控制混凝土中鋼筋保護層技術(shù)措施初探

  摘要:本文通過鋼筋混凝土施工中鋼筋與混凝土共同作用受力原理的分析,提出了多項控制混凝土中鋼筋保護層的技術(shù)措施,為確保工程結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性作出了有益的探索。
  關(guān)鍵詞:鋼筋;混凝土;保護層控制
  中圖分類號:TU375
  文獻標識碼:B
  文章編號:1008-0422(2007)08-0100-02
  
  1 前言
  
  無論是單層工業(yè)廠房還是一般民用建筑或高達數(shù)百米的摩天大樓,在國內(nèi)絕大多數(shù)采用鋼筋混凝土構(gòu)件,鋼筋在混凝土中的保護層該如何控制呢?從鋼筋與混凝土共同作用的受力原理,就歷年的施工監(jiān)理實踐談?wù)勔恍┠w淺看法。
  
  2 鋼筋與混凝土性能分析
  
  現(xiàn)行驗收規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002]中對涉及混凝土結(jié)構(gòu)安全的重要部位應(yīng)進行結(jié)構(gòu)實體檢驗并就鋼筋保護層厚度作了明確要求,而規(guī)范中又強調(diào)梁類、板內(nèi)構(gòu)件上部縱向受力鋼筋保護層厚度的合格點率應(yīng)達到90%及以上,且不超過1.5倍的尺寸偏差,這都說明了鋼筋保護層控制的重要。那么鋼筋保護層究竟有什么作用?保護層多大才合適?鋼筋怎樣才能發(fā)揮出它固有的力學(xué)特性?
  
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  2.1鋼筋和混凝土在建筑結(jié)構(gòu)中是一個不可分割的整體,從材料的力學(xué)性能來分析,鋼筋具有較強的抗拉、抗壓強度,而混凝土只具有較高的抗壓強度,抗拉強度則很低。但兩者的彈性模量較接近,還有較好的粘結(jié)力,這樣既發(fā)揮了各自的受力性能,又能很好地協(xié)調(diào)工作,共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。

  鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個整體承受著外力。同時,由于混凝土的抗拉強度很低,故只考慮混凝土所承受的受壓應(yīng)力,而拉應(yīng)力則全部由鋼筋來承擔(dān)。對于受力構(gòu)件截面設(shè)計來講,受拉的鋼筋離受壓區(qū)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(fā)揮效率也就越高。所以一般來講,無論是梁還是板,受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如挑梁的受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件上部受拉區(qū)。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(fā)生重大事故。

  2.2受拉的鋼筋是否越靠邊越好呢?答案是否定的。這是因為鋼筋的主要成分是鐵,鐵在常溫下很容易氧化,更別說在高溫或潮濕的環(huán)境中。鋼筋被包裹在混凝土構(gòu)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(qū)一側(cè),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保護作用,從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕,斷面減小,強度降低,鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力,構(gòu)件整體性受到破壞,嚴重時還會導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)體系破壞。

  2.3在工程實際中,由于鋼筋保護層厚度未按規(guī)范要求所導(dǎo)致的質(zhì)量問題不勝枚舉。如今的住宅面積越來越大,尤其是客廳。筆者曾見到過某住宅建設(shè)的跨度達5.7m的樓板,厚度為15cm,設(shè)計是雙層雙向鋼筋網(wǎng)。從結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算來講,支座處的負彎矩比跨中正彎矩要大得多,但由于施工時施工單位對支座負彎矩鋼筋未引起足夠重視,結(jié)果工程剛竣工還未使用就發(fā)現(xiàn)樓板上表面四周墻根處出現(xiàn)了許多裂縫。經(jīng)檢查測試后發(fā)現(xiàn),支座處負筋的保護層普遍超過規(guī)范2~4cm,最大的甚至超過了5cm,使樓板上部的負彎矩鋼筋的作用大大降低,有些甚至完全失去作用,最后在迫不得已的情況下經(jīng)設(shè)計同意采取局部加固補強措施,這樣除影響工程質(zhì)量外,對施工單位本身造成很大的經(jīng)濟損失,更對聲譽造成很大影響。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,目前住宅樓開裂原因70%左右是由鋼筋保護層位置不正確引起的。
  
  3 鋼筋保護層控制分析
  
  作者認為:一是抓施工前技術(shù)交底;二是抓過程中要素控制。在施工前,應(yīng)針對不同的工程部位,根據(jù)設(shè)計施工圖紙、相關(guān)標準圖集及現(xiàn)行施工驗收規(guī)范,確定正確的保護層。保護層的厚度并非千篇一律,不同的構(gòu)件,不同的設(shè)計要求厚度不同。因此,在對操作者的技術(shù)交底中必須明確此厚度,否則很容易造成返工。施工過程中,重點要做到規(guī)范操作,首先鋼筋加工尺寸必須準確,底板下鐵、樓板、梁底面保護層可使用塑料、混凝土墊塊或大理石邊角料墊塊。墻體、柱、梁側(cè)面鋼筋保護層控制宜采用塑料墊塊和“F”型支撐棍,墻體結(jié)構(gòu)放在外側(cè)的水平筋上,梁柱結(jié)構(gòu)放在箍筋上。結(jié)構(gòu)各部位鋼筋保護使用墊塊形式如圖1:

  另外在混凝土現(xiàn)澆板澆搗過程中,尤其需要重視。往往鋼筋綁扎時位置很正確,但一到澆搗時情況就變了樣,不是人踩就是工器具壓在上面,由此造成的結(jié)果是支撐鋼筋的馬墩被踩倒,上層鋼筋彎曲變形,保護層的厚度也就得不到保證。所以在施工過程中,應(yīng)做到規(guī)范操作,鋪好腳手板,嚴禁操作人員在鋼筋上隨意行走;對上層鋼筋應(yīng)作有效的固定:澆搗中還應(yīng)派專人檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
  
  4 結(jié)語
  
  綜上所述,鋼筋保護層厚度如果不重視它,所產(chǎn)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對工程結(jié)構(gòu)的重要性并進行有效的控制。只有防微杜漸,才能使我們的工程施工技術(shù)水平更上一個檔次。   原作者: 楊紅蕾 
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