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【摘 要】 在钢筋混凝土施工过程中，钢筋保护层厚度将会直接影响构筑物的正常使用，为了保证钢筋在构筑物成型后不氧化、腐蚀，切实起到钢筋在混凝土中的作用，使构筑物具有适用性、安全性和耐久性。结合水利工程，就钢筋混凝土构件中保护层的作用、重要性、偏差产生原因以及相关的预防措施进行分析，在此基础上提出相应的钢筋保护层厚度的作用及控制措施。
【关键词】 混凝土施工;钢筋保护层;作用及控制
根据国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）规定的原则，在工程验收前进行结构检验的过程上，经常能够检查出钢筋混凝土保护层厚度严重超出规范要求，致使工程构件轻则板边或边角裂缝，重则发生悬臂构件的倾覆、折断事故，直接影响到混凝土结构的承载力、耐久性、防火等性能。这反映出在施工中对混凝土保护层厚度的控制重视不够，最终为工程结构埋下严重质量隐患。因此，混凝土施工过程中钢筋保护层厚度应严格按照规范要求和设计要求进行施工，并加以严格控制，以保证工程质量。
一、混凝土保护层
混凝土保护层是指混凝土构件中，起到保护钢筋避免钢筋直接裸露的那一部分混凝土，其厚度为纵向钢筋（非箍筋）外缘至混凝土表面的最小距离。保护层最小厚度的规定是为了使混凝土结构构件满足耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。
二、保护层的厚度、作用和重要性
（一）钢筋混凝土保护层的厚度
钢筋混凝土保护层的厚度是指从受力主筋的外边缘到混凝土构件外边缘的距离，也就是受力主筋外皮到构件表面的尺寸。
（二）钢筋保护层的作用如下
1.在正常使用承载极限状态下保证结构正常工作的作用;
2.满足构件钢筋粘结、锚固的要求，使钢筋充分发挥其计算所需的强度;
3.满足构件耐久性的要求，使钢筋因有混凝土的保护而不易锈蚀;
4.满足建筑防火要求，不致因火灾使钢筋很快达到软化点而破坏。
正因为钢筋保护层具有上述重要作用，规范要求在结构检测中把它列为必查内容之一，这也反映出其在混凝土构件中的重要性和质量检查的必要性。所以，在施工中加强对钢筋保护层厚度的质量控制是确保主体工程施工质量的重要环节。
三、钢筋混凝土保护层厚度偏差的危害及其影响因素
钢筋保护层厚度的变化是钢筋位移带来的直接反映。保护层厚度过小，容易造成钢筋露筋或表面混凝土剥落，从而导致钢筋锈蚀，构件断面减小，结构整体性受到破坏。保护层厚度过大，对于现浇板来说，上部负弯矩钢筋的作用大大降低，有的甚至完全失去作用，造成结构性破坏。
（一）影响钢筋混凝土保护层厚度的原因
1.设计考虑欠周，设计单位由于对施工方技术水平考虑欠细，有些常规的设计截面与施工的实际情况不协调，比如“井字梁梁底”、“主次梁和纵横框架梁交接处”两个方向的钢筋保护层均一样，造成了钢筋纵横交叉，产生叠合现象，此部位较易造成搭在次梁横向框架上板的负弯矩筋保护层厚度偏小甚至露筋现象。
2.施工操作不规范
（1）在支模或浇筑混凝土时，施工人员随意踩踏钢筋，造成上层钢筋局部变形下弯，使用振捣器振捣混凝土时振到钢筋，使钢筋偏离正确的位置，造成钢筋保护层不到位。
（2）对垫块的作用不理解，对垫块的质量不重视，造成以下情况的发生：因嫌垫块绑扎麻烦、操作不便、费时费工，常用石子或其他东西代替;砂浆垫块的强度低，易破碎;绑扎铁丝时与垫块连接不牢，垫块易脱落。
（3）钢筋垫脚石过高，明显减少了截面有效高度。
（4）预制过梁制作时，钢筋骨架绑扎不牢固，在搬运、码放或入模过程中，容易造成骨架变形，在浇筑混凝土时施工人员不在意，也就影响了保护层的厚度。
（二）钢筋混凝土厚度对钢筋锈蚀的影响
混凝土中的钢筋锈蚀破坏是混凝土结构失效破坏的最主要原因。通过电化学测定，研究了保护层厚度对钢筋锈蚀的影响。研究表明：增大混凝土保护层厚度能有效延缓混凝土中钢筋的锈蚀，延长钢筋开始锈蚀的时间，保护层厚度越大，开始锈蚀的时间越长;钢筋开始锈蚀后，锈蚀进程分为三个阶段，即开始锈蚀阶段、稳定锈蚀阶段和加速锈蚀阶段。在开始锈蚀阶段，保护层厚度越大，钢筋锈蚀速率增长的越慢：在稳定锈蚀阶段，保护层厚度越大，稳定腐蚀电流密度越小;当钢筋进入稳定锈蚀期后，保护层厚度和稳定腐蚀电流密度存在相关性良好的函数关系;而加速腐蚀阶段均发生在混凝土开裂以后。
（三）钢筋混凝土保护层对混凝土结构粘结力和耐火的影响
混凝土保护层对混凝土产生其他方面的影响主要有：混凝土的粘结力和耐火极限。在混凝土结构中，钢筋和混凝土两种性质不同的材料所以能够共同工作，主要是依靠钢筋和混凝土之间的粘结应力。对于高强度的变形钢筋，在混凝土保护层太薄时，外围混凝土可能发生劈裂，致使粘结强度降低，进而影响到结构的耐久性。另外.混凝土的耐火极限与混凝土的保护层厚度也有很大关系，当结构遭受火灾时，混凝土内钢筋的温度随保护层厚度的增加而降低.所以混凝土保护层的厚度达不到规定值后，将会降低混凝土的耐火极限，使结构的耐久性大打折扣。
（四）钢筋混凝土保护层厚度的变化对混凝土裂缝宽度的影响
当混凝土保护层厚度增加10mm，裂缝宽度的最大增幅可达32%，从而导致最大裂缝宽度超过了《规范》中规定的限值。因此，对于受拉钢筋为中、高强度钢筋，混凝土保护层厚度应成为施工中重点关注的问题。当保护层厚度变化后，从工程实例的对比来看，保护层厚度的增加将引起钢筋混凝土受弯构件极限承载力的变化，保护层厚度变化超过一定程度后将会对结构的安全性产生影响。
（五）钢筋混凝土保护层厚度对钢筋混凝土梁力学性能的影响
随着钢筋保护层厚度的增加，构件的承载力增长会越来越快，但是当保护层厚增加到一定程度时（厚90mm），构件的承载能力迅速下降。这是因为随着钢筋保护层厚度的增加，使构件梁的截面有效高度减小，从而导致梁的承载能力下降，需要设置更多的钢筋，造成不必要的浪费。从粘结锚固和构件耐久性角度而言，构件需要有较大的保护层。但是一味地增加保护层的厚度会使梁的截面有效高度减小，从而使构件的承载能力下降。所以要选择适当的保护层厚度，使构件能最好地发挥它的性能。一般情况下钢筋保护层厚度在90mm以内都是比较合理的，但是在此前提下我们仍需要根据有关标准来确定保护层的厚度。就面承载力角度而言，过厚的保护层会造成截面的有效高度减小，构件承载能力下降，需要设置更多的钢筋，造成不必要的浪费。设置90mm厚保护层构件的承载能力明显低于其他构件的承载能力。所以要选择适当的保护层厚度，使构件能最好地发挥它的性能，但在此前提下仍需要根据相关标准及规范来确定。 （六）钢筋混凝土保护层厚度偏差的防治措施
1.设计单位在设计时，应根据设计经验并充分结合工程实际情况，比如板的负弯矩钢筋可以将保护层数值做适当调整，给予处理。如果设计时考虑欠细，施工单位应在图纸会审时与设计人员沟通，协商解决。
2.施工方面
（1）混凝土构件支模、绑扎、浇筑时注意对钢筋的保护，发现错位情况立即复位。在混凝土浇过程中，应做到规范操作，要搭设走道板施工，防止施工人员随意踩踏钢筋。
（2）对钢筋保护层垫块的固定方式，可采用定型塑料垫块代替砂浆垫块，塑料垫块自锁定能力强，不易脱落，安装方便，可有效解决砂浆垫块易碎、易脱落、强度低的通病，有利于提高混凝土的施工质量。
（3）提高对钢筋保护层厚度的重视，采取合理有效的措施保证钢筋位置正确。
（4）预制过梁在预制过程中，搬运骨架要轻拿轻放，保护骨架完好。浇筑混凝土时，要保持钢筋骨架的位置正确。按要求加放垫块，尤其是截面较小的过梁，更应注意垫块的数量和摆放的位置。
四、钢筋混凝土保护层厚度检验的必要性
钢筋保护层厚度检验的必要性对结构实体钢筋保护层厚度的检验是十分必要的，其检验范围主要是钢筋位置可能显著影响结构构件承载力和耐久性的构件和部位，如梁、板类构件的纵向受力钢筋。由于悬臂构件上部受力钢筋位移可能严重削弱结构构件的承载力，故更应重视对悬臂构件受力钢筋保护层厚度的检验。对于符合设计要求的钢筋混凝土，检验混凝土保护层厚度，对今后钢筋混凝土的耐久性有着重要意义。对于检验不合格（或经加测后仍不合格的）的构件，应及时按照《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001要求进行处理。经返修处理后，仍能满足使用要求的，可按技术处理方案和协商文件进行验收。现实中许多因钢筋锈蚀发生的大小事故充分证明钢筋锈蚀严重影响混凝土结构的耐久性，危及结构安全，加强防护避免锈蚀是很重要的，是一个综合性课题，它涉及材料、设计、施工等诸多方面。只要这些原因都重视起来，采取措施认真对待，就可以降低和减小锈蚀的不利影响，使钢筋混凝土构件达到设计规范耐久性的要求，从而提高钢筋混凝土结构的安全性。
五、结束语
在施工中，保护层在保证钢筋混凝土的耐久性能方面具有重要意义，钢筋混凝土结构中钢筋保护层厚度，对钢筋混凝土的承载能力和耐久性有非常大的影响。由于对更健康混凝土结构中钢筋保护层厚度的控制问题认识不清，在施工过程中就会导致钢筋保护层厚度的控制不严。针对混凝土钢筋保护层厚度的作用及控制，必须按照施工规范及设计要求，确定钢筋保护层的厚度，制定相应的施工方案，确保钢筋保护层的厚度符合规范和设计要求。因此，我们必须强化混凝土的结构设计、强化混凝土钢筋保护层厚度的浇筑控制、合理选择混凝土原材料及配合比、强化混凝土成型后的养护，以保证水利工程结构的稳定性、适用性、耐久性和安全性。
参考文献：
1.《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）附录E
2.李静，赵丽娜，浅谈钢筋混凝土保护层的作用与控制.科技信息.建筑与工程，2007，28：79
3.蔡云，浅谈钢筋混凝土保护层厚度控制.中国科技信息，2010，14（4）：62
4.肖颖，刘振辉，史常水，浅议如何控制钢筋混凝土保护层厚度.科技信息.工程技术，2011，14：337
5.周伟，麻辉东，方永刚，浅谈钢筋混凝土保护层的作用及厚度控制.科技论坛，2012，3（下）：21
作者简介：阚芝连，男，工程师，1971年5月出生，从事水利工程施工管理工作
【关键词】 混凝土施工;钢筋保护层;作用及控制
根据国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）规定的原则，在工程验收前进行结构检验的过程上，经常能够检查出钢筋混凝土保护层厚度严重超出规范要求，致使工程构件轻则板边或边角裂缝，重则发生悬臂构件的倾覆、折断事故，直接影响到混凝土结构的承载力、耐久性、防火等性能。这反映出在施工中对混凝土保护层厚度的控制重视不够，最终为工程结构埋下严重质量隐患。因此，混凝土施工过程中钢筋保护层厚度应严格按照规范要求和设计要求进行施工，并加以严格控制，以保证工程质量。
一、混凝土保护层
混凝土保护层是指混凝土构件中，起到保护钢筋避免钢筋直接裸露的那一部分混凝土，其厚度为纵向钢筋（非箍筋）外缘至混凝土表面的最小距离。保护层最小厚度的规定是为了使混凝土结构构件满足耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。
二、保护层的厚度、作用和重要性
（一）钢筋混凝土保护层的厚度
钢筋混凝土保护层的厚度是指从受力主筋的外边缘到混凝土构件外边缘的距离，也就是受力主筋外皮到构件表面的尺寸。
（二）钢筋保护层的作用如下
1.在正常使用承载极限状态下保证结构正常工作的作用;
2.满足构件钢筋粘结、锚固的要求，使钢筋充分发挥其计算所需的强度;
3.满足构件耐久性的要求，使钢筋因有混凝土的保护而不易锈蚀;
4.满足建筑防火要求，不致因火灾使钢筋很快达到软化点而破坏。
正因为钢筋保护层具有上述重要作用，规范要求在结构检测中把它列为必查内容之一，这也反映出其在混凝土构件中的重要性和质量检查的必要性。所以，在施工中加强对钢筋保护层厚度的质量控制是确保主体工程施工质量的重要环节。
三、钢筋混凝土保护层厚度偏差的危害及其影响因素
钢筋保护层厚度的变化是钢筋位移带来的直接反映。保护层厚度过小，容易造成钢筋露筋或表面混凝土剥落，从而导致钢筋锈蚀，构件断面减小，结构整体性受到破坏。保护层厚度过大，对于现浇板来说，上部负弯矩钢筋的作用大大降低，有的甚至完全失去作用，造成结构性破坏。
（一）影响钢筋混凝土保护层厚度的原因
1.设计考虑欠周，设计单位由于对施工方技术水平考虑欠细，有些常规的设计截面与施工的实际情况不协调，比如“井字梁梁底”、“主次梁和纵横框架梁交接处”两个方向的钢筋保护层均一样，造成了钢筋纵横交叉，产生叠合现象，此部位较易造成搭在次梁横向框架上板的负弯矩筋保护层厚度偏小甚至露筋现象。
2.施工操作不规范
（1）在支模或浇筑混凝土时，施工人员随意踩踏钢筋，造成上层钢筋局部变形下弯，使用振捣器振捣混凝土时振到钢筋，使钢筋偏离正确的位置，造成钢筋保护层不到位。
（2）对垫块的作用不理解，对垫块的质量不重视，造成以下情况的发生：因嫌垫块绑扎麻烦、操作不便、费时费工，常用石子或其他东西代替;砂浆垫块的强度低，易破碎;绑扎铁丝时与垫块连接不牢，垫块易脱落。
（3）钢筋垫脚石过高，明显减少了截面有效高度。
（4）预制过梁制作时，钢筋骨架绑扎不牢固，在搬运、码放或入模过程中，容易造成骨架变形，在浇筑混凝土时施工人员不在意，也就影响了保护层的厚度。
（二）钢筋混凝土厚度对钢筋锈蚀的影响
混凝土中的钢筋锈蚀破坏是混凝土结构失效破坏的最主要原因。通过电化学测定，研究了保护层厚度对钢筋锈蚀的影响。研究表明：增大混凝土保护层厚度能有效延缓混凝土中钢筋的锈蚀，延长钢筋开始锈蚀的时间，保护层厚度越大，开始锈蚀的时间越长;钢筋开始锈蚀后，锈蚀进程分为三个阶段，即开始锈蚀阶段、稳定锈蚀阶段和加速锈蚀阶段。在开始锈蚀阶段，保护层厚度越大，钢筋锈蚀速率增长的越慢：在稳定锈蚀阶段，保护层厚度越大，稳定腐蚀电流密度越小;当钢筋进入稳定锈蚀期后，保护层厚度和稳定腐蚀电流密度存在相关性良好的函数关系;而加速腐蚀阶段均发生在混凝土开裂以后。
（三）钢筋混凝土保护层对混凝土结构粘结力和耐火的影响
混凝土保护层对混凝土产生其他方面的影响主要有：混凝土的粘结力和耐火极限。在混凝土结构中，钢筋和混凝土两种性质不同的材料所以能够共同工作，主要是依靠钢筋和混凝土之间的粘结应力。对于高强度的变形钢筋，在混凝土保护层太薄时，外围混凝土可能发生劈裂，致使粘结强度降低，进而影响到结构的耐久性。另外.混凝土的耐火极限与混凝土的保护层厚度也有很大关系，当结构遭受火灾时，混凝土内钢筋的温度随保护层厚度的增加而降低.所以混凝土保护层的厚度达不到规定值后，将会降低混凝土的耐火极限，使结构的耐久性大打折扣。
（四）钢筋混凝土保护层厚度的变化对混凝土裂缝宽度的影响
当混凝土保护层厚度增加10mm，裂缝宽度的最大增幅可达32%，从而导致最大裂缝宽度超过了《规范》中规定的限值。因此，对于受拉钢筋为中、高强度钢筋，混凝土保护层厚度应成为施工中重点关注的问题。当保护层厚度变化后，从工程实例的对比来看，保护层厚度的增加将引起钢筋混凝土受弯构件极限承载力的变化，保护层厚度变化超过一定程度后将会对结构的安全性产生影响。
（五）钢筋混凝土保护层厚度对钢筋混凝土梁力学性能的影响
随着钢筋保护层厚度的增加，构件的承载力增长会越来越快，但是当保护层厚增加到一定程度时（厚90mm），构件的承载能力迅速下降。这是因为随着钢筋保护层厚度的增加，使构件梁的截面有效高度减小，从而导致梁的承载能力下降，需要设置更多的钢筋，造成不必要的浪费。从粘结锚固和构件耐久性角度而言，构件需要有较大的保护层。但是一味地增加保护层的厚度会使梁的截面有效高度减小，从而使构件的承载能力下降。所以要选择适当的保护层厚度，使构件能最好地发挥它的性能。一般情况下钢筋保护层厚度在90mm以内都是比较合理的，但是在此前提下我们仍需要根据有关标准来确定保护层的厚度。就面承载力角度而言，过厚的保护层会造成截面的有效高度减小，构件承载能力下降，需要设置更多的钢筋，造成不必要的浪费。设置90mm厚保护层构件的承载能力明显低于其他构件的承载能力。所以要选择适当的保护层厚度，使构件能最好地发挥它的性能，但在此前提下仍需要根据相关标准及规范来确定。 （六）钢筋混凝土保护层厚度偏差的防治措施
1.设计单位在设计时，应根据设计经验并充分结合工程实际情况，比如板的负弯矩钢筋可以将保护层数值做适当调整，给予处理。如果设计时考虑欠细，施工单位应在图纸会审时与设计人员沟通，协商解决。
2.施工方面
（1）混凝土构件支模、绑扎、浇筑时注意对钢筋的保护，发现错位情况立即复位。在混凝土浇过程中，应做到规范操作，要搭设走道板施工，防止施工人员随意踩踏钢筋。
（2）对钢筋保护层垫块的固定方式，可采用定型塑料垫块代替砂浆垫块，塑料垫块自锁定能力强，不易脱落，安装方便，可有效解决砂浆垫块易碎、易脱落、强度低的通病，有利于提高混凝土的施工质量。
（3）提高对钢筋保护层厚度的重视，采取合理有效的措施保证钢筋位置正确。
（4）预制过梁在预制过程中，搬运骨架要轻拿轻放，保护骨架完好。浇筑混凝土时，要保持钢筋骨架的位置正确。按要求加放垫块，尤其是截面较小的过梁，更应注意垫块的数量和摆放的位置。
四、钢筋混凝土保护层厚度检验的必要性
钢筋保护层厚度检验的必要性对结构实体钢筋保护层厚度的检验是十分必要的，其检验范围主要是钢筋位置可能显著影响结构构件承载力和耐久性的构件和部位，如梁、板类构件的纵向受力钢筋。由于悬臂构件上部受力钢筋位移可能严重削弱结构构件的承载力，故更应重视对悬臂构件受力钢筋保护层厚度的检验。对于符合设计要求的钢筋混凝土，检验混凝土保护层厚度，对今后钢筋混凝土的耐久性有着重要意义。对于检验不合格（或经加测后仍不合格的）的构件，应及时按照《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001要求进行处理。经返修处理后，仍能满足使用要求的，可按技术处理方案和协商文件进行验收。现实中许多因钢筋锈蚀发生的大小事故充分证明钢筋锈蚀严重影响混凝土结构的耐久性，危及结构安全，加强防护避免锈蚀是很重要的，是一个综合性课题，它涉及材料、设计、施工等诸多方面。只要这些原因都重视起来，采取措施认真对待，就可以降低和减小锈蚀的不利影响，使钢筋混凝土构件达到设计规范耐久性的要求，从而提高钢筋混凝土结构的安全性。
五、结束语
在施工中，保护层在保证钢筋混凝土的耐久性能方面具有重要意义，钢筋混凝土结构中钢筋保护层厚度，对钢筋混凝土的承载能力和耐久性有非常大的影响。由于对更健康混凝土结构中钢筋保护层厚度的控制问题认识不清，在施工过程中就会导致钢筋保护层厚度的控制不严。针对混凝土钢筋保护层厚度的作用及控制，必须按照施工规范及设计要求，确定钢筋保护层的厚度，制定相应的施工方案，确保钢筋保护层的厚度符合规范和设计要求。因此，我们必须强化混凝土的结构设计、强化混凝土钢筋保护层厚度的浇筑控制、合理选择混凝土原材料及配合比、强化混凝土成型后的养护，以保证水利工程结构的稳定性、适用性、耐久性和安全性。
参考文献：
1.《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）附录E
2.李静，赵丽娜，浅谈钢筋混凝土保护层的作用与控制.科技信息.建筑与工程，2007，28：79
3.蔡云，浅谈钢筋混凝土保护层厚度控制.中国科技信息，2010，14（4）：62
4.肖颖，刘振辉，史常水，浅议如何控制钢筋混凝土保护层厚度.科技信息.工程技术，2011，14：337
5.周伟，麻辉东，方永刚，浅谈钢筋混凝土保护层的作用及厚度控制.科技论坛，2012，3（下）：21
作者简介：阚芝连，男，工程师，1971年5月出生，从事水利工程施工管理工作