混凝土保護層使鋼筋在混凝土的握裹之下,對鋼筋有錨固力,使鋼筋和混凝土共同受力,讓鋼混結(jié)構(gòu)發(fā)揮正常的功能和作用;而保護層過厚混凝土表面則容易產(chǎn)生裂縫,同時從設(shè)計計算模型來看,也會導致截面有效高度減小,降低截面受彎承載力。同時保護層可防止潮濕氣體和水滲入,避免鋼筋腐蝕并膨脹而破壞混凝土,從而維護結(jié)構(gòu)耐久性,確保其正常的安全使用功能和使用年限。
因此混凝土保護層是鋼筋混凝土構(gòu)件中重要的結(jié)構(gòu),但又是很容易忽略的部分。當前,由于保護層設(shè)置不當造成鋼筋腐蝕、混凝土開裂的問題屢見不鮮,嚴重降低結(jié)構(gòu)使用年限。比如,很多橋梁使用年限均在15 年~20 年左右,遠沒達到設(shè)計年限,在超載車等其他原因共同作用下,有的甚至需要重建。
要解決混凝土保護層問題,現(xiàn)在從保護層施工及墊塊選擇兩方面來進行闡述:
一、施工中需注意的問題
1、好技術(shù)交底工作
保護層厚度是指從鋼筋外側(cè)至混凝土表面的距離。鋼筋混凝土保護層的厚度取決于混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別、混凝土的強度等級、鋼筋的規(guī)格及混凝土構(gòu)件的類型等諸多因素。
因此施工單位應(yīng)認真做好圖紙會審,技術(shù)交底工作,要使施工人員明白不同的施工部位對保護層厚度有不同的要求,而不是一定統(tǒng)一的。鋼筋加工時要放樣尺寸要正確,特別是對一些鋼筋布置密集,復(fù)雜的圖紙,鋼筋須經(jīng)計算后根據(jù)實際進行放樣,避免由于交接點處鋼筋密集而無法安裝以及保護層尺寸偏差。模板尺寸偏差也會導致保護層的不足或超標,所以應(yīng)注意模板制作和安裝,制作要規(guī)范、尺寸要精確。
2、糾正澆筑時的壞習慣
1)在施工時,特別是鋼筋較密集部位,由于振搗有難度,操作工人有時會用振動棒來撬動鋼筋,或利用振動鋼筋來傳導振搗力。這樣就會造成鋼改正筋的移位和混凝土保護層厚度的偏差。
2)施工人員不要隨意在梁板鋼筋上行走,隨意踩踏鋼筋網(wǎng)片,特別是運輸車輛嚴禁入內(nèi),應(yīng)搭設(shè)可移動的操作平臺,鋼筋工必須跟班作業(yè),發(fā)現(xiàn)鋼筋損壞和移位等情況應(yīng)及時校正修復(fù),確保鋼筋在混凝土內(nèi)的正確位置。
這兩個問題在建設(shè)過程中較為常見,在以往的檢測中也往往發(fā)現(xiàn)鋼筋偏位、下垂導致保護層偏薄甚至缺失的現(xiàn)象,有的模板拆除后就可發(fā)現(xiàn)鋼筋外露,是必須要改正的問題。
二、墊塊選擇及使用
1、墊塊的要求
墊塊目前找不到具體的規(guī)范和要求,以筆者實踐經(jīng)驗來看,總結(jié)了以下幾點供參考:
1)應(yīng)具有足夠的強度、不易破碎、耐腐蝕。尺寸符合要求。
這個問題目前已經(jīng)引起足夠的重視。要注意不要有時隨手使用模板下腳料等竹木材料,注意尺寸根據(jù)不同構(gòu)造物要求選擇。
2)與混凝土結(jié)合良好,有接近的漲縮性能,個人認為這一點比較容易引起忽視。與鋼筋連接簡單,能自鎖,不脫落。
與混凝土結(jié)合不好,或漲縮性能相差太多,就容易在墊塊周圍產(chǎn)生裂縫甚至容易脫落,從而使墊塊處成為強度薄弱壞節(jié),也成為水汽侵蝕的突破點。應(yīng)有凹槽等自鎖裝置,方便固定鋼筋,防止滑動。
3)色澤與混凝土一致或接近,體積盡量小。
如果顏色與混凝土有一定反差,觀感上不太好。墊塊與混凝土的結(jié)合,很難做到與整體澆筑同樣的效果,因此墊塊尺寸越大就越會成為薄弱壞節(jié)。
2、墊塊的類型及選擇
一般來說,混凝土、水泥砂漿、大理石、花崗巖、塑料墊塊、刷過防銹漆的鋼筋頭等都可以作為墊塊使用,這些也是使用較多的材料。
1)水泥砂漿
在與混凝土結(jié)合、色澤上比較理想,但墊塊一般應(yīng)不低于混凝土強度等級,水泥砂漿在強度上有缺陷,一般不使用為佳。
2)大理石、花崗巖下腳料
強度較高,取材方便。不過大理石墊塊厚度未必能滿足設(shè)計要求的厚度,由于墊塊表面光滑及與周圍的混凝土黏結(jié)強度不同,墊塊周圍容易出現(xiàn)小裂縫;顏色與混凝土有一定反差,觀感上不太好。推薦在無腐蝕隱蔽工程使用。
3)刷過防銹漆的鋼筋頭
它的優(yōu)點是結(jié)合好、體積小,對構(gòu)件強度幾乎不影響。它的缺點是剛度不夠,容易使鋼筋網(wǎng)下垂,另外防銹效果直接影響構(gòu)件使用壽命,比較難以監(jiān)管,不建議使用,特別是在受彎受拉構(gòu)件上。
4)細石混凝土
細石混凝土是理想的的墊塊材料,推薦使用。但應(yīng)改善以前常用的方形墊塊形狀,增加自鎖功能,如左圖所示。在采用批量生產(chǎn)、加強監(jiān)管以保證施工質(zhì)量的前提下,個人認為是目前最佳選擇。
5)塑料墊塊
相對于傳統(tǒng)的墊塊,塑料墊塊具有以下優(yōu)點:具有標準化、定型化、通用性的特點,質(zhì)量穩(wěn)定;可以通過調(diào)整不同的擺放角度來調(diào)整保護層厚度,降低了人為因素造成的厚薄不均現(xiàn)象,使用方便;墊塊質(zhì)量輕,體積小,強度高,耐腐蝕;支撐穩(wěn)定,不容易脫落。但個人對塑料墊塊與混凝土的結(jié)合性能及抗老化性能有懷疑,如結(jié)合性能不好容易引起墊塊周邊開裂,從而引起內(nèi)部鋼筋腐蝕。由于使用年限有限,尚無有關(guān)調(diào)查記錄可供借鑒。
3、墊塊的使用
墊塊的使用應(yīng)注意:1)不同的施工部位使用不同尺寸的墊塊。2)墊塊的數(shù)量應(yīng)滿足求,墊塊的縱橫向間距控制在100cm左右,不宜過大也不要太小。3)當鋼筋直徑較小時應(yīng)適當加密墊塊。4)采用細石砼制作時,墊塊一般要比混凝土強度等級高一個等級,規(guī)格可為7cm×7cm×混凝土保護層厚度。構(gòu)造物高度大于1.5m時,混凝土保護層墊塊規(guī)格宜為10cm×10cm×混凝土保護層厚度。
個人認為堅固、耐久、美觀、適用是所有建筑物最基本的要求,而耐久性需要長時間的考驗,更容易被忽略,也最難以追溯,但對建筑物安全使用年限的作用,以及社會資源的浪費卻是巨大和無形的。而混凝土保護層是鋼筋混凝土構(gòu)件中對維護結(jié)構(gòu)耐久性最重要的因素之一,尤其需要在施工中加以規(guī)范和監(jiān)督。