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2010年新的《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)，鋼筋保護層的定義為:混凝土構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。對后張法預應力筋，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定是為了使混凝土結構構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，不致使主筋在所設定的年限內受其碳化影響，從而能有效地延緩保護層內主筋的銹蝕進程。

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，從而導致鋼筋銹蝕，斷面減小，結構構件整體性受到破壞。大大縮短了構件的使用年限。

1．2 保護層過厚的危害

(1)構件易橫向開裂。工程實踐經驗證明，當混凝土構件縱向主筋保護層厚度大于40mm時，其表面極易出現垂直主筋方向的多處規則性橫向裂縫，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，最終導致構件提前破壞;(2)降低構件承載能力。根據GB50010—2002《混凝土結構設計規范》第7．2．1條中工程常用的單筋矩形截面受彎構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即減去相應值，也即構件承載能力降低相應比例。同時，相較于板式結構，梁、柱、墻類構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，構件的受力鋼筋粘結錨固性能、耐久性和防火性能越好。但是，過大的保護層厚度會使構件受力后產生的裂縫寬度過大，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，防止出現孔徑偏小現象，而造成保護層過小;經常長時間使用的鉆頭應及時修補;(3)防止縮孔現象發生，土質差的情況，采用失水率小的優質泥漿護壁并且快轉慢進;(4)保證鉆孔豎直度，鉆機支平墊穩，鉆桿必須豎直，鉆進過程中勤觀察勤測量，發現偏移及時校正;(5)成孔后，檢測鉆孔豎直度，如果出現偏位，應重新掃孔;(6)防止鋼筋籠加工、制作必須嚴格按照設計圖紙和規范要求;確保鋼筋綁扎及焊機的質量，保證鋼筋骨架的穩固性;(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)控制鋼筋籠下發的位置，保證鋼筋籠位于孔中心。

2．2 其他構件保護層控制措施

(1)鋼筋下料人員應熟悉圖紙及規范的要求。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，復雜的圖紙，鋼筋須經計算后根據實際進行放樣，避免由于交接點處鋼筋密集無法安裝;(2)加強模板質量控制，模板制作的尺寸偏差也會導致保護層的超標。要注意模板的制作和安裝。制作要規范、安裝要精確，縮模、擴模現象很容易導致鋼筋保護層超限;(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偏差;(4)安放、綁扎固定鋼筋保護層墊塊應作為鋼筋工程施工中的一個重要環節。施工過程中應該采用混凝土墊塊，墊塊的數量應滿足要求，墊塊每平方米不少于4塊;當鋼筋直徑較小時，容易發生保護層變形的地方，還應適當加密墊塊;(5)注意成品保護，加強監管力度，禁止施工人員在已綁扎成型并經驗收的鋼筋上隨意的亂踏，且不得將較重的機械設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計和規范要求，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，是衡量混凝土質量好壞的重要指標。我們要端正態度，嚴格按照設計和規范要求進行施工，保證此項指標符合要求，保證混凝土的耐久性符合要求。

［1］《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)．

［2］《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204—2002)．