一种（钢筋加工）柱保护层定位件的研制

薛思滔 金坚强

【摘 要】在房屋建筑中工程中，混凝土保护层厚度至关重要，对混凝土构件的耐久性，耐火性都有重要的影响。为控制保护层的厚度，本课题提出一种（钢筋加工）柱保护层定位件，通过结合国内外的研究现状，经过原材料分析，施工工艺，施工中容易产生的问题及解决措施，与其他定位件的对比以及验算等方法来得出这种（钢筋加工）柱保护层定位件研制的可行性和研究的价值。这种定位件的研制说明了混凝土保护层研究的意义重大，并且体现了很强的创新精神。

【关键字】混凝土保护层；耐久性；钢筋加工定位件

钢筋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一部分混凝土。人们逐渐认识到钢筋混凝土保护层的重要性，对混凝土保护层的厚度及施工的精准度就有了更加严格的要求。从传统的保护层垫块到主筋上焊接短钢筋确定混凝土保护层，再到聚乙烯等高分子材料挤压成型的定位件。在建设工地的实地考察中我们发现钢筋混凝土保护层的做法不同于之前的做法，結合这些有启发性的做法，通过自己的思考，提出了一种（钢筋加工）柱保护层定位件的做法。

1现状分析

钢筋混凝土保护层做法经历了多年的发展，从意识到钢筋混凝土保护层的重要性到传统的保护层垫块，实现了混凝土保护层发展的第一次飞跃。人们逐渐地认识到钢筋混凝土保护层的重要性，在施工过程中对混凝土保护层厚度的精确性有了更加严格的要求。紧接着，从传统的保护层垫块到砂浆垫块，可以说这次的变革说明了人们对钢筋混凝土保护层引起了高度的重视。在此期间的也出现了许多新的尝试及钢筋混凝土保护层的做法，其中在主筋上焊接短钢筋的做法较为合理，但是其本身就存在着缺陷。研究专家及学者都纷纷提出自己的意见及想法，发表了诸多的论文，从这些文献中可以大致地概括出材料的发展对钢筋混凝土保护层的做法具有举足轻重的作用。他们结合欧美等发达国家的钢筋混凝土保护层的做法，提出聚乙烯等高分子材料挤压成型的定位件，这种钢筋混凝土保护层定位件具有强度高，定位准，刚度好，施工方便等特点。这一理论的提出，促使申请钢筋混凝土保护层定位件的专利大大增加，比如一些较为成功的专利，“马蹬”定位件、C形定位件、Y形定位件等。而在我们施工工地的调研考察中惊奇地发现工地上的钢筋混凝土保护层的做法略有不同，楼板的保护层是运用形似马蹬的定位件，而不是前些年使用的砂浆垫块，从工地上的技术人员得知，目前的浙江省在建工地都限制使用砂浆垫块定位件，是其砂浆强度不够，细钢丝与钢筋结合地不牢固，容易脱落等因素造成的。梁的保护层是采用形似立方体定位件，是高分子材料挤压成型，其中部是空心的，尺寸为2.5cm，刚好是钢筋混凝土保护层的厚度。施工十分方便，只要将其垫在梁的箍筋下端即可。柱子的保护层的做法的方法较多。对于定位准确的柱子，在柱子的底部四个角或四个角加各边的中点位置钻孔，在孔洞中放入短钢筋，用以固定模板，在柱子的中部和上部使用砌块，砌块的长度是按照柱子的模数要求制作而成，将砌块放入柱子中，使其左右都支撑着模板，当柱箍箍紧时系统就稳定了。但时常在建工地上的柱子都会有所偏差，这个时候柱子的底部需要用短钢筋焊接在主筋上以达到满足柱子标准尺寸的要求，中部和上部的做法和前者相同。

2材料及加工

2.1原材料分析

一种（钢筋加工）柱保护层定位件的研制，很显然原材料为钢筋，采用HPB235钢筋，以钢筋为原材料具有刚度好，强度高，定位准确，施工方便、取材方便等优点。相比于砂浆垫块，首先砂浆垫块的强度不够，很容易导致保护层厚度的不均匀，影响钢筋的耐久性、耐火性、抗腐蚀性等。再者，砂浆垫块在施工安装和混凝土浇筑过程中容易偏移或脱落，造成保护层厚度的不规范性，从而影响钢筋混凝土构件的性能。相比于聚乙烯等高分子材料挤压成型的定位件，虽然这类定位件的强度够，刚度也好，定位也很精确，但制作的价格较为昂贵，且取材较为困难，原材料也比较贵，制作过程也十分复杂。聚乙烯等高分子材料挤压成型工艺在现场不可能实现，需要在工厂中批量生产，还需要良好的社会效应和反映，如此一道复杂的程序，费时费力。而钢筋加工就有很大的优势，它可以适应工地现场保护层做法的多样性，多变性。

2.2加工工艺

原材料选用HPB235钢筋，首先是钢筋表面清洁，使其表面的油渍、漆皮、锈迹等清除干净，再在其表面涂上防锈剂，以免使钢筋在环境介质的作用下而锈蚀，钢筋生锈膨胀所产生的压力会加速保护层混凝土的开裂损坏，使箍筋筋的锈蚀提前开始并加快发展。钢筋应平直，没有局部弯曲，成盘的钢筋和弯曲的部分需要调整成平直。钢筋下料长度的计算，钢筋下料长度=外包尺寸+弯钩增长值-量度差值。混凝土保护层定位件的钢筋下料长度是根据柱子的最小尺寸和柱子的模数来确定的，按照下料长度截断钢筋，在箍筋操作台上弯折钢筋，在135°弯折处的弯钩长度为25mm，即钢筋混凝土保护层的厚度，在90°弯折处的弯钩长度应设置适宜长度，为了增加定位件与模板的接触面积，从而更好的受力，使得整个系统更加的稳定，确保钢筋混凝土保护层厚度的均匀、准确性。整个定位件135°弯折处与箍筋的连接用焊接来实现，两种钢筋的连接焊接是比较常见的方式，焊接设备简单，操作灵活方便，焊件和被连接件连接牢固。

3施工工艺

3.1施工流程

定位放线——校验复核（包括轴线及方向）——主筋的电渣压力焊——箍筋的绑扎——定位件的固定——模板、钢筋的验收——封模板、箍紧柱箍——混凝土的浇筑——养护——红外线抽检

3.2施工方法

定位放线：

1.在进场之后先按照甲方提供的施工图进行图上复核，保证设计图的正确性。然后，进行坐标点和水准点的交接验收，如若发现误差较大的点要与甲方或设计单位共同协商处理方法，讨论后方可正式定位。2.施工现场建立控制坐标点和水准点。3.现场定位后需要经过建设单位或规划部门验收后才可以开始施工。4.对于大面积的工程，必须测设场区平面控制网，它是建筑平面控制的上一级控制，根据建筑物的平面布置等特点来确定控制网的图形，可以设置成十字形、田字形等。

校验复核：主要针对工程定位测量进行复核。工程从开工之日时要针对定位，要求项目技术负责人、项目经理、项目质量工程师、施工员对定位测量进行复核。没有错误后可以通知监理复线，之后通知勘察院复线。经过这一系列的程序之后方可进行土方的开挖。复核验收的内容有：1.检查审核规划部门提供的建筑红线的数据及平面控制坐标和高程的数据。2.核算设计总图的坐标数据的正确性，核对是否有相互矛盾的地方。3.审查测设施工轴线控制网（或建筑施工方格网）的技术方案。4.检查验收施工轴线控制网（或建筑施工方格网）的测量资料。5.根据规划红线坐标审核检查测量员测设的建筑物周边位置是否符合规划部门的要求，协助规划部门验收建筑红线，与测绘部门做好文字交接手续。6.检查护坡桩和降水井位置是否符合设计要求。7.检查高程引测数据的正确性，校核高程控制是否符合规范要求。

定位件的固定：定位件与箍筋的连接方式采用焊接的工艺。将定位件斜搭在箍筋上再调整到适当的位置，焊接点为定位件135°弯折处和箍筋的某个合适的点。

模板、钢筋的验收：模板的验收主要从检查模板的位置、模板的垂直度、顶模板的平整度、梁上下口的顺直程度、模板加固等方面着手。钢筋的验收主要从柱截面及变截面方向、钢筋加密区及肢数、柱位移的加强措施、梁柱节点抗震箍筋、主次梁的吊筋和吊箍、锚固长度、保护层厚度、箍筋间距等方面着手。

红外线抽检：采用测量构件红外辐射的办法，取得其表面温度或温度分布，以确定其运动状态或是否存在内部缺陷的无损检测技术。

3.3后期养护及拆除

为了保证混凝土的强度和耐久性，防止产生收缩和温度裂缝，必须要做好混凝土的后期养护工作。通常采用覆盖浇水养护，利用平均气温高于5℃的自然条件，用一些吸水的材料覆盖在混凝土的表面并澆水，使混凝土在一定的时间内能够保持水泥水化热作用所需要的温度和湿度的条件。但应注意以下的要求：1.覆盖水养护需要在混凝土浇筑后的12h内进行。2.对采用硅酸盐水泥，养护时间不得少于7d，对掺用缓凝剂、矿物掺和料或有抗渗性要求的混凝土，养护时间不得少于14d。3.浇水次数要按实际情况来确定。4.混凝土的养护用水要和伴制水相同。5.当日平均气温低于5℃时，不得浇水。当混凝土的强度达到一定值时，方可拆除模板。模板拆除日期应按照结构特点和混凝土所达到的强度来确定。1.不承重的侧面模板，如果在其表面及棱角不因拆模而损坏，方可拆除。2.承重的模板的拆除时间应按照规范要求进行拆除。3.钢筋混凝土构件应经过计算，复核结构在实际荷载作用下的强度。4.已拆除模板及支架的结构，应在混凝土达到设计强度后，才允许承受全部计算荷载。当承受的施工荷载大于计算荷载时，必须经过核算设置临时支架支撑。

4施工中容易产生的问题及解决途径

4.1设计时考虑得不够周到

钢筋定位不够准确有可能是由于设计方面造成的。例如梁柱节点处钢筋布置得很多较为复杂，尤其在有抗震要求的结构中。目前在设计中大多数是电脑直接出图，图纸中的表达方式趋于简单，或者只给出几个控制面简单的做法，甚至粗糙地表达钢筋的布置形式，更不必说画出节点大样图了。因此，对于复杂位置的钢筋的具体布置形式，在熟悉图纸与施工时没有及时发现问题并且给予纠正，那么会导致在钢筋绑扎时往往会将错就错。现场作业的工人无法也无力重新调整，这样的话，混凝土保护层厚度也无法保障了。我们只能尽量避免此类现象的发生，在电脑出图之前就应该在钢筋布置较为复杂的节点认真检查、审查。尽量使出图的结果让人更容易理解，读懂图纸所表达的真正含义。在审图与施工时认真仔仔细细地检查下容易犯错误的地方，以减少不必要的麻烦。

4.2施工时所引起的误差

在施工过程中，混凝土保护层的厚度受钢筋位置和混凝土施工质量很大的影响。

1.为了保证钢筋位置的准确。采用这种钢筋加工的混凝土保护层定位件。2.板面负筋处的保护层厚度应当严格控制。3.支座处负筋应下沉产生裂缝。由于施工工艺的不当使支座处负筋下沉，保护层变厚，使固定支座变成塑形铰支座。4.混凝土构件上的裂缝。在恶劣的环境下，当裂缝宽度超过一定的宽度时，会加速钢筋锈蚀，影响结构耐久性。

结束语：

经过阅读大量的国内外文献，钢筋混凝土保护层做法主要是依靠定位件来实现。定位件的发展趋势可以简单地概括如下：（1）从施工现场的废料到聚乙烯等高分子材料，未来的发展趋势还会采用高强度，高刚度，成本低的材料。（2）从单个的定位件到成套的保护层定位系统，成套的保护层定位系统还有待研究，这个系统不需要借助与钢筋的连接来实现，其本身就可以达到定位的目的。（3）从定位件消耗在建筑物中到定位件可以回收，循环利用。经过以上的论证就某些方面来进行浅显的研究，在前人的基础上，创造性地提出一种（钢筋加工）柱保护层定位件的定位系统，使其成为一种经济合理的，市场更加需求的施工工艺。在此，如有错误之处请读者批评指正，我们会虚心接受，并使其更趋于完善合理，广泛应用于在建工地。