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【摘要】钢筋混凝土保护层是指混凝土构件中，起到保护钢筋避免钢筋直接裸露的那一部分混凝土，从混凝土表面到最外层钢筋外边缘之间的最小距离。保护层最小厚度的规定是为了使混凝土结构构件满足的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。以此为出发点，本文结合多年的工程施工实践，简述钢筋保护层的重要性及其在施工中的控制。
【关键词】建筑工程；钢筋保护层；质量控制
1、钢筋混凝土的作用机理
我们都知道混凝土是由水泥、砂子、石子和水按一定的比例拌和而成，凝固后坚硬如石，受压能力好，但受拉能力差，容易因受拉而断裂；而钢筋正好具备了和混凝土相反的抗压强度差、抗拉强度好的性能。为了解决这个矛盾，充分发挥混凝土的受压能力，常在混凝土受拉区域内或相应部位加入一定数量的钢筋，使两种材料粘结成一个整体，共同承受外力。这两种材料通过四种途径可达到很好的组合能力：①钢筋与混凝土接触面上吸附作用力，也称胶结力。②混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生摩擦力。③钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用，也称咬合力。
因为钢筋与混凝土之间存在足够的粘结力，设计人员在结构计算时，钢筋混凝土构件是作为一个整体来承受外力的；又由于混凝土的抗拉强度很低，为简化计算，一般混凝土只考虑承受压应力，而拉应力则全部由钢筋来承担。对于受力构件截面设计来讲，受拉的钢筋离受压区越远，其单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也越大，这样钢筋发挥的效率也就越高。所以一般来讲，无论是梁还是板，受拉钢筋总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。如挑梁的受力筋应设在构件上部受拉区。如果放置错误或者钢筋保护层过大，轻则降低了梁的承载能力，重则会发生梁断裂引起倒塌事故。
2、钢筋保护层不足造成钢筋破坏的原因
2.1 混凝土保护层损害作用
保护层碳化的损害作用混凝土失去碱性的过程叫做碳化，是一种普遍存在的介质与混凝土相互作用的形式，一般可使混凝土孔隙液体的pH 降至8～10。混凝土碳化具有分层特性，由混凝土表面向内部逐渐进行。由于钢筋表面的钝化氧化铁薄膜只有在强碱性环境中才得以形成和稳定存在，因此，一旦保护层碳化至钢筋表面时，就会导致钝化氧化铁薄膜的破坏，从而失去保护钢筋免遭锈蚀的能力。
2.2 碳化过程的影响因素
（1）空气相对湿度：碳化的三个过程均与周围空气的相对湿度有关。相对湿度高，则混凝土含水率高，混凝土内部孔隙被物理结合水所充满，CO2向内扩散的速度就会大幅度降低，碳化过程实际上不能进行；相对湿度低，则由于混凝土中水分不足，Ca（OH）2的扩散无法进行，碳化过程实际上也处于停滞状况。在空气相对湿度为50% ～60%时，碳化速度最快，此时，物理结合水不能充满混凝土的孔隙。足以保证CO2气体向内的扩散过程，而孔隙内表面上物理结合水液膜为Ca（OH），向外扩散提供了条件，同时，由于气液交界面积大，也使化学反应进行得较快。
（2）温度：当温度较低时，水变成冰，化学反应无法进行，碳化过程也就实际上停止了。随着温度的升高，化学反应速度、C02和Ca（OH）2的扩散过程均呈加快趋势，因而碳化过程随温度的升高而加快。
（3）混凝土性质：在环境条件相同时，碳化过程取决于混凝土本身的性质。据研究，混凝土碳化深度大致与碳化时间的平方根成正比关系。在一定范围内，水泥用量越大，碳化过程越慢。水泥用量一定时，增大水灰比，则增加混凝土的孔隙率，降低密实度，碳化过程加快。矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥混凝土碳化过程快于普通硅酸盐水泥。设计强度越高，混凝土碳化过程越慢。施工时振捣充分、养护良好，则混凝土的实际强度就高，混凝土碳化过程就慢。一般说来，室外混凝土的碳化过程比室内慢，其碳化值约为室内值的2/3左右，但门窗等通风口处的构件，即使处于室内，其碳化值也与室内值相近碱度差异、氯离子浓度差异、局部氧气剧增形成的钢筋被包裹在混凝土构件中形成钝化保护膜，不与外界接触相对还比较安全，但如果钢筋保护层厚度过小，也就是钢筋过分靠近受拉区一侧，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，严重时还会导致整个结构体系的破坏。
3、施工中的技术控制措施
下面就本人在多年的施工经验中就保证钢筋保护层的问题谈谈我个人观点，认为要想很好的控制钢筋的保护层就要从以下几点考虑：
（1）根据不同部位的钢筋事先做好控制方案，并做好详细的技术交底。保护层的厚度并非千篇一律，一般来说现浇楼板的保护层厚度1.5cm，而基础的保护层厚度通常为5cm，有时甚至达到10cm 。不同部位的钢筋制定不同的施工方案及控制措施。多排钢筋的梁面或梁底容易造成纵筋下落或位移，梁的两排纵筋之间的净距规定不小于25mm，为此我们可以使用直徑25mm的短筋作为分隔筋，分隔筋每跨梁内不得少于两处，而梁的侧面和底面分别用强度不小于M15的带绑丝的和不带绑丝的水泥砂浆垫块分别置于梁的侧面和底面，垫块尺寸不得小于40×40mm。
（2）施工中严格按照施工方案及技术交底认真做到过程控制，达到重点绑扎部位专人监督、全面检查的形式，并且认真做好施工记录及隐蔽验收，钢筋绑扎完毕避免上人踩踏。在混凝土浇注完毕后要及时浇水养护，防止碳化，浇水时间不得少于7天。拆模时，严禁破坏砼的棱角，如有破坏，按规范要求及时修复，以防保护层减小，造成钢筋锈蚀。
结语：
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。我们要在正确了解钢筋及混凝土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。只有防微杜渐，才能使我们的工程施工技术水平更上一个档次。
参考文献：
[1]中国建筑科学院研究院.混凝土结构工程质量验收规[S].中国建筑工业出版社，2013.
[2]姚宏光.建筑工程中钢筋保护层厚度的控制[J].民营科技.2012，05.
【关键词】建筑工程；钢筋保护层；质量控制
1、钢筋混凝土的作用机理
我们都知道混凝土是由水泥、砂子、石子和水按一定的比例拌和而成，凝固后坚硬如石，受压能力好，但受拉能力差，容易因受拉而断裂；而钢筋正好具备了和混凝土相反的抗压强度差、抗拉强度好的性能。为了解决这个矛盾，充分发挥混凝土的受压能力，常在混凝土受拉区域内或相应部位加入一定数量的钢筋，使两种材料粘结成一个整体，共同承受外力。这两种材料通过四种途径可达到很好的组合能力：①钢筋与混凝土接触面上吸附作用力，也称胶结力。②混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生摩擦力。③钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用，也称咬合力。
因为钢筋与混凝土之间存在足够的粘结力，设计人员在结构计算时，钢筋混凝土构件是作为一个整体来承受外力的；又由于混凝土的抗拉强度很低，为简化计算，一般混凝土只考虑承受压应力，而拉应力则全部由钢筋来承担。对于受力构件截面设计来讲，受拉的钢筋离受压区越远，其单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也越大，这样钢筋发挥的效率也就越高。所以一般来讲，无论是梁还是板，受拉钢筋总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。如挑梁的受力筋应设在构件上部受拉区。如果放置错误或者钢筋保护层过大，轻则降低了梁的承载能力，重则会发生梁断裂引起倒塌事故。
2、钢筋保护层不足造成钢筋破坏的原因
2.1 混凝土保护层损害作用
保护层碳化的损害作用混凝土失去碱性的过程叫做碳化，是一种普遍存在的介质与混凝土相互作用的形式，一般可使混凝土孔隙液体的pH 降至8～10。混凝土碳化具有分层特性，由混凝土表面向内部逐渐进行。由于钢筋表面的钝化氧化铁薄膜只有在强碱性环境中才得以形成和稳定存在，因此，一旦保护层碳化至钢筋表面时，就会导致钝化氧化铁薄膜的破坏，从而失去保护钢筋免遭锈蚀的能力。
2.2 碳化过程的影响因素
（1）空气相对湿度：碳化的三个过程均与周围空气的相对湿度有关。相对湿度高，则混凝土含水率高，混凝土内部孔隙被物理结合水所充满，CO2向内扩散的速度就会大幅度降低，碳化过程实际上不能进行；相对湿度低，则由于混凝土中水分不足，Ca（OH）2的扩散无法进行，碳化过程实际上也处于停滞状况。在空气相对湿度为50% ～60%时，碳化速度最快，此时，物理结合水不能充满混凝土的孔隙。足以保证CO2气体向内的扩散过程，而孔隙内表面上物理结合水液膜为Ca（OH），向外扩散提供了条件，同时，由于气液交界面积大，也使化学反应进行得较快。
（2）温度：当温度较低时，水变成冰，化学反应无法进行，碳化过程也就实际上停止了。随着温度的升高，化学反应速度、C02和Ca（OH）2的扩散过程均呈加快趋势，因而碳化过程随温度的升高而加快。
（3）混凝土性质：在环境条件相同时，碳化过程取决于混凝土本身的性质。据研究，混凝土碳化深度大致与碳化时间的平方根成正比关系。在一定范围内，水泥用量越大，碳化过程越慢。水泥用量一定时，增大水灰比，则增加混凝土的孔隙率，降低密实度，碳化过程加快。矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥混凝土碳化过程快于普通硅酸盐水泥。设计强度越高，混凝土碳化过程越慢。施工时振捣充分、养护良好，则混凝土的实际强度就高，混凝土碳化过程就慢。一般说来，室外混凝土的碳化过程比室内慢，其碳化值约为室内值的2/3左右，但门窗等通风口处的构件，即使处于室内，其碳化值也与室内值相近碱度差异、氯离子浓度差异、局部氧气剧增形成的钢筋被包裹在混凝土构件中形成钝化保护膜，不与外界接触相对还比较安全，但如果钢筋保护层厚度过小，也就是钢筋过分靠近受拉区一侧，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，严重时还会导致整个结构体系的破坏。
3、施工中的技术控制措施
下面就本人在多年的施工经验中就保证钢筋保护层的问题谈谈我个人观点，认为要想很好的控制钢筋的保护层就要从以下几点考虑：
（1）根据不同部位的钢筋事先做好控制方案，并做好详细的技术交底。保护层的厚度并非千篇一律，一般来说现浇楼板的保护层厚度1.5cm，而基础的保护层厚度通常为5cm，有时甚至达到10cm 。不同部位的钢筋制定不同的施工方案及控制措施。多排钢筋的梁面或梁底容易造成纵筋下落或位移，梁的两排纵筋之间的净距规定不小于25mm，为此我们可以使用直徑25mm的短筋作为分隔筋，分隔筋每跨梁内不得少于两处，而梁的侧面和底面分别用强度不小于M15的带绑丝的和不带绑丝的水泥砂浆垫块分别置于梁的侧面和底面，垫块尺寸不得小于40×40mm。
（2）施工中严格按照施工方案及技术交底认真做到过程控制，达到重点绑扎部位专人监督、全面检查的形式，并且认真做好施工记录及隐蔽验收，钢筋绑扎完毕避免上人踩踏。在混凝土浇注完毕后要及时浇水养护，防止碳化，浇水时间不得少于7天。拆模时，严禁破坏砼的棱角，如有破坏，按规范要求及时修复，以防保护层减小，造成钢筋锈蚀。
结语：
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。我们要在正确了解钢筋及混凝土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。只有防微杜渐，才能使我们的工程施工技术水平更上一个档次。
参考文献：
[1]中国建筑科学院研究院.混凝土结构工程质量验收规[S].中国建筑工业出版社，2013.
[2]姚宏光.建筑工程中钢筋保护层厚度的控制[J].民营科技.2012，05.