有关钢筋保护层的论文

浅谈钢筋保护层在建筑工程中的作用与控制摘要：现代建筑已离不开钢筋混凝土构件，无论是单层工业厂房还是一般民用建筑或高达数百米的摩天大楼，要是离开了钢筋混凝土，很难想象将会是什么样的结果。有钢筋就需有保护层，钢筋保护层究竟有什么作用？保护层多大才合适？钢筋怎样才能发挥出它固有的力学特性？笔者试从钢筋与混凝土共同作用的受力机理，结合多年的施工实践，谈谈钢筋保护层的重要性及其在施工中的控制……关键词：钢筋保护层钢筋砼施工受力构件前言：众所周知，现代建筑已离不开钢筋砼构件，无论是住宅楼还是高达数百米的摩天大楼，其中都有钢筋砼的身影。钢铁工业起步较早，但真正应用于工程施工时间并不长，砼在建筑工程中的大量应用始于20世纪30年代。但自从人们找到钢筋与砼共同作用的钢筋砼构件，工程施工技术得到了突飞猛进的进步。特别是近几十年，由于普通钢筋砼结构及预应力钢筋砼结构在工程中的应用，更使得建筑领域发生了翻天覆地的革命。大楼高度频频被刷新，几百米跨度的桥梁也很常见。这中间都少不了钢筋和砼这两样材料作出的贡献。一、钢筋保护层的功能和作用从原材料的物理力学性能来讲，钢筋具有较强的抗拉、抗压强度，而砼只具有较高的抗压强度，抗拉强度却很低，但是两者的弹性模量比较接近，还有较好的粘结力，而在钢筋砼构件，既发挥了各自的受力性能，又能很好地协调工作，共同承担结构构件所承受的外部荷载一、钢筋保护层的功能和作用钢筋混凝土构件由钢筋和混凝土组成。就原材料的力学性能而言，钢筋有较强的抗拉、抗压强度，但混凝土只有较强的抗压强度，而抗拉强度却很低。但两者弹性模量接近，有较好的化学胶结力、摩擦力和机械咬合力，所以二者结合，既能发挥各自的材料强度，大大提高构件的承载力，又能很好地协调工作，改善混凝土的脆性。结构计算时，由于混凝土的抗拉强度很低，一般混凝土只考虑承受压应力，而拉应力则全部由钢筋来承担。为防止钢筋锈蚀和保证钢筋与混凝土的紧密粘结，梁、板、墙、柱都应具有足够的保护层（受力钢筋外边缘到混凝土外边缘的最小距离称为保护层厚度）。钢筋混凝土保护层在保证结构受力性能、结构安全和持久性、结构耐火性能等方面具有重要作用。并对钢筋混凝土结构的受力性能、耐久性和耐火性能等都具有很大影响，直接关系到建筑物的安全和使用寿命。目前建筑施工中较普遍的存在混凝土保护层质量问题，关系到建筑物的安全和使用寿命，在施工过程中，应采取措施进行有效控制。二、 钢筋保护层的重要性2.1保护层对混凝土结构承载力的影响钢筋混凝土构件截面承载力设计时，混凝土开裂后拉力完全由钢筋承担，弯矩与截面的有效高度成正比。即有效高度（受拉钢筋合力作用点到混凝土受压区边缘的距离）越大，其受拉钢筋离受压区越远，其单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也越大，这样钢筋发挥的力学效能也就越高。保护层过厚时，会使截面的有效高度减小，削弱构件的承载能力，特别是对那些截面高度较小的构件，这种情况更明显、更危险；然而保护层如过小，即受拉钢筋靠近钢筋混凝土构件的边缘时，则会产生以下后果：钢筋周围由于粘结滑移所引起的裂缝很容易发展到构件表面，形成沿纵向钢筋的裂缝，使保护层混凝土发生劈裂破坏，而且难以抵御外界氯离子及其他介质侵入结构内部，导致钢筋、混凝土腐蚀破坏及形成应力腐蚀，直接影响结构的耐久性，甚至还会导致整个构件的破坏。2保护层对混凝土结构耐久性的影响在钢筋混凝土结构中，保护层作用体现在两个方面：一是物理保护：混凝土紧紧包裹在钢筋表面，保护钢筋免受外力和环境中有害物质的直接侵害；二是化学保护：影响保护层作用机理的主要是材料本身性能和保护层的厚度，提高混凝土密实性、合理设置保护层的厚度是抑制混凝土结构钢筋腐蚀、提高结构耐久性的有效措施。三、 钢筋保护层的质量控制及措施3.1钢筋混凝土构件施工中保护层常见质量问题对于钢筋混凝土梁、柱、墙构件来说，由保护层厚度不当引起的质量问题有漏筋或截面有效高度不够。前者原因是当垫块太小或漏放时，保护层太小或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋，使钢筋移位外露（混凝土内部主筋、副筋或箍筋局部裸露在结构构件的表面），这会导使钢筋锈蚀，构件承载力和耐久性均会降低。保护层厚度过大时，梁的有效高度降低，截面承载力会降低（弯矩与有效高度成正比），柱、墙的构件核心面积减小，也会降低构件的受压承载力，而且过厚的保护层容易在构件表面出现较大的收缩及温度裂缝，在受外力碰撞后容易破碎缺损；对结构耐久性也有不利影响。混凝土板中的钢筋起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止混凝土收缩和温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。但是，楼面上层钢筋网的保护层很难控制，常见问题就是上部负弯矩钢筋因踩踏而下沉，造成有效高度不足，从而降低抗弯承载力及裂缝控制性能及刚度。造成保护厚度不当的施工原因有：许多施工人员对混凝土保护层存在着错误的理解，对梁箍筋的肢高通常是取梁高减去两个设计或施工规范规定的保护层的厚度，认为梁柱的混凝土保护层是针对箍筋而言；有时施工为防止露筋，认为混凝土保护层越厚越好，箍筋内径的尺寸偏小，无形中增大了混凝土保护层厚度，减小了构件有效高度。2.绑扎钢筋时常将板、次梁、主梁、框架梁的负筋一层层地往上叠，使保护层最小厚度不能保证。采用垫块形式及摆放随意性大。施工现场采用的垫块形式不规范，有选用砂浆垫块、石子垫块、钢筋垫块，还有选用碎砖垫块，甚至还有用混凝土碎块或石子或碎钢筋头，规格和强度根本没有质量保证。3.2钢筋混凝土构件保护层施工控制措施3.2.1梁、板保护层控制措施工程施工中，梁内钢筋的保护层（底部和侧面）比较容易正确控制，常用水泥砂浆垫块或塑料卡控制保护层厚度，垫块均匀分布，且其位置固定，避免漏放、错放。板底钢筋也比较容易控制，其垫块一般呈梅花形设置，间距不宜大于1m，因为当间距过大时，局部楼板底筋的保护层厚度就无法得到保障。楼板面层钢筋的保护层一直是施工中的一大难题，这是因为施工过程中，各工种交叉作业，施工人员行走频繁，钢筋难免被大量踩踏，而板筋一般较细，容易弯曲、变形；再就是上层钢筋网的钢筋马凳设置间距过大，甚至不设（仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑）。这些问题可采取下列措施加以解决：在施工前，对工人进行技术交底，安排好各工种交叉作业时间，板底钢筋绑扎后，线管预埋和模板封镶、收头应及时穿插进行，以减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量；同时对施工人员加强教育和管理，使他们重视保护板面上层负筋的正确位置，尽量沿钢筋小马撑支撑点通行。严格控制垫块厚度，保证厚度均匀；控制绑扎密度；切实保证垫块扎牢。改变传统的施工工艺，推广和使用塑料垫块和塑料卡子，有效地保证混凝土保护层厚度和钢筋的位置。混凝土浇筑时对裂缝易发生部位和负弯矩筋受力最大区域，应铺设临时性活动跳板，尽量避免上层钢筋受到重新踩踏变形。混凝土浇筑时安排足够数量的钢筋工进行护筋，确保钢筋位置正确。楼面双层双向钢筋必须设置钢筋小马凳，其纵横向间距不应大于800mm（即每平方米不得少于2只），以确定钢筋位置的正确。在楼梯、通道等频繁和必须的通行处搭设（或铺设）临时的简易通道，以供必要的施工人员通行。梁底采用25mm厚花岗岩垫块，梁侧采用25mm厚的专用塑料卡作保护层。7.大理石垫块，光面向上，毛面向下。大理石垫块，光面向上，毛面向下。3.2.2墙、柱保护层控制措施墙柱保护层一般比较容易控制，主要措施：钢筋要求：墙、柱的水平钢筋、箍筋、拉钩的加工尺寸一定要准确，加工尺寸准确，且连接牢靠。垫块要求：墙柱保护层纵横向间距一般控制在1米左右（且不少于2列），切忌数量太少；尽量采用新工艺、新产品，如采用塑料垫块或使用卡撑式定位件等。所有墙体采用塑料卡间距0.6m梅花形布置控制钢筋保护层厚度。柱采用直径为30mm专用塑料卡作保护层，框架柱方柱距柱边200mm，纵向间距1.0m，每面两排布置，框架柱圆柱间距1.0m梅花形布置。为了保证墙体钢筋的间距、垂直，所以在墙体钢筋中间放置梯子筋。竖向梯子筋代替墙体钢筋，大于墙体竖向钢筋一个规格，梯子筋中控制墙厚度的横档钢筋的长度比墙厚小2mm,端头用无齿锯锯平后刷防锈漆，梯子筋的间距一般控制1.5m，绑竖向梯子筋时认真吊垂直，然后绑墙体竖向钢筋，并按梯子筋的水平格绑横筋。第一根水平筋距地面50mm。横竖筋的间距就是梯子筋的分格距。四、结论和建议。钢筋与砼之间存在着很强的粘结力。所以钢筋砼构件是作为一个整体承受着外力。但是，由于砼的抗拉强度很低，故只考虑砼所承受的受压应力，而受拉应力则全部由钢筋来承担。对于受力构件截面设计来讲，受拉的钢筋离受压区越远，其单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也越大，这样钢筋发挥效率也就越高。所以一般来讲，无论是梁还是板，受拉钢筋总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。受拉的钢筋是否越靠边越好呢？这种看法是偏面的。因为钢筋的主要成份是铁，铁在常温下很容易氧化。钢筋被包裹在混凝土构件中，不与外界接触相对还比较安全，但如果钢筋保护层厚度过小，也就是钢筋过分靠近受拉区一侧，一方面容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落，另一方面随着时间的推移，表面的混凝土将逐渐碳化。用不了多久，混凝土就对钢筋失去保护作用，从而导致钢筋锈蚀，断面减小，强度降低，钢筋与混凝土之间失去粘结力，构件整体性受到破坏，严重时还会导致整个结构体系破坏。在工程实际中，由于钢筋保护层厚度未按规范要求所导致的质量问题比较常见。保护层变小时，较薄的砼层对钢筋的握裹力减弱，会引起锚固力预算应力传递性能的不足，影响结构抗力。从长远看，保护层过小会引起砼碳化、脱钝、钢筋锈蚀加快，影响结构耐久性及使用年限。保护层过大，则意味着截面有效高度的减少，对受弯构件的承载力、刚度和裂缝控制性能影响极大。最常见的是负弯矩筋移位引起的板边裂缝。如果这种现象发生在悬臂构件上，则承载力的降低还可能引发倒塌事故，造成人员伤亡。钢筋保护层又该如何控制，认为应该从三方面着手，一是抓施工前技术交底；二是抓过程中施工现场控制；三是抓施工后结果检查。在施工前，应针对不同的工程部位，根据设计图纸及施工验收规范，确定正确的保护层。保护层的厚度并非千篇一律，一般来说，现浇楼板的保护层厚度1.5cm，而基础的保护层厚度通常为5cm，有时甚至达到10cm。因此，在对操作者的技术交底中必须明确此厚度，否则很容易造成返工。施工过程中，重点要做到规范操作，特别是在混凝土现浇板浇捣过程中，尤其需要重视。工地上施工时最常见的就是上部负弯矩筋因踩踏而下沉，造成有效高度不足，从而降低抗弯承载力及裂缝控制性能及刚度。往往钢筋绑扎时位置很正确，但一到浇捣时情况就变了样，不是人踩就是机器压在钢筋上，由此造成的结果是支撑钢筋的马墩被弄倒，砼上层钢筋弯曲变型，保护层的厚度也就得不到保证。所以在施工过程中，应做到规范操作，严禁操作人员在钢筋上随意行走，如必须行走的则应加铺一层跳板或夹板；对钢筋应作有效的固定，一般下层钢筋采用垫块进行固定，上层钢筋采用马凳进行固定，有必要的再在中间加焊接撑筋；浇捣中还应经常检查，发现移位及时进行复位。在施工后加强对保护层厚度检验对克服钢筋移位的通病，确保建筑工程和