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淺談混凝土保護(hù)層對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的影響

時(shí)間日期：2010-4-28 已被閱讀次：[10462]

佛山建筑設(shè)計(jì)院有限公司梁欣欣

　　眾所周知，現(xiàn)代建筑已離不開(kāi)鋼筋混凝土構(gòu)件，無(wú)論是單層工業(yè)廠房還是高達(dá)數(shù)百米的
摩天大樓，要是沒(méi)有鋼筋與混凝土，很難想象將會(huì)是一個(gè)什么樣的后果。
　　那么，鋼筋與混凝土到底是如何工作的呢？它們究竟是什么樣的關(guān)系呢？從材料的物理
力學(xué)性能來(lái)講，鋼筋具有較強(qiáng)的抗拉、抗壓強(qiáng)度，而混凝土只具有較高的抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)
度卻很低，但是兩者的彈性模量較接近，還有較好的粘結(jié)力，這樣既發(fā)揮了各自的受力性能
，又能很好地協(xié)調(diào)工作，共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。
　　因?yàn)殇摻钆c混凝土之間存在足夠的粘結(jié)力，在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個(gè)
整體來(lái)承受外力的；又由于混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般混凝土只考慮承受壓
應(yīng)力，而拉應(yīng)力則全部由鋼筋來(lái)承擔(dān)。對(duì)于受力構(gòu)件截面設(shè)計(jì)來(lái)講，受拉的鋼筋離受壓區(qū)越
遠(yuǎn)，其單位面積的鋼筋所能承受的外部彎矩也越大，這樣鋼筋發(fā)揮的效率也就越高。所以一
般來(lái)講，無(wú)論是梁還是板，受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如挑梁的
受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件上部受拉區(qū)。如果放置錯(cuò)誤或者鋼筋保護(hù)層過(guò)大，輕則降低了梁的承載能
力，重則會(huì)發(fā)生重大事故。
　　那么，受拉的鋼筋是否越靠邊越好呢？答案當(dāng)然是否定的。這是因?yàn)殇摻畹闹饕煞质?
鐵，鐵在常溫下就很容易氧化，更別說(shuō)在高溫或潮濕的環(huán)境中。鋼筋被包裹在混凝土構(gòu)件中
形成鈍化保護(hù)膜，不與外界接觸相對(duì)還比較安全，但如果鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)小，也就是鋼筋
過(guò)分靠近受拉區(qū)一側(cè)，一方面容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時(shí)表面混凝土剝落，另一方面隨
著時(shí)間的推移，表面的混凝土將逐漸碳化，用不了多久，鋼筋外混凝土就失去了保護(hù)作用，
從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，斷面減小，強(qiáng)度降低，鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力，構(gòu)件整體性受到
破壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的破壞。下面就佛山市政府多層車(chē)庫(kù)這一工程實(shí)例對(duì)混
凝土保護(hù)層與大家做一個(gè)探討。
　　佛山市政府多層車(chē)庫(kù)建于 1994年，經(jīng)多年使用，梁、柱、板底表面爆裂。我公司應(yīng)市
府基建科委托，對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，具體分析及處理如下：
　　一、爆裂主要原因：
　　1.原各層砼梁、板、柱鋼筋保護(hù)層未能按照國(guó)家規(guī)范要求正確位置墊高放置，按 GBJ10
－89“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范”要求：建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，室內(nèi)正常環(huán)境下，受力鋼筋
的砼保護(hù)層最小厚度要求分別如下：板為 15mm；梁和柱為 25mm。目前所檢查可見(jiàn)之板鋼筋
保護(hù)層只有3～5mm，梁箍筋砼保護(hù)層可見(jiàn)不足 5mm，相應(yīng)梁主筋砼保護(hù)層約只有 15mm左右
，主要是由于施工時(shí)板、梁鋼筋未墊好墊塊偏離、墊塊過(guò)少，鋼筋直接壓在模板上，柱筋在
澆砼振搗時(shí)偏移，使箍筋一邊或兩邊壓至模板上；柱筋在砼柱上層截面變小時(shí)，柱筋彎折位
置不正確，而使上層柱腳處露筋。由于鋼筋砼保護(hù)層過(guò)小，使水氣易于滲透至鋼筋表面銹蝕
膨脹，使砼表面爆裂。
　　2.檢查發(fā)現(xiàn)砼表面密實(shí)性不足，有小氣孔現(xiàn)象，水氣易于滲入，使鋼筋銹蝕爆裂。
　　二、安全性分析：
　　1.由于鋼筋保護(hù)層過(guò)小及部分露筋，停車(chē)場(chǎng)無(wú)外墻維護(hù)結(jié)構(gòu)，水氣、空氣濕度對(duì)無(wú)抹面
的板底、梁底、梁側(cè)及砼柱影響較大，鋼筋銹蝕將一年比一年增加，最后將危及梁、柱之主
筋。目前銹蝕情況：板主筋保護(hù)層過(guò)小，不少板受力主筋已開(kāi)始銹蝕，砼表面脫落，鋼筋外
露，但尚未達(dá)到危及板結(jié)構(gòu)安全；梁、柱主要是箍筋銹蝕，砼保護(hù)層脫落，尚未深入到梁、
柱主筋深度，其中首層不少柱腳爆裂，砼保護(hù)層脫落較多，已銹蝕到柱筋，如不處理，危險(xiǎn)
性較大。
　　2.本工程車(chē)庫(kù)為高層、多層停車(chē)庫(kù)，按防火分類(lèi)為一類(lèi)，其主要結(jié)構(gòu)耐火等級(jí)不應(yīng)低于
二級(jí)，按GB50067－97“汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范”要求：建筑物耐火等級(jí)為
二級(jí)時(shí)，多層車(chē)庫(kù)之砼柱的耐火極限不應(yīng)小于 2.5小時(shí)，砼梁的耐火極限不應(yīng)小于 1.5小時(shí)
，砼樓板的耐火極限不應(yīng)小于1小時(shí)，要滿足上述防火要求，砼梁鋼筋保護(hù)層不宜小于 15mm
，現(xiàn)澆砼板鋼筋保護(hù)層不宜小于10mm，由于鋼筋銹蝕，外露鋼筋已無(wú)砼保護(hù)層可言，如發(fā)生
火災(zāi)，建筑物十分危險(xiǎn)。
　　三、處理意見(jiàn)：
　　1.根據(jù)上述分析，現(xiàn)場(chǎng)檢查，由鋼筋銹蝕砼爆裂脫落可推測(cè)大多數(shù)樓板、梁、柱鋼筋保
護(hù)層未達(dá)到GBJ10－89“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范”要求，目前新規(guī)范要求比原 89規(guī)范更高；也
達(dá)不到 GB50067－97“汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范”的要求，因而應(yīng)對(duì)各層車(chē)庫(kù)
砼樓板底之梁、板表面及柱表面全面進(jìn)行補(bǔ)抹面處理。
　　2.各層樓板底之板面、梁表面、柱表面將原掃白色灰水之表面及有銹蝕鋼筋表面鑿除爆
裂砼，用角磨機(jī)鋼絲刷打磨洗擦干凈（凡板底釘掛鍍鋅鋼絲網(wǎng)），重新采用 1：0.4：0.1：
4（水泥：石灰：108膠：砂漿）抹面 15mm厚（分兩次抹壓）抹面壓實(shí)抹光，面掃白色乳膠
漆或刮塑。水泥應(yīng)選用不小于 32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，優(yōu)質(zhì)石灰膏（粉）。砼柱腳特別是
首層柱腳應(yīng)將爆裂部分及其周?chē)彸�，洗刷干凈，�?1：2.5水泥（水泥>32.5級(jí)）砂漿填補(bǔ)
壓實(shí)粗面（爆裂孔隙較大之部分宜加少許細(xì)石子），表面按上述梁柱面抹面施工。
　　3.墻柱踢腳線涂水泥水（42.5級(jí)）高 300mm。
　　那么，鋼筋保護(hù)層又該如何控制呢？筆者認(rèn)為重點(diǎn)應(yīng)從兩方面著手，一是抓施工前技術(shù)
交底；二是抓過(guò)程中要素控制。在施工前，應(yīng)針對(duì)不同的工程部位，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工驗(yàn)
收規(guī)范，確定正確的鋼筋保護(hù)層。
　　誠(chéng)然，鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)單項(xiàng)工程質(zhì)量并不是起決定作用的，但如果不重視它，所產(chǎn)生
的危害也是不容忽視的。我們要在正確了解鋼筋及混凝土的受力機(jī)理的前提下，充分認(rèn)識(shí)到
合理的鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)工程結(jié)構(gòu)的重要性。只有防微杜漸，才能使我們的工程施工技術(shù)水
平更上一個(gè)檔次。

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