混凝土结构中钢筋保护层厚度的检验

混凝土结构中钢筋保护层厚度的检验

【摘要】文章首先通过对混凝土结构中钢筋保护层的作用进行了阐述，接着对对钢筋混凝土结构保护层厚度控制的重要性进行了细致的分析，最后重点探讨了钢筋保护层厚度检验方案。

【关键词】混凝土结构；钢筋保护层；厚度检验 一、前言

随着近年来由于混凝土结构的问题，而引发的工程质量问题不时发生，这无疑更应该为我们关注混凝土结构中钢筋保护层厚度的检验敲响警钟。

二、混凝土结构中钢筋保护层的作用

1、维持受力钢筋及混凝土之间的握裹力

混凝土结构中钢筋能够受力是因为其与周围混凝土之间的黏结锚固作用。受力钢筋（尤其是变形钢筋）与混凝土之间的咬合作用是构成握裹力的主要的成分。钢筋周围混凝土的握裹力很大程度上取决于混凝土握裹层的厚度，是成正比的。为了保护受力钢筋的抗力能够正常发挥，受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于其直径。

2、保护钢筋免遭锈蚀混凝土结构与钢结构相比，其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宜锈蚀。但是，由于浇筑混凝土过程中离析、泌水、沉陷而形成的毛细孔道和裂隙；混凝土收缩、温度变化或受力后引起的裂缝使大气中的水和二氧化碳或其他酸性介质得以渗入混凝土内部，中和了混凝土的碱性而使其变成中性的碳酸钙，这个过程称为碳化。碳化随时间由混凝土表面向内部发展，其速度与混凝土的质量及环境有关。

三、对钢筋混凝土结构保护层厚度控制的重要性分析

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。这种组合发挥了它们各自的优势性能，共同承担结构构件所承受的外部荷载。因此，一般我们在考虑钢筋混凝土的受力条件时，着重考虑的是混凝土的受压应力和钢筋的受拉应力。而钢筋混凝土结构构件中钢筋的实际受拉应力是否能与设计计算应力相吻合，主要取决于钢筋在结构中的位置是否正确。这也正是我们要求控制钢筋保护层厚度的主要原因。

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、从构件的耐久性分析

保护层的作用除上所述之外，顾名思义还起着保护钢筋不被锈蚀的作用，以确保钢筋混凝土结构的耐久性。影响钢筋混凝土结构耐久性的因素很多，除了特殊的外界因素以外，在一般使用条件下，主要考虑大气的侵蚀而使钢筋氧化生锈。而混凝土不密实、裂缝、钢筋保护层偏小，再加上混凝土碳化以及钢筋的电化学反应等因素就会因此加速这种侵蚀过程。钢筋氧化锈蚀又会导致体积膨胀，致使混凝土保护层开裂造成恶性循环，更加加快钢筋锈蚀进程，从而大大缩短建筑物的使用寿命。因此，保证保护层厚度在设计及规范规定范围之内，就能最大程度的保护钢筋免受锈蚀，延缓混凝土碳化深度到达钢筋表面的时间，确保结构的使用年限。

4、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。对一些特殊建筑或构筑物为提高其耐火等级，设计上还对有些结构构件增加混凝土保护层厚度的具体要求。

四、钢筋保护层厚度检验方案

1、构件类型和数量

由于在钢筋分项工程工艺检验和隐蔽工程验收中，已对钢筋保护层厚度进行过抽样检验，决不是重新检查一遍，因此抽检数量较少，对此必须严格控制，但也不能给施工单位造成负担。

《规范》附录规定：只对受弯构件梁、板进行检验，且抽检数量比例很小，为构件总数的2％且不少于5个构件，当有悬挑构件时，其所占的比例不宜小于50％，因此，此项检验为保证结构安全的目的性很明确。对于梁，检查全部纵向受力钢筋（箍筋、构造筋不查）；对于板，抽查不少于6根纵向受力钢筋（不查分布筋）。具体抽查的结构部位，由监理（建设）、施工单位协商确定，应尽量选择重要、有代表性、容易发生问题部位，使检查能够起到监督施工质量，保证结构安全的作用。

2、检查方法

《规范》附录第Z.0.3条规定：钢筋保护层厚度可采用非破损或局部破损的方法进行，也可采用非破损方法，并用局部破损的方法进行校准。

（一）、局部破损方法

剔凿混凝土保护层直到露出钢筋，然后直接测量混凝土表面到钢筋处边缘的距离。

（二）、非破损方法

采用钢筋保护层厚度扫描仪测定。（量测：该方法优点是方便、快捷，但仪器价格昂贵，不易普及，弱点是由于在实际结构中经常是箍筋、分布筋以及纵向受力筋密集配置，由于电磁场干扰，测量精度大受影响。

（三）、验收界限

《规范》附录规定了钢筋保护层厚度实体检验的验收界限。首先，梁类构件和板类构件分别检验，不混合计算合格点率。这即是钢筋的分项工程检验中保护层厚度允许尺寸偏差值适当扩大结果。梁、板类构件分别由量测结果计算合格点率，验收界限90％，即全部检查点的90％或以上均在允许误差范围以内时，实体检验通过验收。

（四）、抽样检验数量的调整

为了减少抽样检验的偶然性，为此，实行在一定条件下加大抽样比例的方法，以减少对施工方误判的概率。

（五）、最大偏差限差

抽查的合格率并不能完全控制构件中钢筋移位的影响。对于不大于10％的超差点，如果数值过大，仍然可能影响构件性能，例如超差1㎜和100㎜都只算1个超差点，而其对结构性能的影响就可能大不相同：前者影响不大；而后者就可能发生悬臂倾覆等恶性事故，因此还应对最大偏差作出限值的要求。《规范》附录第Z.0.5条第3款规定：最大偏差超过允许值的1.5倍时，检验不予通过，为保证构件和结构的结构性能和安全，这个较严厉的规定是必要的。

3、不得任意扩大检验范围

《规范》已明确规定：只对受弯构件梁和板进行钢筋保护层厚度的实体检验，并且强调悬臂构件应作为检查的重点。这是因为钢筋移位对受弯构件的结构性能有着直接而重要影响的缘故，对于墙、柱这一类以受压为主的构件，钢筋移位，对于承载能力的影响，远不如受弯构件大，而且《规范》本身也未给出对柱、墙类构件进行实体检验时允许尺寸偏差数值及检查方法和验收界限，不知在实际执行中是如何检验的。

4、不得随意增加抽检比例

《规范》规定的抽检比例较小，即使发生重复抽检的情况，整个工程中抽检的构件数量也很少，抽检的目的是促使施工单位克服通病，注意在建筑混凝土工程中保持钢筋不受扰动。如果随意扩大抽样比例，这种做法不符合《规范》要求，会大大增加检测工作量和施工单位的负担，不利于《规范》的正确执行。

5、保护层厚度超厚构件检测结果的修正

混凝土结构施工过程中往往有保护层厚度超厚的现象，尤其是梁、板类构件。混凝土超厚可能影响对上部负弯矩钢筋位置的准确判断，由于这是一种假象，因此由其带来的不利影响在检测中应予以剔除。方法是对检测构件保护层厚度超大而不合格的点，利用钻孔、剔凿等手段实测校验予以纠正，或者量测板底、板顶标高加以推算。

五、结束语

混凝土结构中钢筋保护层厚度的检验在工程项目实施中呈面极其重要的地位，我们不仅要努力做好各项工作，还要与其它方面协调一致、相辅相成。从而检验工作不断得到完善和提高，为工程项目的顺利实施提供可靠的技术保障。

参考文献

[1]徐有邻，王晓锋．混凝土结构中钢筋的保护层厚度[J]．建筑结构，2003

[2]蔡云.浅谈钢筋混凝土保护层厚度控制[J].中国科技信息.2010

[3]金恩平.混凝土保护层厚度的确定与施工质量控制问题的探讨[J].混凝

土.2007