钢筋保护层的作用及控制论文.doc

毕 业 论 文（2017届） 题 目：钢筋保护层的作用及控制 系 部：建筑工程系 专 业：建筑工程技术专业 班 级：2015级 姓 名：张廷瑞 指导教师：穆丽华 完成日期：2016年10月15日 目 录中文摘要（2）前言（3）一、钢筋保护层的作用（4）（一）定义（4）（二）作用（4）二、钢筋保护层厚度控制及重要性（4）（一）钢筋保护层厚度的控制（4）（二）钢筋保护层的重要（5）1、从力学角度分析（5）2、从钢筋与混凝土的粘结力分析（5）3、从混凝土的防火要求分（6）三、如何做好钢筋混凝土保护层的控制（6）（一）、钢筋混凝土构件的工作原理（6）（二）影响钢筋保护层厚度的因素及常见问题（7）1、影响钢筋保护层厚度的因素（7）2、钢筋保护层容易出现的问题（7）（三）钢筋混凝土保护层的控制措施（8）1、科学合理的安排好各工种交叉作业时间（8）2、严格控制垫块质量和分布密度（8）3、设置必要的钢筋小马凳（8）4、铺设临时性活动跳板（8）5、控制下料尺寸（9）结论（10）参考文献（11）致谢（12）钢筋保护层的作用及控制中文摘要：现代建筑已离不开钢筋混凝土构件，无论是单层工业厂房还是一般民用建筑或是高达数百米的摩天大楼，要是离开了钢筋混凝土很难想象会是什么样的结果。有钢筋就需要有保护层，钢筋保护层究竟有什么作用，保护层多大才合适，怎样去控制钢筋保护层就显得非常重要。混凝土结构是房屋建筑、市政工程中被广泛采用的结构形式，由于钢筋混凝土工程量大面广，在检查中我们经常发现一些施工单位在施工过程中对混凝土结构中的钢筋保护层厚度控制不严，造成钢筋位置不准。再加上模板尺寸偏差较大等因素造成钢筋保护层超标，并且在混凝土浇筑后，又不能直观的看到其内部结构，因而给工程质量带来隐患。钢筋混凝土结构构件的钢筋保护层偏差直接影响到钢筋混凝土构件的力学性能及耐久性，关系到建筑物的使用安全及使用寿命。因此，参与建设、施工的各方均应足够重视并关注钢筋混凝土结构的保护层问题。下面就本人积累的经验和体会，对钢筋保护层的作用及控制提出几点见解供大家探讨。关键词：钢筋；保护层；作用；控制前 言钢铁工业尽管起步较早，但真正应用于工程施工时间并不长，钢筋保护层即钢筋混凝土结构在建筑工程中的应用更是近100年左右时间的事。自从人们找到水泥这种新兴建筑原材料，工程施工技术得到了突飞猛进的进步。特别是近50年，由于普通钢筋混凝土结构及预应力钢筋混凝土结构在工程中的应用，更使得建筑领域发生了翻天覆地的革命。那么，钢筋保护层又该如何控制呢？我认为重点应从两方面着手，一是抓施工前技术交底；二是抓过程中要素控制。在施工前，应针对不同的工程部位，根据设计图纸及施工验收规范，确定正确的钢筋保护层。在施工过程中，则重点要做到规范操作，特别是在混凝土现浇板浇捣过程中，尤其需要重视。一 钢筋保护层的作用 （一）定义混凝土保护层是指混凝土结构构件中，受力钢筋最外层钢筋的外缘至混凝土表面之间的混凝土层，简称保护层。(这是2010版本的新规范对前版本的修改) 因此本次修订以后的保护层厚度比原规范实际厚度有所加大。（二）作用混凝土结构中，钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种不同材料组成的复合材料，两种材料具有良好的粘结性能是它们共同工作的基础，从钢筋粘结锚固角度对混凝土保护层提出要求，是为了保证钢筋与其周围混凝土能共同工作，并使钢筋充分发挥计算所需强度。钢筋裸露在大气或者其他介质中，容易受蚀生锈，使得钢筋的有效截面减少，影响结构受力，因此需要根据耐久性要求规定不同使用环境的混凝土保护层最小厚度，以保证构件在设计使用年限内钢筋不发生降低结构可靠度的锈蚀。对有防火要求的钢筋混凝土梁、板及预应力构件，对混凝土保护层提出要求是，为了保证构件在火灾中按建筑物的耐火等级确定的耐火限的这段时间里，构件不会失去支持能力。二、钢筋保护层厚度控制及重要性（一）钢筋保护层厚度的控制对于受力钢筋混凝土构件截面设计来讲，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，这样钢筋发挥的力学效能也就越高。所以一般来讲钢筋混凝土构件受拉钢筋，总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。如果钢筋混凝土构件的钢筋位置放置错误或者钢筋的保护层过大，轻则降低了钢筋混凝土构件的承载能力，重则会发生重大事故。混凝土保护层厚度大，构件的受力钢筋粘结锚固性能、耐久性和防火性能越好。但是，过大的保护层厚度会使构件受力后产生的裂缝宽度过大，就会影响其使用性能(如破坏构件表面的装修层、过大的裂缝宽度会使人恐慌不安等)，过大的保护层厚度亦会造成经济上的浪费，因此对其厚度的控制就显得非常重要。 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1.5厘米，而基础的保护层厚度通常为5厘米，有时甚至达到10厘米。因此，在对操作者的技术交底中，必须明确此厚度，否则很容易造成返工。在施工过程中，则重点要做到规范操作，特别是在混凝土现浇板浇捣过程中，尤其需要重视。往往是钢筋绑扎时位置都很正确，但一到浇捣时情况就变了样，不是人踩就是工器具压在上面，由此造成的结果是支撑钢筋的马墩被踩倒，混凝土上层钢筋弯曲变形，保护层的厚度也就得不到保证。所以在施工过程中，应做到规范操作，严禁操作人员在钢筋上随意行走；对上层钢筋应作有效的固定；浇捣中还应经常检查，发现问题及时解决。（二）钢筋保护层的重要性1、从力学角度分析钢筋混凝土结构构件是由钢筋和混凝土组成。从原材料的力学性能而言，钢筋具有较强的抗拉强度；混凝土则具有较高的抗压强度，而其抗拉强度却很低。一般来讲，无论是梁还是板，受拉钢筋总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。如挑梁的受力筋应设在构件上部受拉区，如果钢筋保护层厚度过大，轻则由于钢筋不能有效发挥其应有的抗拉作用，而使混凝土受拉应力超标产生裂缝，重则由于悬挑结构上部钢筋所受拉力的力矩高度（h0）变小，而使钢筋受拉应力超标发生结构断裂。此类事故在建设史上并不少见。再比如，大面积的现浇楼板，下排钢筋如果垫得过高，保护层过大，在外加荷载作用下，混凝土下部受拉应力超标，也会产生板底裂缝。2、从钢筋与混凝土的粘结力分析钢筋与混凝土之所以能共同工作，是因混凝土硬化并达到一定强度后，两者之间建立了足够的粘结强度，这种相互作用力称为握裹力。钢筋在混凝土中的保护层必须具有一定的厚度，才能保证混凝土与钢筋之间的握裹力。如果钢筋保护层厚度过小，钢筋过分靠近结构构件的边缘，容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落，直接导致握裹力的减小。另外，钢筋保护层过小，表层混凝土将随着时间的推移而逐渐碳化，边缘钢筋失去保护作用而导致钢筋锈蚀，钢筋与混凝土之间也会失去粘结力，从而使构件的承载力降低，严重时还会导致整个结构体系的破坏。3、从混凝土的防火要求分析保护层对混凝土内部的钢筋还具有一定的防火功能。当建筑结构发生火灾时，环境温度急剧升高，钢筋与混凝土的热膨胀系数是不同的。当钢筋的膨胀值逐渐大于混凝土的膨胀值时，就会损伤和破坏混凝土与钢筋之间的握裹力；此外，当钢筋温度上升到700时，钢筋屈服强度大幅度降低，就会失去与混凝土共同工作的条件，而导致结构破坏。然而，混凝土是不良导热体，它能保护钢筋不会立即受到高温影响，从而延缓结构丧失承载能力的时间，为消防救援赢得时间。三、如何做好钢筋混凝土保护层的控制（一）、钢筋混凝土构件的工作原理 层的作用不言而喻，要想更好地控制钢筋保护层就必须清楚的知道其工作原理。钢筋混凝土构件由钢筋和混凝土组成。从原材料的力学性能而言，钢筋有较强的抗拉、抗压强度，但混凝土只有较高的抗压强度，抗拉强度却很低。然而两者的弹性模量比较接近，还有较好的化学胶合力、机械咬合力和销栓力，这样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。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。（二）影响钢筋保护层厚度的因素及常见问题1、影响钢筋保护层厚度的因素 构在浇注混凝土前，通常对模板、钢筋进行全面检查，待合格后才能浇灌混凝土。但在此期间的检查，不能排出没有重视构件截面尺寸和钢筋的品种、级别、规格、数量、尺寸、强度复试的检查现象，而轻视模板准确标高、模板支撑系统的承载力与稳定性，合理的混凝土骨料粒径，钢筋保护层的准确厚度检查，忽视钢筋保护层厚度垫块的自身强度以及垫块和架设的方法、位置是否正确、合理、有效，即使当时检查钢筋保护层厚度符合要求，而有时有些保护层垫块或架立得不规范，稍一碰撞就会产生位移；有时也会由于模板支撑系统强度不足，或承载力偏低、稳定性较差；加之施工人员在上面行走，操作踏踩和施工机具碰撞等，均会造成钢筋位移、垫块破损等现象，如果不即使修复，会使钢筋保护层最终难以确保设计和规范要求的标准厚度。混凝土施工时其标高控制不准，楼板混凝土厚度超厚，造成钢筋保护层厚度偏大；钢筋下料时制作的尺寸不准或对钢筋的相关考虑不周，导致在梁、柱节点等部位的钢筋出现粘膜、位移等情况，还有设计不周，局部钢筋及楼板中心线管累计厚度超过板厚，梁柱节点处主次梁钢筋直径较大，纵横向钢筋相互交叉，造成钢筋保护层厚度超差。2、钢筋保护层容易出现的问题对于受力钢筋混凝土构件截面设计来讲，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，这样钢筋发挥的力学效能也就越高。所以一般来讲钢筋混凝土构件受拉钢筋，总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。如果钢筋混凝土构件的钢筋位置放置错误或者钢筋的保护层过大，轻则降低了钢筋混凝土构件的承载能力，重则会发生重大事故，然而当钢筋混凝土构件的受拉钢筋越靠近钢筋混凝土构件的边缘时则容易出现以下问题：（1）钢筋混凝土构件中钢筋的主要成分铁在常温下很容易被氧化，尤其在高温或潮湿的环境中 （2）钢筋混凝土构件的保护层过小容易在施工时造成钢筋露筋或钢筋混凝土构件受力时表面混凝土剥落。 （3）随着时间的推移，钢筋混凝土构件表面的混凝土将逐渐碳化，在钢筋混凝土构件工作寿命内保护层混凝土失去了保护作用，从而导致钢筋锈蚀，有效截面减小，力学效能降低，钢筋与混凝土之间失去粘结力。这样构件整体性会受到破坏，甚至还会导致整个钢筋混凝土构件的破坏。（三）钢筋混凝土保护层的控制措施1、科学合理的安排好各工种交叉作业时间一般在板底钢筋绑扎完毕后现浇板内线管预埋及梁外侧模板的安装要同时进行，以减少内在板负弯矩钢筋绑扎时现浇面上的作业人员数量；同时应注意成品保护，在混凝土浇筑施工时可派专人进行监督，及时警告作业人员尽量沿钢筋小马撑支点通行。2、严格控制垫块质量和分布密度 合保护层厚度要求的塑料垫块，钢筋量大、自重大部位可适当增加垫块数量，板底钢筋其垫块一般呈梅花形设置，间距不宜大于1M。3、设置必要的钢筋小马凳 弯矩钢筋下或双层双向钢筋内必须设置钢筋小马凳，马凳的绑扎其纵横向间距不大于700mm（即每平方米不得少于2只），特别是对于8一类细小钢筋，马凳的纵横向间距不应该大于600mm（即每平方米不得少于3只），马凳的绑扎也应该注意不能外漏，并保证已固定的钢筋位置的正确性，进而有效的保证混凝土保护层厚度。4、铺设临时性活动跳板 生裂缝的负弯矩筋受力区内，铺设临时性活动跳板，尽量避免上层钢筋受到重新踩踏变形。实际操作时可安排足够数量的钢筋工进行护筋，确保钢筋位置正确。5、控制下料尺寸 作时必须按照规定的尺寸下料，从而保证钢筋绑扎成品的几何尺寸，只有钢筋成品的几何尺寸正确了，保护层才能满足设计要求。钢筋混凝土构件的保护层厚度直接影响着构件的耐久性和承载能力，所以在钢筋混凝土的施工中应采取有效控制措施，保证保护层厚度的准确性。结 论 质量日益重视的今天，钢筋混凝土的保护层的质量问题已成为质量控制的要点。往往在工程质量检查中，钢筋混凝土的其他指标均能满足要求，而只有钢筋混凝土的保护层这项指标不能满足要求，钢筋混凝土保护层的主要作用主要是保护钢筋，防止钢筋的锈蚀，同时必要的厚度也可以保证砼对钢筋的握裹力，以保证达到设计值得要求，是钢筋与砼协同工作，如何控制好钢筋混凝土保护层的质量，在保证结构受力性能，结构安全、耐久性、耐火性等方面有着重要的意义。钢筋保护层是一个容易被忽视，然而却非常重要的问题。保护层的厚度的不当会引起构件表面露筋或截面有效高度降低，这直接影响着构件的承载力和耐久性，所以必须从设计和施工两个方面严格控制保护层的厚度：依据规范要求，综合考虑耐久性、截面有效高度等因素，严格按照设计使用年限、环境类别、构件类型、混凝土强度等确定混凝土保护层厚度的设计值；并且在施工中模板牢固，钢筋尺寸准确；垫块、马凳等选材得当、布置合理，严禁错放、漏放；各工种穿插有序，严格隐蔽验收，确保保护层厚度的准确。参考文献1 侯治国主编. 混凝土结构. 武汉工业大学出版社.2 徐建中, 赵志忠, 陈广德. 混凝土保护层的控制A. 河南省建筑业行业优秀论文集(2004)C, 2004.3 陈小静, 陈新华. 浅谈钢筋混凝土保护层的重要性及控制A. 土木建筑学术文库(第12卷)C, 2009.4 罗向荣主编. 钢筋混凝土结构M. 高等教育出版社, 2003.5 宋晓冰, 刘西拉. 结构耐久性设计的混凝土保护层厚度J. 工业建筑, 2001年10期.6 徐有邻, 刘刚, 程志军, 王晓锋. 混凝土结构中