浅述混凝土结构钢筋保护层的重要性及其检测与施工控制

 
时间日期:2008-7-4        已被阅读次:[2713]
 
广东省六建集团有限企业 吴锐刚
[摘 要] 结合《混凝土结构工程施工质量验收规范》中的结构实体检测要求,浅述钢筋
保护层的重要性和检测方法,提出钢筋保护层的控制措施。
[关键词] 钢筋保护层 重要性 耐久性 结构实体检验 非破损法 控制
在当今社会中,大部分ca88物都与钢筋混凝土密切相关。无论是单层工业厂房还是高达数百
米的摩天大楼以及跨度过千米的大型桥梁等ca88物中,钢筋混凝土结构是应用最为广泛的一
种结构型式之一。而钢筋保护层厚度作为钢筋混凝土构件的一个技术指标,其作用是不可以
忽视的。本文结合《混凝土结构工程施工质量验收规范》中的结构实体检测要求,浅述钢筋
保护层的重要性和检测方法,提出钢筋保护层的控制措施。
  一、钢筋保护层的重要性
  钢筋混凝土结构是由混凝土中配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架制成的结构。钢
筋的主要成分是铁,铁在常温下会氧化,在高温及潮湿的环境中氧化速度会更快。在正常情
况下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,所以适当的钢筋保护层厚
度对保护钢筋免受氧化减轻腐蚀起着重要的作用。
  但钢筋保护层厚度并不是说越大越好的,过小或过大的钢筋保护层厚度都必将对钢筋混
凝土构件有不良的影响。如果钢筋保护层厚度过小,一方面容易造成钢筋露筋或钢筋受力时
表面混凝土剥落,另一方面随着时间的推移,表面的混凝土将逐渐碳化,用不了多久,钢筋
外混凝土就失去了保护作用,从而导致钢筋锈蚀,断面减小,强度降低,钢筋与混凝土之间
失去粘结力,构件整体性受到破坏,严重时还会导致整个结构体系的破坏。如果钢筋保护层
厚度过大,除了增大工程造价外,轻则降低了悬臂构件的承载能力,重则会影响构件的安全
性和使用功能;悬臂构件负弯矩钢筋混凝土保护层厚度偏大,会影响构件的承载力甚至导致
构件断裂跨塌。
  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,在《混凝土结构设计规
范》(GB50010-2002)第9.2中明确规定了在各种环境类别下纵向受力钢筋的混凝土保护层
最小厚度以及某些构造措施。而在《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002
)更对检测结构实体钢筋保护层厚度所抽取的钢筋种类、数量以及检测结果的评定作了规定

  二、钢筋保护层的检测方法
  下面参考相关资料并结合日常检测实践,就保护层厚度检测设备的原理及检测方法进行
简单的先容。
  《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)中规定:目前钢筋保护层的
检验,可采用非破损或局部破损的方法,也可以用非破损方法并用局部破损方法进行校准。
当采用非破损方法检验时,所使用的检测仪器应经过计量检验,检测操作应符合相关规程的
规定。
  在实际的检测过程中,从对结构构件的耐久来考虑,应提倡首选非破损法对其进行检测
,当采用非破损法检测过程中出现疑问时用破损法去修正或验证。在不适宜采用非破损法的
时候才采用钻孔、剔凿局部破损法,然后再用深度游标卡尺量测其实际保护层厚度。
  非破损法主要用到的仪器是钢筋探测仪,钢筋探测仪有电磁法钢筋探测仪和雷达法钢筋
探测仪两类。电磁法钢筋探测仪通常由探头、主机和连接线组成。探头接受主机命令,产生
电磁场,探头与混凝土表面持续接触并进行扫描,当混凝土中的钢筋和其它金属物体位于该
磁场时,磁力线会变形,钢筋和其它金属所产生的干扰导致电磁场强度的分布改变,被探头
探测到并接收输送回主机,主机以模拟方式或数字方式对金属物的位置进行显示。如果对仪
器所测金属物和混凝土进行适当校准,主机即显示钢筋(金属物)保护层厚度。
  我国目前用的钢筋探测仪主要为我国及英国、瑞士三国生产,其主机中显示的钢筋保护
层厚度均为使用生产国钢筋和混凝土材料校准得出,且显示的数字只对单根钢筋而言。依据
仪器的探测原理,为提高钢筋保护层厚度测试的准确性,需要对新购仪器进行试验室校准,
仪器在使用过程中还需进行周期性校准,工程现场检测时如现场情况和试验室校准条件有差
异,需对仪器读取的保护层数值进行现场校验。
  大家所用的仪器为瑞士生产PROFORMETER5钢筋混凝土探测仪,并曾在多ca88物中使用破
损法及非破损法测出的钢筋保护层厚度进行对比,其中片剂车间的检测数据见表一。
从表一的检测数据可以看出,梁中和柱中以及板的钢筋间距较大,其钢筋保护层采用
破损法和非破损法的检测数据相差不大,而梁端及柱头钢筋密集的部位,采用非破损法出现
的误差较大。
  非破损法检测受现场的场地及操作人员的经验和熟练程度的影响,故检测时要制定相关
的检测指引以提高检测水平。
  三、钢筋保护层的施工控制
  从几年的检测实践中,现浇板负弯矩钢筋以及悬臂构件的受力钢筋混凝土保护层厚度合
格点都偏低,是ca88工程质量通病之一。现在很多钢筋混凝土结构物的楼板在刚建成或建成
后使用不久就出现大量不同程度的裂缝,其中一大部分就是因为现浇板负弯矩钢筋混凝土保
护层厚度偏大,改变了设计中对构件设定的计算条件而使钢筋的受力情况发生改变造成的。
当构件成型后,钢筋保护层已经很难再改变了,故在施工过程中严格控制好钢筋保护层的厚
度甚为重要。具体可从以下两个方面去控制钢筋保护层的厚度:
  1、提高施工单位和施工人员对钢筋保护层重要性的认识,抓施工前技术交底。
  在某工程对钢筋保护层进行现场检测时发现其主梁用多条通宽直径25mm的HRB335热轧带
肋钢筋作主梁下部纵向钢筋保护层的垫块,虽然这种方法可以保证钢筋保护层的厚度,但其
用作垫块的通宽Φ25钢筋由于没有混凝土的保护,可能会在短时期内生锈,导致周围保护层
的脱落以及其自身的脱落,危及在其下面的工作或生活的人的安全,而且主梁纵向钢筋在没
有保护层的保护下锈蚀速度因此加快。故有必要在施工前,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。
  2、抓施工过程控制。
  在施工过程中,尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业的时间,在板底钢筋绑扎后
,线管预埋和模板封镶收头应及时穿插并争取全面完成,做到不留或少留尾巴,以减少板面
钢筋绑扎后的作业人员往返次数。在楼梯、走廊等频繁和必须的通行处应搭设(或铺设)临时
的简易通道,以供相关的施工人员通行。并使全体操作人员重视保护板面上层负筋的正确位
置;必须行走时应自觉沿钢筋支撑点通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋。安排足够数量
的钢筋工,在混凝土浇筑前及浇筑中及时进行整修。
  对现浇板负弯矩钢筋混凝土保护层厚度的控制,很多经验证明,以下施工方法可以有效
控制板负弯矩钢筋混凝土保护层的厚度。
  方法1:按规范要求将负弯矩钢筋和固定负弯矩钢筋的分布筋绑扎牢固,在柱上钢筋间
拉线标注负弯矩钢筋保护层厚度,采用塔式起重机或混凝土输送泵输送混凝土,在刚性较大
的梁纵向钢筋上部设置承载木板,浇筑混凝土时工人站于承载木板上。
  方法2:除按规范要求对钢筋进行绑扎外,还采用工程塑料限位卡固定板负弯矩钢筋及
板中其它钢筋,然后采用塔式起重机或混凝土输送泵输送混凝土进行浇筑。
  方法3:按规范要求绑扎板负弯矩筋及其分布筋,用几型支撑筋支撑负弯矩钢筋远离梁
的一端,用塔式起重机或混凝土输送泵输送混凝土进行浇筑。
  诚然,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
的危害也是不容忽视的。大家要在正确了解钢筋及混凝土构件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,在实际工程中不断提高技术水平。只有防
微杜渐,才能使大家的工程施工质量更上一个档次。
参考文献
  1、混凝土研究协会,混凝土耐久性研究与工程应用手册,中国科技学问出版社,2005
-9
  2、侯君伟,现浇混凝土ca88结构施工手册,机械工业出版社,2003
  3、朱国梁,简明混凝土工程施工手册,中国环境科学出版社,2003
  4、混凝土结构设计规范(GB50010-2002),北京:中国ca88工业出版社,2002
  5、混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002),北京:中国ca88工业出版社
,2002
     
 
 
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