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【摘要】钢筋混凝土结构中钢筋保护层厚度，对钢筋混凝土结构的承载能力和耐久性有非常大的影响。由于对钢筋混凝土结构中钢筋保护层厚度的控制问题认识不清，在施工过程中就导致了钢筋保护层厚度的控制不严，本文分析了钢筋锈蚀的原因及施工中的控制问题，以及常见的施工缺陷分析，认为在当前的民用建筑工程建设中，忽视保护层的不良现象比较普遍，必须切实加强施工过程中的质量管理，以便确保工程质量和工程的正常使用。加强施工的组织工作，科学合理地安排工序；加强施工人员的培训工作，提高队伍素质。
【关键词】混凝土保护层；钢筋；锈蚀；控制
0 引言
现浇钢筋混凝土结构是当今我国乃至全世界应用最广泛的结构。而钢筋保护层厚度是否满足GB 50010—2002混凝土结构设计规范要求，将直接影响钢筋混凝土结构的使用寿命及其耐久性。
我国现有建筑物的老化情况非常严重。根据国家建设部科技发展公司混凝土结构耐久性综合调查组对北京、杭州等城市一些建筑物的调查结果表明，现有大多建筑物不能满足安全、经济使用50年的要求，保护层不足导致钢筋锈蚀，是引起钢筋混凝土结构耐久性失效的最主要因素。
1 保护层的作用
1.1 钢筋锈蚀机理及其损害作用
1.1.1 钢筋锈蚀的损害作用
钢筋锈蚀产生的铁锈是一种疏松、易剥落的沉积物，其隔在钢筋与混凝土中间，而使钢筋和混凝土的粘结力丧失殆尽，降低结构的力学性能。
铁锈的体积要比钢筋增长24倍，其体积膨胀作用可导致保护层开裂、剥落，造成钢筋外露。另一方面，铁锈具有很强的吸湿性，一旦受潮，干燥过程非常缓慢。因此暴露在外的钢筋会加速锈蚀，特别是环境比较恶劣时，锈蚀速度更快。
钢筋锈蚀后。截面积减少，其抵抗外部作用的能力也随之减小。据研究，当沿钢筋长度上产生均匀锈蚀时，其极限抗拉力的下降率与其截面面积损失率基本上成正比关系，极限延伸率则随截面面积损失率的增加而减小。实际过程中很少发生沿钢筋长度的均匀锈蚀现象。其极限抗拉力和极限延伸率决定于锈蚀最严重部位的截面面积损失率。
因此，钢筋锈蚀降低了混凝土的承载能力，从而降低结构的安全度，也就有可能导致结构事故的发生。
1.1.2 钢筋锈蚀机理
钢筋锈蚀过程是一种原电池化学反应，其反应的发生必须同时满足三个条件：
① 钢筋表面存在电位差，电位不同的区段即构成原电池的阳极一阴极；
② 阳极区段的钢筋表面处于活化状态，能发生铁原子失去电子的亚离子化反应；
③ 存在水分和溶解氧，在阴极发生捕获电子的阴离子化反应。
由于钢筋中碳及其它合金元素的偏析、混凝土的碱度差异、氯离子浓度差异、局部氧气剧增形成的氧气浓度差异，以及加工引起的钢材内部应力，都会导致钢筋各部位之间的电位高低不同，也就是说，上述条件总是存在和被满足的。
2 混凝土中钢筋锈蚀的原因分析
钢筋混凝土结构的保护层是为了满足结构构件的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。钢筋在常温下会锈蚀，特别是在潮湿的环境下更易锈蚀。钢筋在混凝土中，对钢筋能起到保护作用，使其不发生锈蚀，从而保证混凝土结构构件的耐久性。如果钢筋的保护层厚度小，即钢筋靠近构件受拉区的边缘近，这样容易造成受力钢筋的露筋，在钢筋受力时表面的混凝土容易剥落，使钢筋外的混凝土对钢筋失去保护功能，从而导致钢筋锈蚀，断面减小.强度降低，钢筋与混凝土之间失去黏结力，导致构件整体性受到破坏，进而导致整个结构体系的破坏。研究表明，钢筋混凝土结构中钢筋保护层的厚度越大，对钢筋的保护作用就越好。这是因为随着时间的推移，混凝土会碳化，碳化后的混凝土对钢筋的保护作用会降低，混凝土的碳化程度是随深度而减小的。混凝土的表面在使用过程中。会产生微裂缝，微裂缝会将钢筋暴露出来，从而降低了混凝土对钢筋的保护作用，因此保护层厚度大能对钢筋起到更好的保护作用。保护层对受力钢筋的有效锚固起着重要作用，钢筋混凝土能够有效的工作，是由于鋼筋与混凝土之间相互存在着良好的黏结力，这个黏结力的产生依赖于混凝土对钢筋的有效锚固作用，锚固作用的产生则依赖于 昆凝土对钢筋的握裹作用。一个明显的例子是如果钢筋一半露在混凝土面一半在混凝土中，它的握裹效果肯定不如全部埋在混凝土中的钢筋。混凝土对钢筋的握裹作用，只有在钢筋埋入混凝土一定深度时，才能得到良好效果。基于以上原因，可以得出保护层并非越小越好。确定钢筋保护层的厚度要综合考虑各种因素。现行规范规定柱的钢筋保护层厚度一般为30mm，梁的钢筋保护层厚度一般为25mm，板的钢筋保护层厚度一般为15mm。这个厚度是充分地考虑了对结构构件耐久性要求和对受力钢筋的有效锚固要求以及其他因素而提出来的。
3 施工时如何控制保护层的厚度
如何有效地控制混凝土结构的钢筋保护层厚度呢？应重点抓好以下两点：一是施工单位的技术管理人员，要对钢筋保护层的控制问题引起高度的重视。在对施工工人进行技术交底时，要详细、准确、清楚地就如何控制钢筋保护层提出明确的要求，使所有的现场施工人员，都增强控制钢筋保护层的意识；二是要采取必要的技术措施，对下部钢筋要使用厚度适宜的垫块，对构件上部的负筋要采用牢固可靠的钢筋马凳。在施工中对施工过程的控制也非常重要，首先要根据施工图纸明确钢筋保护层的厚度，据此确定垫块的厚度或钢筋马凳的高度，再根据实际情况确定垫块或马凳的具体数量，垫块或马凳数量要保证钢筋在浇筑过程中不发生位移。施工过程中要做到规范操作，严禁施工人员随意在钢筋上走动；用手推车浇注混凝土楼板时，要在钢筋网片上方架设临时运输通道，严禁碰到钢筋网片。同时，在施工过程中应派专人对垫块或马凳的固定情况始终进行检查，发现问题及时处理。
做好混凝土保护层应从建筑工程设计开始，结构设计应与设备设计配合，当采用地暖时混凝土板厚不宜小于100 ㎜。当埋设线管较密或线管有交叉时，板厚不宜小于120 ㎜。板面受力钢筋直径不宜过小，板配筋除满足承载力要求外，还应考虑混凝土收缩、温度应力、板厚和板筋保护层施工时的误差等不利因素的综合影响。
施工时板模支撑要牢固，防止变形，拼装要严密，定位放线要准确。钢筋节点处绑扎要牢固，防止松扣，严禁出现绑丝脱落。
浇筑混凝土前应对钢筋做全面检查，准确无误后方可浇筑混凝土。模板和支架的拆除时间应符合混凝土凝固要求，确保混凝土达到强度要求，避免构件表面出现裂缝，使保护层遭到破坏。
施工时保护层垫块不能用碎石来代替，垫块应按规范要求采用强度等级不小于M15的砂浆预制，垫块面积不小于40 ㎜×40 mm。垫块的厚度、设置位置及数量应符合规范要求。梁柱垫块应垫于箍筋处，厚度为纵筋保护层厚度减去箍筋直径，板中垫块厚度同保护层，当板中受力筋直径较小时，垫块的间距宜密些，以减小钢筋的下垂挠度。
4 结语
钢筋混凝土结构中钢筋保护层的厚度问题看起来似乎是微不足道的事情，其实它对钢筋混凝土结构的耐久性与承载能力起着重要的作用。施工人员要充分认识到保护层的重要性，施工时对各项工序要严格要求，按相关规范执行，混凝土保护层的质量越来越好，混凝土构件的使用寿命也将越来越长，达到建筑物预期的使用年限。
参考文献：
[1]GB 50010—2002，混凝土结构设计规范[S].
[2]GB 50204—92，混凝土结构施工验收规范[S].
【关键词】混凝土保护层；钢筋；锈蚀；控制
0 引言
现浇钢筋混凝土结构是当今我国乃至全世界应用最广泛的结构。而钢筋保护层厚度是否满足GB 50010—2002混凝土结构设计规范要求，将直接影响钢筋混凝土结构的使用寿命及其耐久性。
我国现有建筑物的老化情况非常严重。根据国家建设部科技发展公司混凝土结构耐久性综合调查组对北京、杭州等城市一些建筑物的调查结果表明，现有大多建筑物不能满足安全、经济使用50年的要求，保护层不足导致钢筋锈蚀，是引起钢筋混凝土结构耐久性失效的最主要因素。
1 保护层的作用
1.1 钢筋锈蚀机理及其损害作用
1.1.1 钢筋锈蚀的损害作用
钢筋锈蚀产生的铁锈是一种疏松、易剥落的沉积物，其隔在钢筋与混凝土中间，而使钢筋和混凝土的粘结力丧失殆尽，降低结构的力学性能。
铁锈的体积要比钢筋增长24倍，其体积膨胀作用可导致保护层开裂、剥落，造成钢筋外露。另一方面，铁锈具有很强的吸湿性，一旦受潮，干燥过程非常缓慢。因此暴露在外的钢筋会加速锈蚀，特别是环境比较恶劣时，锈蚀速度更快。
钢筋锈蚀后。截面积减少，其抵抗外部作用的能力也随之减小。据研究，当沿钢筋长度上产生均匀锈蚀时，其极限抗拉力的下降率与其截面面积损失率基本上成正比关系，极限延伸率则随截面面积损失率的增加而减小。实际过程中很少发生沿钢筋长度的均匀锈蚀现象。其极限抗拉力和极限延伸率决定于锈蚀最严重部位的截面面积损失率。
因此，钢筋锈蚀降低了混凝土的承载能力，从而降低结构的安全度，也就有可能导致结构事故的发生。
1.1.2 钢筋锈蚀机理
钢筋锈蚀过程是一种原电池化学反应，其反应的发生必须同时满足三个条件：
① 钢筋表面存在电位差，电位不同的区段即构成原电池的阳极一阴极；
② 阳极区段的钢筋表面处于活化状态，能发生铁原子失去电子的亚离子化反应；
③ 存在水分和溶解氧，在阴极发生捕获电子的阴离子化反应。
由于钢筋中碳及其它合金元素的偏析、混凝土的碱度差异、氯离子浓度差异、局部氧气剧增形成的氧气浓度差异，以及加工引起的钢材内部应力，都会导致钢筋各部位之间的电位高低不同，也就是说，上述条件总是存在和被满足的。
2 混凝土中钢筋锈蚀的原因分析
钢筋混凝土结构的保护层是为了满足结构构件的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。钢筋在常温下会锈蚀，特别是在潮湿的环境下更易锈蚀。钢筋在混凝土中，对钢筋能起到保护作用，使其不发生锈蚀，从而保证混凝土结构构件的耐久性。如果钢筋的保护层厚度小，即钢筋靠近构件受拉区的边缘近，这样容易造成受力钢筋的露筋，在钢筋受力时表面的混凝土容易剥落，使钢筋外的混凝土对钢筋失去保护功能，从而导致钢筋锈蚀，断面减小.强度降低，钢筋与混凝土之间失去黏结力，导致构件整体性受到破坏，进而导致整个结构体系的破坏。研究表明，钢筋混凝土结构中钢筋保护层的厚度越大，对钢筋的保护作用就越好。这是因为随着时间的推移，混凝土会碳化，碳化后的混凝土对钢筋的保护作用会降低，混凝土的碳化程度是随深度而减小的。混凝土的表面在使用过程中。会产生微裂缝，微裂缝会将钢筋暴露出来，从而降低了混凝土对钢筋的保护作用，因此保护层厚度大能对钢筋起到更好的保护作用。保护层对受力钢筋的有效锚固起着重要作用，钢筋混凝土能够有效的工作，是由于鋼筋与混凝土之间相互存在着良好的黏结力，这个黏结力的产生依赖于混凝土对钢筋的有效锚固作用，锚固作用的产生则依赖于 昆凝土对钢筋的握裹作用。一个明显的例子是如果钢筋一半露在混凝土面一半在混凝土中，它的握裹效果肯定不如全部埋在混凝土中的钢筋。混凝土对钢筋的握裹作用，只有在钢筋埋入混凝土一定深度时，才能得到良好效果。基于以上原因，可以得出保护层并非越小越好。确定钢筋保护层的厚度要综合考虑各种因素。现行规范规定柱的钢筋保护层厚度一般为30mm，梁的钢筋保护层厚度一般为25mm，板的钢筋保护层厚度一般为15mm。这个厚度是充分地考虑了对结构构件耐久性要求和对受力钢筋的有效锚固要求以及其他因素而提出来的。
3 施工时如何控制保护层的厚度
如何有效地控制混凝土结构的钢筋保护层厚度呢？应重点抓好以下两点：一是施工单位的技术管理人员，要对钢筋保护层的控制问题引起高度的重视。在对施工工人进行技术交底时，要详细、准确、清楚地就如何控制钢筋保护层提出明确的要求，使所有的现场施工人员，都增强控制钢筋保护层的意识；二是要采取必要的技术措施，对下部钢筋要使用厚度适宜的垫块，对构件上部的负筋要采用牢固可靠的钢筋马凳。在施工中对施工过程的控制也非常重要，首先要根据施工图纸明确钢筋保护层的厚度，据此确定垫块的厚度或钢筋马凳的高度，再根据实际情况确定垫块或马凳的具体数量，垫块或马凳数量要保证钢筋在浇筑过程中不发生位移。施工过程中要做到规范操作，严禁施工人员随意在钢筋上走动；用手推车浇注混凝土楼板时，要在钢筋网片上方架设临时运输通道，严禁碰到钢筋网片。同时，在施工过程中应派专人对垫块或马凳的固定情况始终进行检查，发现问题及时处理。
做好混凝土保护层应从建筑工程设计开始，结构设计应与设备设计配合，当采用地暖时混凝土板厚不宜小于100 ㎜。当埋设线管较密或线管有交叉时，板厚不宜小于120 ㎜。板面受力钢筋直径不宜过小，板配筋除满足承载力要求外，还应考虑混凝土收缩、温度应力、板厚和板筋保护层施工时的误差等不利因素的综合影响。
施工时板模支撑要牢固，防止变形，拼装要严密，定位放线要准确。钢筋节点处绑扎要牢固，防止松扣，严禁出现绑丝脱落。
浇筑混凝土前应对钢筋做全面检查，准确无误后方可浇筑混凝土。模板和支架的拆除时间应符合混凝土凝固要求，确保混凝土达到强度要求，避免构件表面出现裂缝，使保护层遭到破坏。
施工时保护层垫块不能用碎石来代替，垫块应按规范要求采用强度等级不小于M15的砂浆预制，垫块面积不小于40 ㎜×40 mm。垫块的厚度、设置位置及数量应符合规范要求。梁柱垫块应垫于箍筋处，厚度为纵筋保护层厚度减去箍筋直径，板中垫块厚度同保护层，当板中受力筋直径较小时，垫块的间距宜密些，以减小钢筋的下垂挠度。
4 结语
钢筋混凝土结构中钢筋保护层的厚度问题看起来似乎是微不足道的事情，其实它对钢筋混凝土结构的耐久性与承载能力起着重要的作用。施工人员要充分认识到保护层的重要性，施工时对各项工序要严格要求，按相关规范执行，混凝土保护层的质量越来越好，混凝土构件的使用寿命也将越来越长，达到建筑物预期的使用年限。
参考文献：
[1]GB 50010—2002，混凝土结构设计规范[S].
[2]GB 50204—92，混凝土结构施工验收规范[S].