预制T梁梁肋钢筋保护层控制

预制T梁梁肋钢筋保护层控制

摘要:随着经济和科技的快速发展，交通行业也取得了长足的进步，整个行业正在朝着现代化发展，桥梁工程更加系统、科学与复杂化，钢筋保护层的厚度对整个工程整体质量都有严重性影响，目前为止，我国交通企业在钢筋保护层厚度控制上还存在着不少问题，如何使问题得到解决，使桥梁整体质量更上一层楼，是我们应当探讨的问题。

关键词：钢筋 保护层质量控制

下面从钢筋与混凝土共同作用的受力机理及保护层不足，所造成钢筋破坏的原因，结合多年的工程施工实践，谈谈钢筋保护层的重要性及其在施工中的控制。

一、钢筋混凝土的作用机理

我们都知道混凝土是由水泥、砂子、石子和水按一定的比例拌和而成，凝固后坚硬如石，受压能力好，但受拉能力差，容易因受拉而断裂；而钢筋正好具备了和混凝土相反的抗压强度差、抗拉强度好的性能。为了解决这个矛盾，充分发挥混凝土的受压能力，常在混凝土受拉区域内或相应部位加入一定数量的钢筋，使两种材料粘结成一个整体，共同承受外力。这两种材料通过四种途径达到很好的组合能力：①钢筋与混凝土接触面上吸附作用力，也称胶结力。②混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生摩擦力。③钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用，也称咬合力。④钢筋端部加弯钩、弯折或在锚固区焊短钢筋、焊角钢来提供锚固能力。以上四点说明了钢筋与混凝土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。

因为钢筋与混凝土之间存在足够的粘结力，设计人员在结构计算时，钢筋混凝土构件是作为一个整体来承受外力的；又由于混凝土的抗拉强度很低，为简化计算，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。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，这样钢筋发挥的效率也就越高。 二、钢筋保护层不足造成钢筋破坏的原因

2.1钢筋的锈蚀原理

那么，受拉的钢筋是否越靠边越好呢？答案当然是否定的。这是因为钢筋的主要成分是铁，铁在常温下就很容易氧化，更别说在高温或潮湿的环境中。钢筋锈蚀产生的铁锈是一种疏松、易剥落的沉积物，其隔在钢筋与混凝土中间，而使钢筋和混凝土的粘结力丧失殆尽，降低结构的力学性能。铁锈的体积要比钢筋增长24倍，其体积膨胀作用可导致保护层开裂、剥落，造成钢筋外露。另一方面，铁锈具有很强的吸湿性，一旦受潮，干燥过程非常缓慢。因此暴露在外的钢筋会加速锈蚀，特别是环境比较恶劣时，锈蚀速度更快。钢筋锈蚀后。截面积减少，其抵抗外部作用的能力也随之减小。据研究，当沿钢筋长度上产生均匀锈蚀时，

其极限抗拉力的下降率与其截面面积损失率基本上成正比关系，极限延伸率则随截面面积损失率的增加而减小。实际过程中很少发生沿钢筋长度的均匀锈蚀现象。其极限抗拉力和极限延伸率决定于锈蚀最严重部位的截面面积损失率。因此，钢筋锈蚀降低了混凝土的承载能力，从而降低结构的安全度，也就有可能导致结构事故的发生。钢筋锈蚀过程是一种原电池化学反应，其反应的发生必须同时满足三个条件：

①. 钢筋表面存在电位差，电位不同的区段即构成原电池的阳极一阴极；

②. 阳极区段的钢筋表面处于活化状态，能发生铁原子失去电子的亚离子化反应；

③. 存在水分和溶解氧，在阴极发生捕获电子的阴离子化反应。

由于钢筋中碳及其它合金元素的偏析、混凝土氧气浓度差异，以及加工引起的钢材内部应力，都会导致钢筋各部位之间的电位高低不同，也就是说，上述条件①总是存在和被满足的。混凝土是一种多孔材料，具有许多毛细管，其内表面亲水性强，具备形成物理结合水(即毛细管水和渗透水)的物质基础。物理结合水是一种电解质，是联接原电池阳极和阴极的导体。潮湿空气可以通过孔隙进入混凝土内部，其水分被毛细管的内表面吸附而成为物理结合水，氧气也被溶解其中。因此，上述条件③也总是能被基本满足的。一般说来，当空气相对湿度达到50％～60％时，就能促使中密实度混凝土中的钢筋表面的阳极和阴极之间进行离子交换。即可能发生锈蚀。如果混凝土中含有氯盐外加剂，则产生钢筋锈蚀的空气相对湿度将更低。对于高密实度混凝土来说，能引起其钢筋锈蚀的空气相对湿度则需大于80％～85％。

2.2混凝土保护层损害作用

保护层碳化的损害作用混凝土失去碱性的过程叫做碳化，是一种普遍存在的介质与混凝土相互作用的形式，一般可使混凝土孔隙液体的pH 降至8～10。混凝土碳化具有分层特性，由混凝土表面向内部逐渐进行。由于钢筋表面的钝化氧化铁薄膜只有在强碱性环境中才得以形成和稳定存在，因此，一旦保护层碳化至钢筋表面时，就会导致钝化氧化铁薄膜的破坏，从而失去保护钢筋免遭锈蚀的能力。

2.3碳化过程的影响因素

⑴、空气相对湿度：碳化的三个过程均与周围空气的相对湿度有关。相对湿度高，则混凝土含水率高，混凝土内部孔隙被物理结合水所充满，CO2向内扩散的速度就会大幅度降低，碳化过程实际上不能进行；相对湿度低，则由于混凝土中水份不足，Ca(OH)2的扩散无法进行，碳化过程实际上也处于停滞状况。在空气相对湿度为50％ ～60％时，碳化速度最快，此时，物理结合水不能充满混

凝土的孔隙。足以保证CO2气体向内的扩散过程，而孔隙内表面上物理结合水液膜为Ca(OH)，向外扩散提供了条件，同时，由于气一液交界面积大，也使化学反应进行得较快。

⑵、温度：当温度较低时，水变成冰，化学反应无法进行，碳化过程也就实际上停止了。随着温度的升高，化学反应速度、C02和Ca(OH)2的扩散过程均呈加快趋势，因而碳化过程随温度的升高而加快。

三、施工中的技术控制措施

下面我就本人在多年的施工经验中就保证钢筋保护层的问题谈谈我个人观点，本人认为要想很好的控制钢筋的保护层就要从以下几点考虑：

1、根据不同部位的钢筋事先做好控制方案，并做好详细的技术交底。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 。不同部位的钢筋制定不同的施工方案及控制措施。墙、柱主筋由于固定措施不可靠，混凝土振捣时碰撞钢筋造成位移，我们可以根据柱截面钢筋位置特性进行分类做成模具式定位箍筋分别套在每层柱筋的底部、中部和上部；在墙体根部接茬部位和墙顶部各设一道水平梯形定位筋与竖向墙体筋绑扎在一起，墙体水平筋用竖向梯形定位筋控制，每道墙不少于2道，长墙每5米设置一道。多排钢筋的梁面或梁底容易造成纵筋下落或位移，梁的两排纵筋之间的净距规定不小于25mm，为此我们可以使用直径25mm的短筋作为分隔筋，分隔筋每跨梁内不得少于两处，而梁的侧面和底面分别用强度不小于M15的带绑丝的和不带绑丝的水泥砂浆垫块分别置于梁的侧面和底面，垫块尺寸不得小于40×40mm。板筋的保护层应按规范要求设置水泥垫块，垫块强度及尺寸同梁一样为M15、40×40mm水泥砂浆垫块，间距1 m一个，垫块上预留18#绑扎固定钢丝，不得采用碎石片等代替垫块使用；双层钢筋必须放置架铁，架铁钢筋直径不应小于上层受力钢筋降一级的直径，且不应小于10mm；架铁可以做成单一形式的、也可做成排式架铁，不管做成何种形式的，架铁间距不应大于800mm。

2、施工中严格按照施工方案及技术交底认真做到过程控制，达到重点绑扎部位专人监督、全面检查的形式，并且认真做好施工记录及隐蔽验收，钢筋绑扎完毕避免上人踩踏。在混凝土浇注完毕后要及时浇水养护，防止碳化，浇水时间不得少于7天。拆模时，严禁破坏砼的棱角，如有破坏，按规范要求及时修复，以防保护层减小，造成钢筋锈蚀。

诚然，钢筋保护层厚度对单项工程质量并不是起决定作用的，但如果不重视它，所产生的危害也是不容忽视的。我们要在正确了解钢筋及混凝土的受力机理的前提下，充分认识到合理的钢筋保护层厚度对工程结构的重要性。只有防微杜渐，才能使我们的工程施工技术水平更上一个档次。