试论钢筋的砼保护层重要性及控制方法

霍 萍

（奎屯市市政工程公司，新疆 奎屯 833200）

钢筋砼结构是国内外在工程上应用最广的一种结构型式，其主要原因就是因为钢筋和砼这两种力学性能完全不同的建筑材料，如果组合在一起，取长补短，既可充分发挥砼抗压强度高的特点，又可发挥钢筋抗拉强度高的独特优点，共同承担起作为工程建设中必不可少的梁、板、柱等承重结构构件的弯矩、剪力、轴向拉力或压力，为量大面广的工业与民用建筑工程，以及道路、桥梁、隧道、地铁、大坝、电站等建设工程贡献力量。在梁、板、柱等结构构件中，钢筋的抗拉强度之所以能发挥出来，全靠它外围砼对它的保护，尤其对处于构件边缘的受力钢筋来说，如果没有足够厚度的砼保护它，钢筋很容易被空气中的水汽、氧气和其它有害气体腐蚀，导致其截面慢慢变小，直至完全丧失抗拉强度。

1 钢筋的砼保护层的重要性

所谓钢筋的砼保护层是指从受力钢筋外边缘到结构构件的外边缘之间的距离，对钢筋起保护作用，使钢筋不被锈蚀；这层砼对砼构件的承载力、耐久性和防火性关系极大。现行国家规范《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）对钢筋的砼保护层厚度按环境类别、构件类型、砼强度等级分别做出了规定；一般地讲，受力钢筋的砼保护层最少厚度应符合上述设计规范中的相关规定，且不应小于受力钢筋直径；现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB5020—2002）对结构构件钢筋的砼保护层厚度检验也做出专门规定，这也说明了保护层在砼结构中极为重要。钢筋砼结构是由普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架来承受拉力或压力，由砼来承受压力的组合体；钢筋的主要成分是铁，它在常温下会氧化，在高温及潮湿环境中氧化速度会更快。通常情况下钢筋被包裹在砼中，使其不与外界接触，免受氧化和其它有害气体对它的腐蚀；但是，钢筋的砼保护层厚度并不是越大越好，过大或过小的砼保护层厚度都会对砼构件产生不良影响。如保护层厚度过小，构件稍稍受拉，表面砼保护层易剥落，使受力钢筋外露，极易锈蚀，即使表面砼不被拉裂，也会因砼碳化而失去对钢筋的保护作用，钢筋截面逐渐减小，承载力降低，尤其是悬臂构件，轻则使悬臂构件在支座附近出现裂缝、承载力降低，重则在拆模后构件立即断裂垮塌。

2 钢筋的砼保护层的质量通病

在工程实践中常会见到某些构件的受力钢筋的砼保护层不是太薄，就是太厚，或者砼不密实等质量通病，它们都将导致砼结构构件承载力降低，甚至垮塌。现以受弯构件为例来作分析。

2.1 砼保护层过薄，受力钢筋的砼保护层过薄对结构的不良影响表现在以下三个方面

（1）降低构件承载力。因为构件承载力是靠砼与钢筋共同工作来实现的，钢筋与砼之所以能取长补短、共同工作，是由于砼凝固收缩，对钢筋产生较大的粘结力和握裹力，再加上如果钢筋表面粗糙、凹凸不平（比如螺纹钢筋），会在砼与钢筋的接触面上产生较大的咬合力，使它们形成一个整体，共同受拉（钢筋）和受压（砼）；而如果砼保护层过薄，构件稍一受力，保护层砼就被拉裂砼与钢筋之间的粘结力、握裹力和咬合力都将失去承载力必然会明显降低。（2）影响结构构件的耐久性和使用寿命。工程实践和试验观测表明：当空气中的二氧化碳和水汽逐渐侵入砼中，砼将由表及里逐渐失去其原有弱碱性，这种现象称为砼的“碳化”，而当碳化深度到达钢筋表面时，砼保护层就不再对钢筋有保护作用了，这会加快钢筋的锈蚀，进而影响到构件的承载力、耐久性和使用寿命。（3）影响构件的防火性能。众所周知，砼是良好的防火材料，而钢筋遇到高温会因“退火”而急剧变软，丧失抗拉强度，进而使构件迅速垮塌，因此，从构件防火角度来看，砼保护层过薄势必直接影响到构件的防火性，因而必须确保其有足够的厚度来避免钢筋在高温下发生“退火”现象。

2.2 砼保护层过厚

由于砼与受力钢筋之间存在粘结力、握裹力和咬合力，在作结构计算时，钢筋砼构件通常是作为一个整体来承受外力的；又因为砼的抗拉强度很低，为简化计算，设计计算时只考虑砼承受压力，忽略其抗拉强度，构件的拉力则全部由钢筋来承担。如果钢筋的砼保护层过厚，构件受压区的有效高度就会变小，直接导致构件承载力降低，特别是像雨篷、阳台等悬挑构件，当受力钢筋被踩踏下沉，砼保护层厚度变大，构件下部受压区有效高度变小，使其承载力降低，拆模后，轻者在支座附近出现通长裂缝，重者会立即在根部断裂垮塌。

2.3 砼不密实

砼是由水泥、砂、石子、水和外加剂等按一定比例搅拌均匀，再经浇筑、振捣和养护，逐渐凝固硬化而成，它的强度不仅取决于原材料的质量和配合比，还与它施工质量特别是砼密实度有关。因为松散的砼不仅无法与钢筋产生粘结力、握裹力和咬合力，而且容易发生蜂窝、麻面和空洞等缺陷引发砼开裂、剥落，进而加快受力钢筋的锈蚀和结构破坏。

3 钢筋的砼保护层的控制方法

近年来，通过对施工现场钢筋砼构件砼保护层的实测结果发现，现浇钢筋砼楼（屋）面板四周负弯矩部位以及悬臂结构构件的支座部位，因负弯矩钢筋被踩踏下陷而造成通长裂缝的质量通病较为普遍，这也是前述受力钢筋的砼保护层过厚导致构件承载力降低，甚至遭破坏的重要案例之一，很值得施工单位、监理单位和质监部门引起高度关注，并采取有效措施对砼保护层厚度加以严格控制。工程实践告诉我们，可以从以下三个方面去控制受力钢筋的砼保护层厚度。

3.1 努力提高施工人员对砼保护层重要性的认识，抓好砼浇筑前技术交底工作

通过办短训班或岗前培训，提高操作人员特别是刚参加施工操作的农民工对钢筋的砼保护层重要性的认识，并教给他们如何防止踩踏负弯矩钢筋的方法，做好施工前的技术交底工作。

3.2 合理组织好各工种作业顺序，着重抓好工序衔接和预防钢筋被踩踏的防护措施

项目经理部技术负责人和现场施工人员在钢筋砼结构构件施工前，应合理安排好各工种的作业顺序，尽可能避免交叉作业，以避免人多慌乱中踩踏负弯矩钢筋。比如，在板底钢筋绑扎完后，各种管线的预埋和模板工收头作业就应及时跟进，以免在板面钢筋绑扎完后再预埋各种管线，既弄乱了面层钢筋网，导致钢筋工还得重新整理、绑扎面层钢筋，引发工种间矛盾纠纷，也影响了各种管线的预埋进度和质量。再有，钢筋工绑扎完面层钢筋后，应立即用事先准备好的砼预制垫块和钢筋马凳，按规定间距在底层钢筋网下和上层钢筋网下，特别是四周和梁与板交界处的负弯矩钢筋下放置预制砼垫块和钢筋马凳，并用绑扎丝绑扎牢固，以免在浇捣砼时移位。

3.3 遵守施工操作规程，认真抓好施工过程中每道工序的施工质量

为确保在砼浇筑和振捣过程中，钢筋骨架、钢筋网特别是上层钢筋和负弯矩筋不被踩踏，除了前述支设垫块和钢筋马凳外，还应在现浇板四周和跨中适当位置，用长钢筋马凳支架和架板搭设移动式走道板，供现场砼工、钢筋工、水暖电工和木工在浇捣砼过程中正常行走和操作之用，以免踩踏钢筋。作为项目部技术负责人和施工人员，应责成有关班组指派对浇捣砼认真负责的熟练砼工来掌握振捣器，钢筋工负责检查和修整钢筋骨架，木工负责检查有无胀模等情况，如发现异常，应立即停工修整，以免影响砼结构整体质量。在施工全过程中，施工单位质检员和现场监理应实施旁站检查，随时检测现浇梁板几何尺寸是否符合设计要求，尤其是板厚和受力钢筋的砼保护层厚度，一旦发现超标现象，应立即叫停，查找原因，并迅速处理好。