浅谈建筑工程中钢筋混凝土保护层的重要性及检测控制_论文发表__5

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:183

副标题#e#
　　浅谈建筑工程中钢筋混凝土保护层的重要性及检测控制
　　吴燕
　　佛山市房建集团有限公司广东佛山
　　摘要：钢筋混凝土保护层是关系到钢筋混凝土结构构件力学性能和建筑物使用寿命的重要因素，本文分析了合理的钢筋保护层在混凝土结构中的重要作用，指出对工程的耐久性和安全性产生深远影响，并提出了在施工过程中控制的方法。
　　关键词：钢筋混凝土保护层控制
　　现代建筑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，甚至是高达数百米的摩天大楼，钢筋混凝土结构均是一种被广泛采用的结构形式。但由于钢筋混凝土工程量大面广，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控制不严，造成钢筋位置不准，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极大隐患。近年来，在建筑工程中，针对楼板开裂、板底露筋泛锈等投诉越来越多。根据有关资料统计显示：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。此外，在工程施工中，由于钢筋保护层厚度未按规范要求所导致的质量问题也不胜枚举。由此可见，钢筋保护层在钢筋混凝土构件中的作用非常重要。
　　一、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#p#副标题#e#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。
　　对一些特殊环境下的建筑物，如处于腐蚀气体环境下的建筑结构，设计上对混凝土结构的钢筋保护层还要作一些专门的规定，以确保建筑结构的耐久性。
　　二、国家规范对钢筋混凝土保护层厚度的要求
　　国标GB50010－2002《混凝土结构设计规范》在强制性条文中明确规定：纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋，其混凝土保护层最小厚度（钢筋外边缘至混凝土表面距离）不应小于钢筋的公称直径，且应符合规定。国标GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》特别提出了对钢筋保护层厚度的检验，对检验的结构部位和构件数量及验收方法，都做了明确的说明，并对检验的允许偏差范围做了规定：钢筋保护层厚度检验时，纵向受力钢筋保护层厚度的允许偏差，对梁类构件为＋10mm，－7mm；对板类构件为＋8mm，－5mm。
　　三、钢筋保护层无损检测
　　现行规范不仅对钢筋验收时钢筋保护层厚度做出了具体要求，并且对混凝土的钢筋保护层提出了检测的要求。通过这些年的技术发展和检测方法的进步，钢筋保护层的无损检测已在工程中广泛应用并成为常规检测方法之一。
　　（一）、混凝土无损检测技术特点
　　1、对混凝土结构构件不破坏，可以获得人们最需要的混凝土物理量信息；
　　2、测试操作简单，测试费用低；
　　3、不受结构物的形状与尺寸限制,可以进行多次重复试验；
　　4、可对重要结构部位长期监测。
　　对混凝土结构(或构件)进行检(监)测，取得各种信息后及时进行处理，以减少损失，避免事故发生等。实践也证明了混凝土无损检测技术，显示了强大的生命力。
　　（二）、无损检测方法的分类
　

 

检测目的	方法名称	测  试  量	换   算   原   理
混   凝   土   强   度	钻芯法	芯样的抗压强度	局部区域的抗压、抗拔或抗冲击强度换算成混凝土标准强度的换算值
	拔出法	拔出力
	压痕法	压力及压痕直径或深度
	贯入法	探针贯入深度
	嵌注试件法	嵌注试件的抗压强度
	回弹法	回弹值	根据混凝土应力应变性质与强度的关系，将声速、回弹、衰减等物理量换算成混凝土标准强度的换算值
	超声脉冲法	超声脉冲传播速度
	超声回弹综合法	回弹值和速度
	声速衰减综合法	速度和衰减系数
混 凝 土 强      度	射线法	射线的吸收和散射强度	根据吸收和散射强度与混凝土密实度的关系，推算混凝土强度
	成熟度法	度、时积	根据度、时积与强度的关系推算混凝土标准强度的换算值
混凝土的 内部缺陷 与损伤程 度	超声脉冲法	声时、波高、波形、频谱、反射回波	波的绕射、衰减、叠加等
	声发射法	声发射信号、事件计数、幅值分布能谱	声发射源的定位，声发射的凯塞效应
	脉冲回波法	应力波的时域、频域图	从时域、频域的综合分析确定应力波的反射位置及传播特征
	射线法	穿透缺陷区后射线强度的变化	不同介质对射线吸收的差异
	雷达法	雷达反射波	不同反射物的雷达波反射强度的差异

　　(三)、检测工程所占比例
　　对多项工程项目检测进行统计:
　　1、在施工过程中由于管理不善，造成质量事故，如混凝土强度不够；混凝土结构（或构件）出现疏松、孔洞、蜂窝麻面等缺陷的检测约占55%；
　　2、根据生产工艺,使用功能改变,在原建筑物上进行改造，如需要加高接层或者楼面荷载改变等，鉴定原建筑物约占30%；
　　3、受损结构,如受化学介质侵蚀、火灾、地震等的检测约占10%；
　　4、重要工程#p#副标题#e#的验收检测，如核电站安全壳、大型电站基础、水库闸门和电站大坝等的检测约占5%。图1所示。
　　图1检测对象所占比例
　　（四）、混凝土强度检测误差
　　

 目前采用的几种测强方法,测试误差见下表:

 

序	测 试 方 法	误 差 范 围(%)	备    注
1	钻 芯 法	7.0～9.0	半 破 损
2	拔 出 法	9.0～12.0	半 破 损
3	贯 入 法	10.0～13.0	微 破 损
4	综 合 法	10.0～15.0	非 破 损
5	回 弹 法	14.0～18.0	非 破 损
6	超 声 法	18.0～22.0	非 破 损

 

　　综上所述，根据不同的工程实际情况进行分析，采用合理的检测方式，能够最大程度的减少由检测方法引入的系统误差，是我们检测工作中应该注意的问题，只有这样才能通过检测切实反映混凝土工程的施工质量。
　　四、结束语
　　钢筋保护层是一个容易被忽视的问题。钢筋保护层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，所产生的危害却是不容忽视的。我们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对工程结构的重要性。因此，应从设计、施工、检测的每一个环节都要认真对待这个问题，设计中严格执行规范要求，施工中严格按设计要求施工，加强现场施工管理，做到事前和事中的预防为主，以确保构件的质量，从根本上提高工程质量。
　　【参考文献】
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