对于一般工业与民用建筑的现浇混凝土板类构件负弯矩钢筋,尤其悬挑构件的板面负弯矩钢筋,其混凝土保护层厚度的控制一直处于薄弱环节。本文介绍的采用粗钢筋(或钢管)悬挂负弯矩钢筋的方法因其材料成本低、人工操作简便、控制效果稳定等特点,有推广使用价值。
工程质量
混凝土保护层是指外层钢筋外缘至混凝土外表面的混凝土厚度,亦称混凝土保护层厚度。保护层厚度的确定,基本上是根据两个因素:一是在结构上保证钢筋与混凝土共同工作,即满足受力钢筋粘结锚固要求;二是保证混凝土钢筋的耐久性。它的厚薄及施工质量的优劣,直接影响到混凝土的耐久性[1]。
混凝土保护层厚度无论过厚或过薄,都会对构件产生影响。保护层厚度过簿,无疑会缩短钢筋的脱钝时间,使钢筋提早开始生锈并加快锈蚀发展速度。钢筋钝化膜遭到破坏的主要原因就是被碳化。混凝土保护层被完全碳化通常是钢筋锈蚀的重要前提。而碳化所需时间是同其厚度成正比的,这时构件的耐久年限主要取决于混凝土保护层完全被碳化所需要的时间。从这个角度讲,增加混凝土保护层厚度,可以保证构筑物的使用寿命。保护层过厚,钢筋周围由于粘结滑移所引起的裂缝很容易发展到构件表面,形成沿纵向钢筋的裂缝,使保护层混凝土发生劈裂破坏,导致钢筋的强度无法充分发挥作用,且劈裂裂缝对钢筋的腐蚀构成了严重威胁,这也直接影响了结构的耐久性。保护层厚度过厚将削弱构件的承载能力。足够的保护层厚度可保证钢筋和混凝土的共同工作及结构的使用年限,可使结构不致因灾害(火灾、腐蚀等)达到钢筋软化的危险温度而造成结构的整体破坏。但如果保护层过厚,除了在构件表面容易出现较大的收缩裂缝和温度裂缝外,还会直接削弱构件的承载能为,特别是对一些悬挑式的构件,此种情况更明显、更危险。
混凝土保护层是钢筋与混凝土共同工作的基本前提,是防止钢筋受环境侵蚀、提高结构耐久性的重要措施,对结构耐水性也有重要影响。所以设计上对于保护层厚度的规定,是考虑了不同使用环境、混凝土的抗碳化能力和构件类型等因素,并满足保护层完全碳化所需时间应大于结构的预期耐久年限的。
如果混凝土保护层厚度达不到设计标准和施工质量的要求,可能引起的危害主要有以下几个方面:
1)降低结构的设计承载能力,减少结构的安全储备;
2)引起钢筋的过早腐蚀,造成结构强度、刚度和延性的降低;
3)降低钢筋和混凝土的黏结力和混凝土的耐火极限。