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摘要：工程建设中钢筋保护层十分重要性，但钢筋保护层多大才能恰到好处，才能使钢筋保护层发挥其特有的力学特性。本文结合工程施工实践，从钢筋与混凝土共同作用的受力机理，分析了钢筋保护层的重要性及控制。
关健词：钢筋保护层控制技术
Abstract: the engineering construction steel cover very importance, but how can just reinforced protection layer, then can make the protective layer reinforced bring its specific mechanics properties. Combining with the construction practice, from steel and concrete working mechanism of common function, this paper analyzes the protective layer reinforced the importance and control.
Key words: reinforced layer control technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1865年，法国园林师约瑟夫•莫尼埃观察到花根的网状结构可以板结泥土并十分牢靠,因而采用了铁丝作花盆骨架，再浇上水泥砂浆，产生了世界上第一批“钢筋混凝土”。此后科学家们把铁丝换作钢筋，把水泥换作塑料泡沫，甚至金属和填充料等制成新型混凝土。近50年来，水泥混凝土,钢筋混凝土和预应力混凝土的大量使用,使建筑材料发生了意想不到的变化，它打破了传统材料形状,尺寸的限制,使建筑物向高层,大跨度发展有了可能。由于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，高层建筑拔地而起，新型的桥梁建造也让人耳目一新。
从原材料的力学性能而言，钢筋具有较强的抗拉、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。钢筋与混凝土两者相辅相承、缺一不可。钢筋混凝土构件保护层厚度是如何确定呢？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層过大，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，钢筋混凝土中的钢筋在常温下很容易被氧化，这是因为钢筋的主要成分是铁，这就更不用说在高温或潮湿的环境中拉。
钢筋被包裹在混凝土构件中形成钝化保护膜，不与外界接触相对还比较安全，但如果钢筋保护层厚度过小，也就是钢筋过分靠近受拉区一侧时，是很容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落的，另一方面随着时间的推移，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，强度变弱，力学效能降低，钢筋与混凝土之间失去粘结力。这样构件整体性就会受到破坏，甚至还会导致整个钢筋混凝土构件的破坏。这就关系到了混凝土的强度，而混凝土的强度主要有抗压强度、抗折强度、抗拉强度和抗剪强度等。其中抗压强度值最大，也是最主要的强度指标。混凝土的立方体抗压强度和强度等级。
根据我国《普通混凝土力学性能试验方法》（GBJ81—85）规定，立方体试件的标准尺寸为150mm×150mm×150mm；标准养护条件为：温度20±3℃，相对湿度90%以上；标准龄期为28天。在上述条件下测得的抗压强度值称为混凝土立方体抗压强度。根据《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002），混凝土的强度等级应按立方体抗压强度标准值确定，混凝土立方体抗压强度标准值系指标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期用标准方法测得的具有95%保证率的抗压强度。钢筋混凝土结构用混凝土分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14个等级。根据《混凝土质量控制标准》（GB50164－1992）的规定，强度等级采用符号C和相应的标准值表示，普通混凝土划分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60共12个强度等级。如C30表示立方体抗压强度标准值为30MPa，亦即混凝土立方体抗压强度≥30MPa的概率要求95%以上。
一般情况下：普通建筑物的垫层、基础、地坪及受力不大的结构或非永久性建筑选用C7.5～C15；普通建筑物的梁、板、柱、楼梯、屋架等钢筋混凝土结构选用C20～C30；高层建筑、大跨度结构、预应力混凝土及特种结构宜选用C30以上混凝土。当混凝土强度等级不低于C20时，保护层厚度可以减少5mm，处于二类环境中的构件，当表面另作水泥砂浆抹面层并有质量保证措施时，可按一类环境考虑。预应力钢筋保护层不应小于15mm。受弯构件钢筋端头保护层厚度应不小于10mm。肋形板主肋钢筋保护层应按梁的数值采用。梁、柱中的箍筋、构造筋的保护层不应小于15mm。板、墙、壳中分布钢筋保护层可按基本保护层数值减少10mm，但在任何情况下不应小于10mm。对处于一类环境中使用年限为100年的房屋结构，要求将基本保护层增加40％，并且还应采取表面保护及定期维修等措施。其中影响混凝土强度的因素很多很多，这里只作些简单的介绍，但从内因的角度来说影响混凝土强度的主要原因有水泥强度、水灰比和骨料质量；从外因来说，则主要有施工条件、养护温度、湿度、龄期、试验条件和外加剂等等。分析影响混凝土强度各因素的目的，在于可根据工程实际情况，采取相应技术措施，以提高混凝土的强度。
现实中，由于钢筋保护层厚度未按规范要求所导致的质量问题不胜枚举。如某单位建设的住宅楼跨度达5.7米的楼板，厚度为15cm，设计是双层双向钢筋网。从结构的力学计算角度分析，支座处的负弯矩不比跨中板底正弯矩小多少，但由于施工时，施工单位对支座负弯矩钢筋未引起足够重视，结果工程刚竣工还未使用就发现楼板上表面四周墙根处出现了许多裂缝。后经权威检测部门检查测试后发现，支座处负筋的保护层普遍超过规范2-4cm，最大的甚至超过了7cm，使楼板上部的负弯矩钢筋的作用大大降低，有些甚至完全失去作用，最后在迫不得已的情况下经设计同意采取局部加固补强措施，给施工单位造成了很大的经济损失。据有关资料统计，目前住宅楼板开裂原因中70％左右是由钢筋保护层位置不正确引起的。
钢筋保护层又该如何控制，本文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。一般来说，现浇楼板的保护层厚度1.5cm，而基础的保护层厚度通常为5cm，有时甚至达到10cm。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；砼工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域，应铺设临时性活动跳板，扩大接触面，分散应力，尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形；浇捣中还应经常检查，发现问题应及时解决。
“百年大计，质量第一”。钢筋保护层的厚度对单项工程质量并不是起决定作用的，但如果不重视它，所产生的危害也是不容忽视的。要在正确了解钢筋及混凝土的受力机理的前提下，充分认识到合理的钢筋保护层厚度对工程结构的重要性。只有防微杜渐，才能确保整个工程的质量。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关健词：钢筋保护层控制技术
Abstract: the engineering construction steel cover very importance, but how can just reinforced protection layer, then can make the protective layer reinforced bring its specific mechanics properties. Combining with the construction practice, from steel and concrete working mechanism of common function, this paper analyzes the protective layer reinforced the importance and control.
Key words: reinforced layer control technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1865年，法国园林师约瑟夫•莫尼埃观察到花根的网状结构可以板结泥土并十分牢靠,因而采用了铁丝作花盆骨架，再浇上水泥砂浆，产生了世界上第一批“钢筋混凝土”。此后科学家们把铁丝换作钢筋，把水泥换作塑料泡沫，甚至金属和填充料等制成新型混凝土。近50年来，水泥混凝土,钢筋混凝土和预应力混凝土的大量使用,使建筑材料发生了意想不到的变化，它打破了传统材料形状,尺寸的限制,使建筑物向高层,大跨度发展有了可能。由于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，高层建筑拔地而起，新型的桥梁建造也让人耳目一新。
从原材料的力学性能而言，钢筋具有较强的抗拉、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。钢筋与混凝土两者相辅相承、缺一不可。钢筋混凝土构件保护层厚度是如何确定呢？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層过大，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，钢筋混凝土中的钢筋在常温下很容易被氧化，这是因为钢筋的主要成分是铁，这就更不用说在高温或潮湿的环境中拉。
钢筋被包裹在混凝土构件中形成钝化保护膜，不与外界接触相对还比较安全，但如果钢筋保护层厚度过小，也就是钢筋过分靠近受拉区一侧时，是很容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落的，另一方面随着时间的推移，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，强度变弱，力学效能降低，钢筋与混凝土之间失去粘结力。这样构件整体性就会受到破坏，甚至还会导致整个钢筋混凝土构件的破坏。这就关系到了混凝土的强度，而混凝土的强度主要有抗压强度、抗折强度、抗拉强度和抗剪强度等。其中抗压强度值最大，也是最主要的强度指标。混凝土的立方体抗压强度和强度等级。
根据我国《普通混凝土力学性能试验方法》（GBJ81—85）规定，立方体试件的标准尺寸为150mm×150mm×150mm；标准养护条件为：温度20±3℃，相对湿度90%以上；标准龄期为28天。在上述条件下测得的抗压强度值称为混凝土立方体抗压强度。根据《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002），混凝土的强度等级应按立方体抗压强度标准值确定，混凝土立方体抗压强度标准值系指标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期用标准方法测得的具有95%保证率的抗压强度。钢筋混凝土结构用混凝土分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14个等级。根据《混凝土质量控制标准》（GB50164－1992）的规定，强度等级采用符号C和相应的标准值表示，普通混凝土划分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60共12个强度等级。如C30表示立方体抗压强度标准值为30MPa，亦即混凝土立方体抗压强度≥30MPa的概率要求95%以上。
一般情况下：普通建筑物的垫层、基础、地坪及受力不大的结构或非永久性建筑选用C7.5～C15；普通建筑物的梁、板、柱、楼梯、屋架等钢筋混凝土结构选用C20～C30；高层建筑、大跨度结构、预应力混凝土及特种结构宜选用C30以上混凝土。当混凝土强度等级不低于C20时，保护层厚度可以减少5mm，处于二类环境中的构件，当表面另作水泥砂浆抹面层并有质量保证措施时，可按一类环境考虑。预应力钢筋保护层不应小于15mm。受弯构件钢筋端头保护层厚度应不小于10mm。肋形板主肋钢筋保护层应按梁的数值采用。梁、柱中的箍筋、构造筋的保护层不应小于15mm。板、墙、壳中分布钢筋保护层可按基本保护层数值减少10mm，但在任何情况下不应小于10mm。对处于一类环境中使用年限为100年的房屋结构，要求将基本保护层增加40％，并且还应采取表面保护及定期维修等措施。其中影响混凝土强度的因素很多很多，这里只作些简单的介绍，但从内因的角度来说影响混凝土强度的主要原因有水泥强度、水灰比和骨料质量；从外因来说，则主要有施工条件、养护温度、湿度、龄期、试验条件和外加剂等等。分析影响混凝土强度各因素的目的，在于可根据工程实际情况，采取相应技术措施，以提高混凝土的强度。
现实中，由于钢筋保护层厚度未按规范要求所导致的质量问题不胜枚举。如某单位建设的住宅楼跨度达5.7米的楼板，厚度为15cm，设计是双层双向钢筋网。从结构的力学计算角度分析，支座处的负弯矩不比跨中板底正弯矩小多少，但由于施工时，施工单位对支座负弯矩钢筋未引起足够重视，结果工程刚竣工还未使用就发现楼板上表面四周墙根处出现了许多裂缝。后经权威检测部门检查测试后发现，支座处负筋的保护层普遍超过规范2-4cm，最大的甚至超过了7cm，使楼板上部的负弯矩钢筋的作用大大降低，有些甚至完全失去作用，最后在迫不得已的情况下经设计同意采取局部加固补强措施，给施工单位造成了很大的经济损失。据有关资料统计，目前住宅楼板开裂原因中70％左右是由钢筋保护层位置不正确引起的。
钢筋保护层又该如何控制，本文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。一般来说，现浇楼板的保护层厚度1.5cm，而基础的保护层厚度通常为5cm，有时甚至达到10cm。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；砼工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域，应铺设临时性活动跳板，扩大接触面，分散应力，尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形；浇捣中还应经常检查，发现问题应及时解决。
“百年大计，质量第一”。钢筋保护层的厚度对单项工程质量并不是起决定作用的，但如果不重视它，所产生的危害也是不容忽视的。要在正确了解钢筋及混凝土的受力机理的前提下，充分认识到合理的钢筋保护层厚度对工程结构的重要性。只有防微杜渐，才能确保整个工程的质量。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。