王虎英
(太原市小店區(qū)綜合開發(fā)公司,山西 太原 030032)
在近年來的建設(shè)工程施工中,對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程實(shí)體質(zhì)量的檢驗(yàn)已成為一個重點(diǎn)。由于施工單位在施工過程中對鋼筋保護(hù)層的重要性不重視,未按相關(guān)的規(guī)范及規(guī)程要求施工,造成鋼筋的實(shí)際位置與規(guī)范要求的位置不符,給工程質(zhì)量帶來了安全隱患,同時也造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。所以混凝土保護(hù)層厚度已成為工程中控制的要點(diǎn)。
混凝土保護(hù)層是指在混凝土構(gòu)件中,起到保護(hù)鋼筋直接裸露的那一部分混凝土的作用,其厚度為縱向鋼筋(非箍筋)外緣至混凝土表面的最小距離。保護(hù)層最小厚度的規(guī)定是為了使混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足耐久性要求和對受力鋼筋有效錨固的要求。在梁、柱、板中,保護(hù)層越大則截面有效高度越小,所能承受荷截越小,故保護(hù)層厚度不宜過大;而保護(hù)層過小,則影響鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)力及整個構(gòu)件的耐久性和耐火性。所以相關(guān)規(guī)范對受力鋼筋的保護(hù)層有著嚴(yán)格的要求,對允許偏差值設(shè)置了上限,合格率必須達(dá)到90%以上,且不超過1.5倍的尺寸偏差才能達(dá)到規(guī)范要求。另外,控制保護(hù)層的墊塊、支撐等還具有給鋼筋骨架限位、固定的作用。
鋼筋與混凝土之間存在足夠的黏結(jié)力,在結(jié)構(gòu)計(jì)算時,鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個整體來承受外力的。又由于混凝土的抗拉強(qiáng)度很低,為簡化計(jì)算,一般混凝土只考慮承受壓應(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(jì)來講,受拉的鋼筋離受壓區(qū)越遠(yuǎn),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)揮的效率也就越高。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,如挑梁的受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件的上部。如果放置錯誤或者鋼筋保護(hù)層過大,輕則降低了梁的實(shí)際承載能力,重則會發(fā)生重大質(zhì)量事故。
由于鋼筋與混凝土之間存在著一定的黏結(jié)錨固強(qiáng)度而使鋼筋與混凝土之間在荷載作用下產(chǎn)生劈裂應(yīng)力,直接影響到混凝土構(gòu)件的承載力。而當(dāng)混凝土保護(hù)層厚度與鋼筋直徑之比超過某個臨界值之后,就不會再產(chǎn)生劈裂破壞。因此,根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范產(chǎn)生大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析來看,必須規(guī)定鋼筋保護(hù)層厚度的最小值,以確保工程質(zhì)量。如果鋼筋保護(hù)層厚度過小,也就是鋼筋過分靠近受拉區(qū)一側(cè),這樣容易造成露筋現(xiàn)象,使鋼筋與混凝土間失去了足夠的黏結(jié)力。因此在施工過程中要做到規(guī)范操作、經(jīng)常檢查、及時發(fā)現(xiàn)并處理問題。
在工程施工中,有很多因素都直接影響到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,混凝土在一般施工條件下,除了有特殊的外界因素影響以外,主要考慮大氣的侵蝕會使鋼筋的表面氧化生銹,從而使裸露在大氣或者其他介質(zhì)中的鋼筋容易受蝕生銹,減少鋼筋的有效截面并影響到結(jié)構(gòu)受力,因此,需要根據(jù)對耐久性要求規(guī)定的不同來規(guī)定鋼筋的保護(hù)層的最小厚度,從而用來保證在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不會發(fā)生鋼筋銹蝕。再者,鋼筋混凝土也很容易在大氣中產(chǎn)生碳化,當(dāng)鋼筋表面的碳化深度達(dá)到一定的程度時,就會銹蝕到鋼筋表面,從而影響鋼筋混凝土構(gòu)件的耐久性。因此,當(dāng)混凝土具有足夠的鋼筋保護(hù)層厚度時,既能保證與鋼筋垂直的裂縫寬度不致過大,又能保證混凝土的碳化深度在相當(dāng)長的時間不會達(dá)到鋼筋表面,更進(jìn)一步保證了鋼筋混凝土的保護(hù)層厚度,使鋼筋免遭銹蝕。
從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度來講,要想確保鋼筋在設(shè)計(jì)年限內(nèi)不發(fā)生危及結(jié)構(gòu)安全的銹蝕,除了提高混凝土的強(qiáng)度等級外,適當(dāng)?shù)靥岣呋炷帘Wo(hù)層厚度也是一種很有效的方法。因此,為確?;炷翗?gòu)件的承載力和耐久性,必須重視混凝土保護(hù)層在工程建設(shè)中的重要作用。在結(jié)構(gòu)驗(yàn)收時,必須提供保護(hù)層厚度實(shí)體檢測結(jié)果,按照現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,進(jìn)行驗(yàn)收以保證工程質(zhì)量。
由于鋼筋與混凝土的熱膨脹系數(shù)是不同的,保護(hù)層對混凝土內(nèi)部的鋼筋還具有一定的防火功能。當(dāng)混凝土構(gòu)件的溫度不斷升高,鋼筋的膨脹值逐漸大于混凝土的膨脹值時,就會損傷和破壞混凝土與鋼筋之間的握裹力。此外,當(dāng)鋼筋溫度升高到700℃時,鋼筋的屈服強(qiáng)度會大幅度降低,從而失去與混凝土共同受力工作的條件,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。然而,混凝土是熱的不良導(dǎo)體,它能在一段時間內(nèi)保護(hù)鋼筋不會立即受到高溫影響,從而延緩鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)喪失承載能力的時間,為人員疏散及消防救援贏得更多的時間。所以,對混凝土保護(hù)層的耐火性應(yīng)根據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的要求去執(zhí)行。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)層在建設(shè)施工中常常被忽視,也常常會因此帶來一些質(zhì)量安全上的隱患。只有正確了解鋼筋及混凝土的共同作用及較大偏差會導(dǎo)致嚴(yán)重后果,才能充分認(rèn)識到合理的鋼筋保護(hù)層對工程質(zhì)量的重要性。因此,在建筑工程實(shí)際施工當(dāng)中,各相關(guān)人員要引以為重,只有防微杜漸,才能使施工技術(shù)水平更上一個新臺階。