混凝土结构中钢筋保护层厚度的控制及作用

郑延伟

混凝土结构中钢筋保护层厚度的控制及作用

郑延伟

混凝土结构作为建筑物中的主体结构，对其稳定性和强度的要求较高，只有确保混凝土结构的稳固性能才能保证建筑的整体质量和使用性能。现阶段，钢筋混凝土构件已将是建筑工程中不可或缺的一部分，只要有钢筋结构存在就有混凝土保护层的存在，将混凝土保护层的厚度控制在多少才能充分发挥出其保护作用是施工中的一大难点，需要对承力性能、强度、耐久性等使用性能进行多方考虑之后方可确定最终的保护层厚度，文中就结合工程实际，研究钢筋保护层厚度的控制以及其在工程中发挥的具体作用。

混凝土结构 钢筋 保护层

现阶段的建筑工程，多采用钢筋混凝土结构作为基础结构，单层建筑、多层建筑和高层建筑无一例外，由此可见，钢筋混凝土施工技术在建筑工程中的重要作用。钢筋结构离不开混凝土保护层，但是在建筑工程中将混凝土保护层控制在多厚才能发挥出最佳的保护作用成为专家和学者一直以来研究的问题。文中就从相关规范中的内容和钢筋混凝土结构的使用性能方面进行分析，研究混凝土结构中钢筋保护层厚度的控制办法和作用。

一、现有规范中保护层最小厚度的规定

1.保护层最小厚度的基本值。新规范规定:纵向受力钢筋的保护层厚度应不小于受力钢筋的公称直径(d)且不小于规范中所规定的数值(具体可参见《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)。除表格以外，新规范还对预制构件，构造钢筋等具体情况作出了规定。

2.现有规范与原规范的比较。考虑环境类别的影响:除原规范的室内正常环境(一类)和室内潮湿环境、露天环境及无侵蚀性水或土壤环境(二类)外，新规范增加了环境类别为二b类(严寒和寒冷地区的露天环境及无侵蚀性水或土壤直接接触的环境)和三类(使用除冰盐环境，严寒及寒冷地区冬季水位变动环境、滨海室外环境)环境中钢筋保护层厚度的规定。

考虑混凝土强度的影响:混凝土质量对耐久性有很大的影响，因而也是确定保护层厚度的重要因素。新的规范按混凝土强度作了适度调整:C20及其以下为低强混凝土，按耐久性要求只规定了环境类别为一级的数值；C50及其以上为高强混凝土，保护层厚度可适当减少；介于两者之间的为一般混凝土。

二、钢筋保护层厚度在工程中的控制

虽然钢筋和混凝土属于两种不同种类的建筑材料，但是在实际建筑工程中钢筋和混凝土却是共同作为建筑物的主体结构而存在，因混凝土抗拉能力低的特性，在结构中主要承担着着保护钢筋结构和承载外来的作用，而钢筋则承担全部拉应力。为此，在布置钢筋混凝土结构时应该充分考虑压力和拉力的作用，在梁、板的拉力区应该将让钢筋尽量靠近混凝土的边缘，来承担全部拉力，这就代表着这一部分的混凝土保护层不易过厚，如果此时的混凝土保护层过厚，内部的钢筋结构就无法发挥出应用的抗拉力作用，在拉力过大的情况下还可能造成重大事故。因此，在实际工程中需要注意分析各个施工区域的受力情况，合理分配重力和拉力，让混凝土和钢结构都能发挥出应有的作用，以此提升建筑的稳定性能。

另外，除在拉力较大区域钢筋需要靠近混凝土边缘之外，在其他位置需要将混凝土的保护层厚度控制在一定范围，确保内部的钢筋结构不会与空气产生接触。主要是因为钢结构中含有铁成分，在接触空气之后很容易缠身锈蚀，特别是在雨水天气钢结构受氧化的情况会加剧，如果不及时进行处理会导致钢结构失去原有的作用。鉴于以上问题，需要采用混凝土对钢结构进行全面包裹，降低其与空气和雨水接触的几率，确保钢结构的使用性能。而拉力较大的区域钢筋需要尽量靠近混凝土边缘才能承担全部拉力，此时的混凝土保护层就会变薄，在拉力较大的情况下会产生钢材外漏或者脱落的现象。

在以往的建筑工程中，因钢筋保护层的厚度设计不合理或者钢筋结构安装不合理导致的质量问题有很多，尤其是商品房建设时，楼板负弯矩钢筋保护层厚度过大和梁、柱的交接位置现浇的保护层过大的问题，楼板的跨度会随着房屋的面积大小而改变，房间面积越大楼板的跨度也就越大，此时，钢筋保护层的厚度过大，就会导致钢筋的力矩不堪重负，如果在实际的建筑工程中没有将钢筋保护层的厚度控制加以重视，就可能导致建筑还未投入使用便出现裂缝的质量问题。这不仅会为施工单位带来后续的维修的经济损失还会对施工单位的信誉程度带来一定影响。

三、保护层的作用

1.受力钢筋粘结锚固。混凝土结构中的钢筋之所以具有承受外力的作用，主要是因为钢筋和混凝土之间的粘结锚固关系，而粘结锚固在承力方面的作用能力主要表现在钢筋结构的混凝土保护层的厚度情况。事实证明，受力钢筋的粘结锚固状况和混凝土保护层的厚度具有直接联系。在相关设计规范中钢筋的粘结锚固长度就是依据保护层的厚度和科学的算法得出的，为此，将混凝土保护层的厚度控制在有效范围是保证钢筋受力能力的重要因素。

2.保护钢筋免遭锈蚀。混凝土结构的突出优点是耐久性好。这是由于混凝土的碱性环境使包裹在其中的钢筋表面形成钝化膜而不易锈蚀。但是碳化和脱钝会影响这种耐久性而使钢筋遭受锈蚀。碳化的时间与保护层厚度有关，因此一定的保护层厚度是保证结构耐久性所必需的条件。调查分析表明，我国混凝土结构的耐久性普遍较差，因此从耐久性和可持续发展的观点，我国混凝土结构保护层的厚度应适当增加。

3.对确定截面有效高度的影响。从粘结锚固和耐久性角度而言，钢筋在混凝土中的保护层厚度应该越大越好；然而从受力的角度而言，则正好相反。保护层厚度越大，构件截面有效高度越小，结构构件的抗力将受到削弱。因此，确定混凝土保护层厚度应综合考虑锚固、耐久性及有效高度三个因素。在能保证锚固和耐久性的条件下可尽量取较小的保护层厚度。而规范给出的保护层最小厚度正是保护层厚度的最低限度取值。

[1]王佳燕.混凝土结构钢筋保护层厚度偏差控制及检测[J].混凝土与水泥制品,2014(3);

[2]刘品秀.砼结构实体中钢筋保护层厚度施工质量控制要点浅析[J].建筑建材装饰,2014(22).

郑延伟（1981.4-），男，汉族，河南洛阳人，大专学历，助理工程师职称，研究方向：建筑混凝土，身份证号码： 410311198104251014。