淺談建筑工程鋼筋保護層施工質量控制

侯將

【摘要】鋼筋混凝土保護層是指混凝土構件中，起到保護鋼筋避免鋼筋直接裸露的那一部分混凝土，從混凝土表面到最外層鋼筋外邊緣之間的最小距離。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。以此為出發點，本文結合多年的工程施工實踐，簡述鋼筋保護層的重要性及其在施工中的控制。

【關鍵詞】建筑工程；鋼筋保護層；質量控制

1、鋼筋混凝土的作用機理

我們都知道混凝土是由水泥、砂子、石子和水按一定的比例拌和而成，凝固后堅硬如石，受壓能力好，但受拉能力差，容易因受拉而斷裂；而鋼筋正好具備了和混凝土相反的抗壓強度差、抗拉強度好的性能。為了解決這個矛盾，充分發揮混凝土的受壓能力，常在混凝土受拉區域內或相應部位加入一定數量的鋼筋，使兩種材料粘結成一個整體，共同承受外力。這兩種材料通過四種途徑可達到很好的組合能力：①鋼筋與混凝土接觸面上吸附作用力，也稱膠結力。②混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產生摩擦力。③鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產生的機械咬合作用，也稱咬合力。

因為鋼筋與混凝土之間存在足夠的粘結力，設計人員在結構計算時，鋼筋混凝土構件是作為一個整體來承受外力的；又由于混凝土的抗拉強度很低，為簡化計算，一般混凝土只考慮承受壓應力，而拉應力則全部由鋼筋來承擔。對于受力構件截面設計來講，受拉的鋼筋離受壓區越遠，其單位面積的鋼筋所能承受的外部彎矩也越大，這樣鋼筋發揮的效率也就越高。所以一般來講，無論是梁還是板，受拉鋼筋總是應盡量靠近受拉一側混凝土構件的邊緣。如挑梁的受力筋應設在構件上部受拉區。如果放置錯誤或者鋼筋保護層過大，輕則降低了梁的承載能力，重則會發生梁斷裂引起倒塌事故。

2、鋼筋保護層不足造成鋼筋破壞的原因

2.1 混凝土保護層損害作用

保護層碳化的損害作用混凝土失去堿性的過程叫做碳化，是一種普遍存在的介質與混凝土相互作用的形式，一般可使混凝土孔隙液體的pH 降至8～10。混凝土碳化具有分層特性，由混凝土表面向內部逐漸進行。由于鋼筋表面的鈍化氧化鐵薄膜只有在強堿性環境中才得以形成和穩定存在，因此，一旦保護層碳化至鋼筋表面時，就會導致鈍化氧化鐵薄膜的破壞，從而失去保護鋼筋免遭銹蝕的能力。

2.2 碳化過程的影響因素

（1）空氣相對濕度：碳化的三個過程均與周圍空氣的相對濕度有關。相對濕度高，則混凝土含水率高，混凝土內部孔隙被物理結合水所充滿，CO2向內擴散的速度就會大幅度降低，碳化過程實際上不能進行；相對濕度低，則由于混凝土中水分不足，Ca（OH）2的擴散無法進行，碳化過程實際上也處于停滯狀況。在空氣相對濕度為50% ～60%時，碳化速度最快，此時，物理結合水不能充滿混凝土的孔隙。足以保證CO2氣體向內的擴散過程，而孔隙內表面上物理結合水液膜為Ca（OH），向外擴散提供了條件，同時，由于氣液交界面積大，也使化學反應進行得較快。

（2）溫度：當溫度較低時，水變成冰，化學反應無法進行，碳化過程也就實際上停止了。隨著溫度的升高，化學反應速度、C02和Ca（OH）2的擴散過程均呈加快趨勢，因而碳化過程隨溫度的升高而加快。

（3）混凝土性質：在環境條件相同時，碳化過程取決于混凝土本身的性質。據研究，混凝土碳化深度大致與碳化時間的平方根成正比關系。在一定范圍內，水泥用量越大，碳化過程越慢。水泥用量一定時，增大水灰比，則增加混凝土的孔隙率，降低密實度，碳化過程加快。礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥混凝土碳化過程快于普通硅酸鹽水泥。設計強度越高，混凝土碳化過程越慢。施工時振搗充分、養護良好，則混凝土的實際強度就高，混凝土碳化過程就慢。一般說來，室外混凝土的碳化過程比室內慢，其碳化值約為室內值的2/3左右，但門窗等通風口處的構件，即使處于室內，其碳化值也與室內值相近堿度差異、氯離子濃度差異、局部氧氣劇增形成的鋼筋被包裹在混凝土構件中形成鈍化保護膜，不與外界接觸相對還比較安全，但如果鋼筋保護層厚度過小，也就是鋼筋過分靠近受拉區一側，一方面容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時表面混凝土剝落，另一方面隨著時間的推移，表面的混凝土將逐漸碳化，用不了多久，鋼筋外混凝土就失去了保護作用，嚴重時還會導致整個結構體系的破壞。

3、施工中的技術控制措施

下面就本人在多年的施工經驗中就保證鋼筋保護層的問題談談我個人觀點，認為要想很好的控制鋼筋的保護層就要從以下幾點考慮：

（1）根據不同部位的鋼筋事先做好控制方案，并做好詳細的技術交底。保護層的厚度并非千篇一律，一般來說現澆樓板的保護層厚度1.5cm，而基礎的保護層厚度通常為5cm，有時甚至達到10cm 。不同部位的鋼筋制定不同的施工方案及控制措施。多排鋼筋的梁面或梁底容易造成縱筋下落或位移，梁的兩排縱筋之間的凈距規定不小于25mm，為此我們可以使用直徑25mm的短筋作為分隔筋，分隔筋每跨梁內不得少于兩處，而梁的側面和底面分別用強度不小于M15的帶綁絲的和不帶綁絲的水泥砂漿墊塊分別置于梁的側面和底面，墊塊尺寸不得小于40×40mm。

（2）施工中嚴格按照施工方案及技術交底認真做到過程控制，達到重點綁扎部位專人監督、全面檢查的形式，并且認真做好施工記錄及隱蔽驗收，鋼筋綁扎完畢避免上人踩踏。在混凝土澆注完畢后要及時澆水養護，防止碳化，澆水時間不得少于7天。拆模時，嚴禁破壞砼的棱角，如有破壞，按規范要求及時修復，以防保護層減小，造成鋼筋銹蝕。

結語：

誠然，鋼筋保護層厚度對單項工程質量并不是起決定作用的，但如果不重視它，所產生的危害也是不容忽視的。我們要在正確了解鋼筋及混凝土的受力機理的前提下，充分認識到合理的鋼筋保護層厚度對工程結構的重要性。只有防微杜漸，才能使我們的工程施工技術水平更上一個檔次。

參考文獻：

[1]中國建筑科學院研究院.混凝土結構工程質量驗收規[S].中國建筑工業出版社，2013.

[2]姚宏光.建筑工程中鋼筋保護層厚度的控制[J].民營科技.2012，05.