浅谈钢筋混凝土保护层作用

浅谈钢筋混凝土保护层的作用

【摘要】本文从钢筋、混凝土各自简要的力学性能，介绍了两材料共同工作的原理及钢筋混凝土保护层的重要性，从对工程质量产生重要的影响，因此提高对钢筋混凝土保护层的认识和施工水平。

【关键词】钢筋混凝土；保护层作用；质量原因；防治措施钢筋混凝土的发明出现在近代，通常为人认为发明于1848年。1872年，世界第一座钢筋混凝土结构的建筑在美国纽约落成，人类建筑史上一个崭新的纪元从此开始，钢筋混凝土结构在1900年之后在工程界方得到了大规模的使用。随着社会的进步，经济的发展，现代建筑已经离不开钢筋混凝土构件，只要有建筑工程建设就会有钢筋混凝土构件，钢筋和混凝土就会作为主要材料，而有钢筋就会有混凝土保护层，那么什么是混凝土保护层？它的作用是什么呢？产生保护层质量问题的原因及防治措施有哪些？

一、钢筋和混凝土两种不同材料的工作原理

众所周知，混凝土是一种抗压能力较强而抗拉能力很弱的建筑材料（一般抗拉强度只有抗压强度的1/8-1/20），且破坏时具有明显的脆性性质，故未加钢筋的混凝土极少被单独使用于工程。相较混凝土而言，钢筋抗拉强度非常高，一般在200MPa以上，因

此通常人们在混凝土中加入钢筋等加劲材料与之共同工作，由钢筋承担其中的拉力，混凝土承担压应力部分。钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土虽然是两种不同的材料，但是却有着近似相同的线膨胀系数，(混凝土为（1.0～1.5)×10-5，钢筋为1.2×10-5)，不会由环境温度不同而发生相应的温度变形；其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条（称为变形钢筋）来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合，当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时，通常将钢筋的端部弯起1800度弯钩。因此在施工中必须保证混凝土保护层的厚度，从定义上混凝土保护层是指混凝土构件中，起到保护钢筋避免钢筋直接裸露的那部分混凝土，其厚度为纵向钢筋（非箍筋）外缘至混凝土表面的距离，（保护层最小厚度具体数值在我国钢筋混凝土规范中根据不同部位、不同使用环境等因素不同有不同的规定）保护层最小厚度的规定是为了使混凝土结构构件满足的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。

二、钢筋混凝土保护层的作用及重要性

钢筋混凝土保护层的作用可从三个方面来讲述：（1）混凝土结构中，钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种不同材料组成的复合材料，两种材料具有良好的粘结性能是它们共同工作的基础，从钢筋粘结锚固角度对混凝土保护层提出要求，是为了保证钢筋与其周围混凝土能共同工作，并使钢筋充分发挥计算所需强度（2）

混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀。但是因为钢筋在的主要成分为铁，铁裸露在常温下就很容易被空气氧化，在潮湿的环境中就更容易锈蚀，被氧化或锈蚀的钢筋其承载能力及各方面性能都会大大降低，使得钢筋的有效截面减少，影响结构受力，从而影响工程质量，因此需要根据耐久性要求规定不同使用环境的混凝土保护层最小厚度，以保证构件在设计使用年限内钢筋不发生降低结构可靠度的锈蚀。（3）对有防火要求的钢筋混凝土梁、板及预应力构件，对混凝土保护层提出要求是：为了保证构件在火灾中按建筑物的耐火等级确定的耐火限的这段时间里，构件不会失去支持能力。应符合国家现行相关标准的要求。

钢筋的混凝土保护层的作用不容忽视，对钢筋混凝土结构的受力性能、耐久性和耐火能力具有很大的影响，关系到建筑物的安全和使用寿命，因此在施工过程中必须高度重视和加强质量控制，保护层既不能过薄也不能过厚。若保护层过薄，一影响了钢筋与混凝土的锚固，致使两者粘结力不足，二对钢筋的防锈不利，当空气中的有害介质进入到混凝土中，会对钢筋直接产生锈蚀作用，影响构件的耐久性，最常见的就是板底露筋或是虽不露筋，但交付后不久，钢筋就产生锈蚀，板底面出现锈迹，又要进行处理修补。但是若保护层过厚，减小了构件设计计算的有效高度值，导致钢筋构件达不到设计强度，而且钢筋保护层过厚使结果下部离受力筋远的混凝土由于粘结锚固作用降低，其抗拉强度下降反

而易开裂引起钢筋锈蚀直接导致承载力降低，其结构强度必然降低，结构存在安全隐患。

三、钢筋保护层质量问题原因及防治措施

在施工实践中经常因操作等方面的不规范引起钢筋保护层质量的问题：1）一般工地上主要是水泥砂浆块或是细石砼块、塑料定性垫块等，施工中可以满足使用要求，但往往由于施工人员不是很注意或者其他的人为因素，造成垫块移位或者乱用、少用垫块，致使垫块失去作用；2）对于板保护层来说，由于板的厚度相对较薄，又养护不到位，在施工过程中容易出现两种状况：一个是移位，一个是破碎；从而失去垫块的作用，使这一区域的钢筋下沉，保护层不能满足要求了。3）对于墙保护层来说，主要表现为根部主筋位移保护层不准不足、垫块太少、模板施工中墙面垫块破坏、剪力墙绑扎中墙拉筋收缩了墙的有效截面。4）对于梁保护层来说，梁底垫块不够或者已被破坏、梁侧面保护层控制不好、模板位臵安装不准确、砼浇灌梁顶标高控制不准等。防治通病的措施主要从产生通病的原因入手，这样才能从根本上防治质量通病，常见的措施主要是：

1、管理措施：

1）熟悉图纸，对施工人员加强技术交底、钢筋制作安装的检查工作及培训；

2）合理安排各工种的施工顺序，避免其他工种在安装好的钢筋上踩踏作业。如水电预埋，尽量在板上部钢筋安装前完成预埋。

3）监理单位加强验收及监督，发现问题及时督促整改。

2、技术措施：

1）浇筑前必须检查隐蔽内容：如保护层是否垫好并符合要求的厚度；

2）浇筑砼采用“后退法”，严禁采用“前进法”,浇筑砼时要尽量减少对钢筋的冲击;

3）在浇筑砼时，派专职钢筋工进行护筋，发现钢筋被踩踏或支撑件移位时，及时进行修整，并且严禁操作人员在钢筋上随意走动

四、结束语

通过以上简要分析，我们可知虽然钢筋混凝土保护层对工程质量并不是起到决定性作用，但时如果忽视了它，对工程的安全性等方面就会留下后患，因此无论是从思想上还是管理上都要重视和确保钢筋混凝土保护层的施工质量，才能确保建筑工程质量不留隐患。

【参考文献】

[1]赵瑜水工钢筋混凝土结构中央广播电视大学出版社，2003.12

[2]郭艳梅《浅谈钢筋混凝土保护层施工质量通病及其控制措施》

《内蒙古科技与经济》 2008年第13期