垫块对混凝土耐久性的意义

1、提高垫块质量延长构件寿命处在海水环境中的钢筋混凝土结构，由于钢筋锈蚀，引起混凝土结构 的过早破坏，其破坏造成的直接、间接损失远远超出人们的意料，已成为 海工建筑物日益突出和普遍关注的一大灾害。如何采取有效的技术措施， 防止海工混凝土结构过早出现钢筋锈蚀破坏，确保建筑物达到预期的使用 寿命已成为国内外学术界、工程界极为关切的热点。在此就垫块对于混凝 土构件耐久性的影响及施工中应注意的问题进行探讨。在许多施工者的眼中，混凝土垫块的作用就是垫起钢筋网片，使钢筋 离开模板一定距离，保证混凝土中的钢筋有一定的保护层；随便一块石头 就是一个很好的垫块。这种理解对于基本不受腐蚀的普通钢筋混凝土中的 钢筋锈蚀

2、来说有一定的道理（垫块对混凝土结构有多种影响，对结构受力 的影响本文不再讨论），因此很多施工单位因此放松了对垫块预制的管理， 导致许多工程使用了质量低劣、密实性差的混凝土保护层垫块，这对不受 腐蚀的普通钢筋混凝土中的钢筋锈蚀来说影响不大，但这种垫块对于长期 受腐蚀的海水环境中的混凝土来说，成了导致钢筋混凝土中钢筋锈蚀、造 成构件寿命缩短的“致命杀手”。海工钢筋混凝土构件的混凝土强度较高，并且混凝土质量也都满足了 设计对强度的要求，但为什么结构过早被破坏，导致使用寿命的缩短呢？ 这主要是因为钢筋锈蚀导致的混凝土破坏。钢筋锈蚀的机理是：海水中的 氯离子等化学物质渗入了混凝土，在钢筋上不断的产生积累

3、，到达某一临 界值后，钢筋钝化膜开始破坏，钝化膜丧失对钢筋的保护作用，从而引起 钢筋锈蚀，削减其有效断面，并引起膨胀，破坏混凝土保护层，形成恶性 循环，加速结构的破坏。为了减轻氯离子对混凝土的破坏，现在的普遍做 法是整体提高混凝土抗氯离子的性能指标和确保钢筋混凝土的保护层厚 度，来延长和减少氯离子渗入钢筋的时间和数量。混凝土保护层对钢筋的防腐蚀极为重要，它有着双重作用。首先，增 加它的厚度可明显地推迟腐蚀介质（氯离子）到达钢筋表面的时间，（氯离 子渗入混凝土内部的时间是由距离（L）和混凝土抗氯离子的渗透能力（A） 决定的，时间和距离之间为平方关系即：渗入时间=A*L2）；其次可增强抵 抗钢筋锈

4、蚀造成的胀裂力，但过厚的保护层导致混凝土破裂后的裂缝增大， 会引起更大范围的混凝土破坏，引起大面积钢筋外露，危害更大，因此合 适的混凝土保护层对于钢筋混凝土的耐久性有着极为重要的意义。混凝土 保护层的厚度控制是由设计单位提供，施工单位保证的，而施工单位控制 保护层的主要手段是垫块，因此垫块的尺寸特别是厚度要确保满足设计、 规范要求，就是施工单位必须严格控制的一项重要技术指标。如何整体提高混凝土抗氯离子的性能指标呢？目前采取的主要措施是 通过增加水泥及掺和料用量、掺加外加剂、降低水灰比来提高混凝土密实 性和混凝土强度等级，来增加混凝土抗氯离子的能力，当然，这也肯定包 括混凝土垫块的抗氯离子的能力

5、。“千里之堤、溃于蚁穴”，如果垫块的抗 氯离子的能力不高，其它部位的混凝土质量再好，氯离子也会沿着垫块这 一个“蚁穴”，渗入混凝土内部，在钢筋上积累、腐蚀钢筋，进而破坏整个 混凝土这个“千里之堤”。因此，从这种意义上来说，整个构件的使用寿命， 就是由小小的垫块决定的。另外，因为预制和浇注时间不同，垫块和混凝土之间难免会形成界面， 出现薄弱区，氯离子总会沿着这个界面渗入混凝土内部来腐蚀钢筋，造成 构件从该处开始破坏。如何减缓这种破坏，延长混凝土构件的使用寿命呢？ 变直面线为斜面或曲折面即延长垫块与混凝土界面的长度是延长混凝土构 件寿命的一项重要措施。通过以上分析，足以证明在钢筋混凝土中垫块的重大

6、作用和垫块的预 制质量优良对于延长钢筋混凝土使用寿命的重要意义。如何预制满足质量 要求的垫块呢？施工单位应注意以下问题：1、配合比：为了保证构件的耐久性，设计预制的砂浆或细石混凝土垫 块的配合比要采用水灰比不大于0.40的砂浆或细石混凝土，以此来提高垫 块的密实性和强度等级，增加混凝土抗氯离子的能力。简单的说一句话， 用低水灰比来保证垫块的强度和质量。2、模板设计：从上面的分析中知道，钢筋混凝土保护层垫块除了应控 制内在质量外，还要使厚度合理、界面加长，以延长氯离子渗入混凝土内 部的时间从而延长混凝土构件的使用寿命，因此施工单位必须按设计的保 护层厚度要求来设计垫块的模板，保证垫块厚度统一，才

7、能确保钢筋混凝 土保护层厚度；同时尽量采用界面长而且容易绑扎的形状，最好采用圆台、 棱台或工型，并且开有与钢筋直径相当的楔口，以保证垫块绑扎质量。3、预制控制：为了保证混凝土保护层垫块的预制质量，施工单位要严 格控制预制过程，在确保水灰比的同时要保证砂浆或细石混凝土的密实性， 震动要充分（最好废除插捣工艺）。因单个垫块体积较小，建议设计多格模 板，用机械震动，不能仅仅依靠压面来保证密实；在拆摸前、后一定要加 强对垫块的养护，因其体积小、水灰比小，受外界环境影响大，冬季容易 冻坏，夏季和风天很容易失水，导致水化反映不充分和引起垫块干裂，这 些都会对垫块产生严重危害，因此必须保证养护质量；拆摸时要

8、注意对每 一个垫块的保护，避免损伤；按照养护龄期，分开存放，避免强度不足的垫块用于施工生产。4、施工控制：要注意保证钢筋绑扎的施工质量。A、严格控制钢筋绑扎质量、确保扎丝的保护层厚度。扎丝若伸入保 护层内，将导致扎丝保护不足造成扎丝首先腐蚀，进而导致钢筋锈蚀，因 此施工中必须做到扎丝不伸入保护层混凝土内。B、垫块要绑扎结实，不允许垫块歪、斜，如施工过程中发现此类现象， 必须将垫块扶正，以确保混凝土保护层厚度。C、垫块使用前必须湿润。干燥的垫块会吸收其周围混凝土水分，造成 垫块四周混凝土缺水，形成较大的薄弱层，影响混凝土与垫块的结合和构 件的使用寿命。D、用于施工的垫块必须达到一定强度方可用于施工。强度较低，施 工过程中易破损，发现破裂垫块必须替换。混凝土垫块对于长期受腐蚀的海水环境中的混凝土来说意义如