構件， 鋼筋與混凝土兩種不同性質的材料能共同工作的原因之一是鋼筋與混凝土之間有粘結力存在。保護層厚度不足鋼筋發生銹蝕后，在鋼筋表面出現銹斑，鋼筋與混凝土脫開，引起鋼筋與混凝土的粘結力下降，鋼筋與混凝土不能依靠粘結力來傳遞應力，不能共同工作，導致構件承載力下降，構件發生局部破壞或產生過大變形，使結構的安全性能降低。

三 總結

在現代建筑中鋼筋混凝土結構所占比例較大，鋼筋工程量大面廣， 通過分析鋼筋混凝土保護層對工程質量的影響，應該重視對保護層的控制。現在存在的問題是一些工地沒有采取有效措施，在施工中混凝土保護層控制不嚴，受力鋼筋位置控制不準，混凝土結構表面露筋多，觀感很差，使混凝土結構的承載力和耐久性受到損害。因此建議，為確保混凝土結構的承載力、耐久性和耐火能力（如梁、柱等關鍵結構構件），按照新規范規定從嚴要求受力鋼筋混凝土保護層最小厚度是十分必要的。

參考文獻

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