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建筑钢筋混凝土保护层厚度的施工控制研究

原静华
  
科教文创媒体号
2024年135期
身份证号 410822199211230068

摘要:随着城市化进程的加快,建筑工程规模逐年扩大,钢筋混凝土结构作为现代建筑工程中不可或缺的结构材料,其性能和耐久性在很大程度上取决于钢筋的保护层。保护层不仅关系到结构的承载能力,还直接影响到建筑物的使用寿命。本文旨在对建筑钢筋混凝土保护层厚度的施工控制进行深入研究,探讨其重要性及施工技术方面的控制措施。

关键词:钢筋混凝土保护层;厚度控制;施工技术;质量控制

引言

钢筋混凝土保护层是混凝土中离钢筋表面最远的那一层混凝土,其厚度对建筑工程的质量、耐久性和安全性至关重要。保护层的主要作用包括抵抗钢筋锈蚀、保证钢筋强度和耐久性、减缓钢筋在火灾或高温环境中失去承载力的速度以及避免钢筋通过混凝土表面露出,降低建筑美观度。因此,在建筑工程施工中,必须严格控制钢筋保护层的厚度。

1.钢筋混凝土保护层厚度的重要性

1.1抵抗钢筋锈蚀

保护层能够隔绝钢筋与外界环境的直接接触,防止钢筋因大气侵蚀而氧化生锈,从而延长建筑物的使用寿命。 钢筋是钢筋混凝土结构中的主要受力元件,其表面若直接暴露于大气中,易受氧气、水分及腐蚀性物质的作用而发生锈蚀。锈蚀不仅导致钢筋截面减小,强度降低,还会因锈蚀产物的体积膨胀而对周围混凝土产生压力,引发混凝土开裂,最终影响结构的整体稳定性。根据《混凝土结构通用规范》(GB 55008-2021)的相关规定,钢筋混凝土结构应设计合理的保护层厚度,以有效隔绝钢筋与外部环境,防止或减缓钢筋锈蚀,确保结构的安全性和耐久性。

1.2保证钢筋强度和耐久性

保护层能够确保钢筋在混凝土中的稳定位置,避免因钢筋移位或变形而导致的结构破坏。 钢筋混凝土结构中,钢筋与混凝土通过粘结力共同作用,形成整体受力体系。保护层作为钢筋与外部环境之间的屏障,其厚度直接影响到钢筋在混凝土中的锚固效果和稳定性。若保护层过薄,钢筋易受外部荷载、温度变化等因素的影响而发生移位或变形,导致钢筋与混凝土的粘结力减弱,进而影响结构的承载能力。此外,保护层还能有效防止因钢筋裸露而遭受的物理损伤,如撞击、磨损等,从而保护钢筋的完整性,确保其长期保持高强度和耐久性。根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)的规定,不同环境类别下的钢筋混凝土结构应设置不同的保护层最小厚度,以确保钢筋在恶劣环境下的安全使用,维护结构的整体稳定性和耐久性。

1.3减缓钢筋在火灾或高温环境中的承载力丧失速度

保护层能够显著延缓钢筋在高温条件下因热膨胀而导致的结构承载力下降,为消防救援及人员疏散提供宝贵时间。 在火灾或高温环境中,钢筋会迅速升温并发生热膨胀,若缺乏足够的保护层隔离,钢筋的膨胀将直接作用于周围混凝土,导致混凝土开裂甚至剥落,进而严重影响结构的整体稳定性和承载能力。根据《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)的相关规定,对于不同耐火等级的建筑,其钢筋混凝土构件应设置符合要求的保护层厚度,以确保在设定的耐火极限内,钢筋不会因高温作用而丧失对结构的支撑能力,为消防扑救和人员安全撤离创造有利条件。

1.4维护结构耐久性

保护层是阻止潮湿气体和水侵入钢筋,防止因钢筋腐蚀膨胀而破坏混凝土,进而维护结构长期耐久性的关键屏障。 钢筋混凝土结构在使用过程中,若保护层厚度不足或存在缺陷,将允许水分、氯离子、二氧化碳等有害介质渗入,直接作用于钢筋表面,引发钢筋锈蚀。锈蚀产物体积膨胀,将对周围混凝土产生巨大压力,导致混凝土开裂、剥落,甚至造成钢筋与混凝土之间的粘结力丧失,严重影响结构的承载力和稳定性。根据《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476-2019)的明确要求,钢筋混凝土结构应设计合理的保护层厚度,以有效阻隔有害介质的侵入,保护钢筋免受腐蚀,确保结构的长期耐久性和安全性。通过严格控制保护层厚度,可以显著降低结构因钢筋锈蚀而导致的耐久性下降风险,延长建筑物的使用寿命。

2.建筑钢筋混凝土保护层厚度施工控制措施

2.1图纸会审与技术交底

施工单位应严格执行图纸会审制度,并组织技术人员进行详尽的技术交底,以确保全体施工人员准确理解并掌握设计图纸中关于保护层厚度的具体要求。 依据《建筑工程施工质量管理条例》及《建筑工程施工图设计文件审查管理办法》的相关规定,施工单位在项目开工前,必须组织专业人员对设计图纸进行细致会审,重点核对保护层厚度的设定是否符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)及项目特定环境条件下的耐久性要求。对于不同工程部位,如现浇楼板、梁、基础等,应根据其受力特点、混凝土强度等级及环境因素,合理确定保护层厚度,并明确标注在施工图上。同时,技术交底应涵盖保护层厚度的调整原则,确保施工人员能够根据现场实际情况,在规范允许的范围内进行灵活调整,如基础迎水面保护层厚度通常不低于50mm,特殊环境下可达100mm。

2.2钢筋加工与绑扎

钢筋加工前,应进行精确放样,确保钢筋尺寸、形状及布置满足设计要求,避免因钢筋密集导致的安装困难及保护层厚度偏差。 根据《钢筋焊接及验收规程》(JGJ 18-2012)及《钢筋机械连接技术规程》(JGJ 107-2016)的相关规定,钢筋加工应依据设计图纸进行精确计算,特别是对于复杂节点,应采用计算机辅助放样,确保钢筋间距、位置及保护层厚度满足设计要求。在钢筋绑扎过程中,应严格按照施工图纸及《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2015)的要求进行,确保钢筋骨架稳定、位置准确。同时,模板的制作与安装也应符合《组合钢模板技术规范》(GB 50214-2001)的规定,保证模板尺寸精确、表面平整,以减少因模板变形导致的保护层厚度偏差。

2.3混凝土浇筑过程中的规范管理

混凝土浇筑过程中,应采取有效措施保护钢筋骨架,防止钢筋移位及保护层厚度偏差。 依据《混凝土泵送施工技术规程》(JGJ/T 10-2011)及《混凝土结构工程施工规范》(GB 50666-2011)的相关规定,混凝土浇筑前应搭设稳固的操作平台,禁止施工人员直接踩踏钢筋网片,运输车辆不得进入钢筋骨架区域。在振捣过程中,应使用专业的振捣设备,遵循“快插慢拔、均匀振捣”的原则,避免使用振动棒直接撬动钢筋或利用钢筋传导振捣力,以免造成钢筋移位。同时,应安排专人跟踪检查钢筋位置,一旦发现钢筋损坏、移位或保护层厚度不符合要求,应立即停止浇筑并进行修复,确保保护层厚度满足设计要求,保证结构的安全性和耐久性。

2.4合理选择和使用垫块

垫块是控制钢筋保护层厚度的关键工具。垫块应具有足够的强度、不易破碎、耐腐蚀,且尺寸符合要求。常用的垫块材料包括混凝土、大理石、花岗岩、塑料垫块等。在选择垫块时,应根据不同的施工部位选择不同尺寸的垫块,并确保垫块的数量满足要求。垫块的纵横向间距宜控制在100cm左右,不宜过大也不应太小。当钢筋直径较小时,应适当加密垫块。

2.5加强质量监管与检查

在施工过程中,应加强质量监管和检查力度。对每一次施工,应进行详细的记录和检查,确保钢筋保护层的厚度符合设计要求。在混凝土浇筑前,应对保护层厚度进行抽检和复查,发现问题及时解决。验收时,应对保护层厚度进行严格检测,确保合格率达到要求。

结束语

综上所述,建筑钢筋混凝土保护层厚度的施工控制是确保工程质量的关键环节。通过严格的技术交底、规范的施工操作和有效的质量监管,可以避免因保护层问题导致的结构缺陷和安全隐患。施工单位应充分认识到合理保护层的重要性,不断提高工程施工技术水平,以实现更高质量、更安全的建筑工程。

参考文献:

[1]韩克鹏.钢筋混凝土保护层厚度取值探讨[J].四川水泥,2024,(07):55-57.

[2]黄志坚.钢筋混凝土结构保护层施工质量控制与厚度检测[J].四川水泥,2023,(04):193-195.

[3]季长征,孙建东,李仰贤,等.钢筋保护层厚度检测、评定与案例分析[J].建材世界,2023,44(01):60-63+71.

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