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摘 要：钢筋混凝土施工往往受到很多现场环境的影响，其保护层厚度也对构件的耐久性能和承载能力有着直接的联系。因此，了解钢筋混凝土构件的工作原理、保护层对混凝土结构承载力和耐久性能的影响十分必要，而本文主要就钢筋混凝土保护层在施工中的控制策略展开讨论。
关键词：钢筋混凝土保护层；结构承载力；施工质量；控制策略
钢筋混凝土构件的保护层被碳化造成钢筋锈蚀的重要原因。一般来讲，保护层炭化的时间要与厚度成正比关系。从这一方面来看，合理确定钢筋混凝土构件的保护层厚度可以保证构件的使用寿命。但是在试验分析过程中我们也逐渐发现，过厚的保护层往往也会适得其反，一定程度上还会降低钢筋混凝土受弯构件的开裂弯矩，如当试验加载至破坏荷载的15%～20%的时候，其结构构件就已经开始发生裂缝。另外，过厚的保护层也为表面温度收缩裂缝形成了更好的条件，当构件受到外部荷载的作用时，容易发生混凝土破碎，从而结构的耐久性大打折损。因此，在施工当中，我们就需要格外注意到应采取相应有效的施工控制策略来应对钢筋混凝土保护层的厚度确定问题。
一、钢筋混凝土构件的保护层厚度确定
1.1 钢筋混凝土构件的工作原理
钢筋混凝土构件由钢筋和混凝土两种材料构成。就原材料自身的力学性能来讲，钢筋部分具有较强的抗拉与抗压强度，而混凝土部分则仅有较强的抗压强度，抗拉的能力几乎可以被忽略不计。但是，两部分几乎具有较为接近的弹性模量，钢筋与混凝土之间的化学胶结作用、摩擦作用和机械咬合作用即可以实现完美的结合，最大可能地发挥出两部分原材料的力学性能，大大提升了结构构件的结构承载能力且又可以相互协调工作。实际上，在关于钢筋混凝土构件的结构应力计算当中，因为混凝土部分的抗拉强度太小，为了运算简单，通常仅考虑其抗压的性能，这样一来结构构件在使用中的受拉应力则全部由钢筋部分承受。另外，为了避免钢筋混凝土构件中的钢筋部分免于直接受到外部作用力和有害介质的侵害，诸如梁板柱等钢筋混凝土结构构件都需要具有足够的保护层厚度。
1.2 保护层对混凝土结构承载力的影响
钢筋混凝土构件的截面承载力在设计当中由受弯构件正截面承载力的计算公式（M≤Mu=α1*fcbh02*αs）可以看出，弯矩M与截面的有效高度h02成正比关系，即h02越大，其受拉钢筋的合力作用点离混凝土的受压区边缘越远，该构件单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也就越大，这样的受力钢筋所能发挥的力学效能也就越好。
保护层厚度确定过大，钢筋混凝土构件的截面有效高度（H0）就会降低，这样一来削弱了结构构件的承载能力，尤其是对那些截面有效高度相对较小的钢筋混凝土构件，此类情况表现的更为突出，结构安全性无法得到保障。而保护层厚度确定过小，则又会产生如钢筋外表面包裹混凝土由于粘结滑移现象引起的裂缝损害，进而导致保护层混凝土的劈裂破坏，外部环境中的氯离子及其他有害介质会沿着裂缝进入到结构构件的内部，引发更为严重的化学腐蚀和应力腐蚀问题，最终导致整个钢筋混凝土构件的性能破坏。
1.3 保护层对混凝土结构耐久性的影响
钢筋混凝土构件的保护层主要作用体现于两点，即物理防护和化学防护。物理防护是混凝土将钢筋紧紧包裹，从而将钢筋与外部环境中有害物质隔开，免于受到直接蚀害，化学防护则是由于混凝土的水化反应会析出Ca（OH） 2，初始的碱度比较高（pH>12），钢筋的表面就会形成一种致密的钝化膜，从而避免钢筋受到锈蚀侵害。因此，我们可以知道在影响钢筋混凝土构件保护层作用机理的因素当中原材料性能、保护层厚度应首当其冲。那么，良好的施工控制策略则应该是基于抑制钢筋混凝土构件钢筋腐蚀和提高耐久性能而提出的有效手段。
二、钢筋混凝土保护层问题成因及施工控制策略
影响钢筋混凝土结构构件保护层厚度确定的因素主要包括环境类别、构件类型、混凝土的强度以及钢筋直径等等。梁、柱和墙构件由保护层厚度不当所引起的施工问题一般集中于漏筋或截面有效高度不足等方面。漏筋是因为当垫块太小或漏放时，保护层太小或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋，使钢筋移位外露，这会导使钢筋锈蚀，构件承载力和耐久性均会降低。保护层厚度过大时，梁的有效高度h0降低，截面承载力会降低，柱、墙的构件核心面积减小，也会降低构件的受压承载力，而且过厚的保护层容易在构件表面出现较大的收缩及温度裂缝，在受外力碰撞后容易破碎缺损，对结构耐久性也有不利影响。板构件中的钢筋起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止混凝土收缩和温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。但是，楼面上层钢筋网的保护层很难控制，常见问题就是上部负弯矩钢筋因踩踏而下沉，造成有效高度（h0） 不足，从而降低抗弯承载力及裂缝控制性能及刚度。
2.1施工问题成因
（1）许多施工人员对混凝土构件保护层的错误认识，对于梁构件的肢高通常是以梁高减去两个设计或施工规范规定的保护层的厚度来考虑，或在施工中为避免漏筋往往可以加厚混凝土保护层，而箍筋的内径尺寸则偏小也会间接增大保护层厚度，进而导致钢筋混凝土构件有效高度的降低；
（2）钢筋绑扎常将板构件、次梁、主梁以及框架梁等构件的负筋层层往上叠，使得保护层的最小厚度无法保证；
（3）施工现场常常可以见到以垫块形式进行辅助施工，此种随意的行为极不规范，导致钢筋混凝土结构构件的规格与强度根本无法得到保障。
2.2施工控制措施
（1）梁、板构件。
梁构件保护层厚度的控制比较容易，常采用水泥砂浆垫块或塑料卡等材料。垫块应均匀分布并固定位置，避免漏放和错放。而板构件底部钢筋相对也较为简单，其垫块通常布置呈梅花形状，每个垫块的间距保持不大于1m。板构件的面层钢筋布置一直是施工中的一大难题。由于在施工当中，各个工种同步交叉作业，人员的行走十分频繁，钢筋容易受到踩踏变形，或上层钢筋网马凳的设置间距过大甚至不设都是板构件面层保护层施工的难点问题。这方面问题得以控制应该合理安排好各个工种相互交叉作业的时间，并在板底钢筋绑扎完毕后，线管预埋、模板封镶和收头工序应及时进行穿插作业。同时，严格控制垫块的厚度，并确保厚度均匀一致。笔者建议，在今后施工中，可以大力推广与使用塑料垫块和塑料卡子，可以更为标准有效地来保证钢筋混凝土构件的保护层厚度以及钢筋位置的稳定。
（2）墙、柱构件。
墙、柱构件的混凝土保护层一般也比较简单。墙构件的内、外模板之间需采用螺栓加以紧固，并加设外模的支撑结构。柱构件的模板则要严格保证位置和垂直度符合规范的要求，且保证支撑系统的稳固性。墙、柱构件的水平钢筋、箍筋以及拉钩加工的尺寸要准确且绑扎牢靠。同样，也可以采用如采用塑料垫块或卡撑式定位件等新产品进行控制。
三、结束语
钢筋混凝土构件保护层的厚度问题不容小视，保护层厚度不当会引起结构构件耐久性能和承载能力方面的问题，更有甚者直接导致构件失去效能。因此，在对钢筋混凝土保护层进行施工时，良好的控制策略是必要的，而且还应该在设计阶段重视这一问题，从而万无一失保证工程的施工质量。
参考文献：
[1] 朱江；混凝土保护层厚度与强度关系的研究[J]；广西工学院学报；2003，（01）.
[2] 宋晓冰，刘西拉；结构耐久性设计的混凝土保护层厚度[J]；工业建筑；2001，（10）.
[3] 罗向荣；钢筋混凝土结构[M]；北京：高等教育出版社；2003.
[4] 《GB 50010-2002 混凝土结构设计规范》[M]；北京：中国建筑工业出版社；2002.
关键词：钢筋混凝土保护层；结构承载力；施工质量；控制策略
钢筋混凝土构件的保护层被碳化造成钢筋锈蚀的重要原因。一般来讲，保护层炭化的时间要与厚度成正比关系。从这一方面来看，合理确定钢筋混凝土构件的保护层厚度可以保证构件的使用寿命。但是在试验分析过程中我们也逐渐发现，过厚的保护层往往也会适得其反，一定程度上还会降低钢筋混凝土受弯构件的开裂弯矩，如当试验加载至破坏荷载的15%～20%的时候，其结构构件就已经开始发生裂缝。另外，过厚的保护层也为表面温度收缩裂缝形成了更好的条件，当构件受到外部荷载的作用时，容易发生混凝土破碎，从而结构的耐久性大打折损。因此，在施工当中，我们就需要格外注意到应采取相应有效的施工控制策略来应对钢筋混凝土保护层的厚度确定问题。
一、钢筋混凝土构件的保护层厚度确定
1.1 钢筋混凝土构件的工作原理
钢筋混凝土构件由钢筋和混凝土两种材料构成。就原材料自身的力学性能来讲，钢筋部分具有较强的抗拉与抗压强度，而混凝土部分则仅有较强的抗压强度，抗拉的能力几乎可以被忽略不计。但是，两部分几乎具有较为接近的弹性模量，钢筋与混凝土之间的化学胶结作用、摩擦作用和机械咬合作用即可以实现完美的结合，最大可能地发挥出两部分原材料的力学性能，大大提升了结构构件的结构承载能力且又可以相互协调工作。实际上，在关于钢筋混凝土构件的结构应力计算当中，因为混凝土部分的抗拉强度太小，为了运算简单，通常仅考虑其抗压的性能，这样一来结构构件在使用中的受拉应力则全部由钢筋部分承受。另外，为了避免钢筋混凝土构件中的钢筋部分免于直接受到外部作用力和有害介质的侵害，诸如梁板柱等钢筋混凝土结构构件都需要具有足够的保护层厚度。
1.2 保护层对混凝土结构承载力的影响
钢筋混凝土构件的截面承载力在设计当中由受弯构件正截面承载力的计算公式（M≤Mu=α1*fcbh02*αs）可以看出，弯矩M与截面的有效高度h02成正比关系，即h02越大，其受拉钢筋的合力作用点离混凝土的受压区边缘越远，该构件单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也就越大，这样的受力钢筋所能发挥的力学效能也就越好。
保护层厚度确定过大，钢筋混凝土构件的截面有效高度（H0）就会降低，这样一来削弱了结构构件的承载能力，尤其是对那些截面有效高度相对较小的钢筋混凝土构件，此类情况表现的更为突出，结构安全性无法得到保障。而保护层厚度确定过小，则又会产生如钢筋外表面包裹混凝土由于粘结滑移现象引起的裂缝损害，进而导致保护层混凝土的劈裂破坏，外部环境中的氯离子及其他有害介质会沿着裂缝进入到结构构件的内部，引发更为严重的化学腐蚀和应力腐蚀问题，最终导致整个钢筋混凝土构件的性能破坏。
1.3 保护层对混凝土结构耐久性的影响
钢筋混凝土构件的保护层主要作用体现于两点，即物理防护和化学防护。物理防护是混凝土将钢筋紧紧包裹，从而将钢筋与外部环境中有害物质隔开，免于受到直接蚀害，化学防护则是由于混凝土的水化反应会析出Ca（OH） 2，初始的碱度比较高（pH>12），钢筋的表面就会形成一种致密的钝化膜，从而避免钢筋受到锈蚀侵害。因此，我们可以知道在影响钢筋混凝土构件保护层作用机理的因素当中原材料性能、保护层厚度应首当其冲。那么，良好的施工控制策略则应该是基于抑制钢筋混凝土构件钢筋腐蚀和提高耐久性能而提出的有效手段。
二、钢筋混凝土保护层问题成因及施工控制策略
影响钢筋混凝土结构构件保护层厚度确定的因素主要包括环境类别、构件类型、混凝土的强度以及钢筋直径等等。梁、柱和墙构件由保护层厚度不当所引起的施工问题一般集中于漏筋或截面有效高度不足等方面。漏筋是因为当垫块太小或漏放时，保护层太小或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋，使钢筋移位外露，这会导使钢筋锈蚀，构件承载力和耐久性均会降低。保护层厚度过大时，梁的有效高度h0降低，截面承载力会降低，柱、墙的构件核心面积减小，也会降低构件的受压承载力，而且过厚的保护层容易在构件表面出现较大的收缩及温度裂缝，在受外力碰撞后容易破碎缺损，对结构耐久性也有不利影响。板构件中的钢筋起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止混凝土收缩和温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。但是，楼面上层钢筋网的保护层很难控制，常见问题就是上部负弯矩钢筋因踩踏而下沉，造成有效高度（h0） 不足，从而降低抗弯承载力及裂缝控制性能及刚度。
2.1施工问题成因
（1）许多施工人员对混凝土构件保护层的错误认识，对于梁构件的肢高通常是以梁高减去两个设计或施工规范规定的保护层的厚度来考虑，或在施工中为避免漏筋往往可以加厚混凝土保护层，而箍筋的内径尺寸则偏小也会间接增大保护层厚度，进而导致钢筋混凝土构件有效高度的降低；
（2）钢筋绑扎常将板构件、次梁、主梁以及框架梁等构件的负筋层层往上叠，使得保护层的最小厚度无法保证；
（3）施工现场常常可以见到以垫块形式进行辅助施工，此种随意的行为极不规范，导致钢筋混凝土结构构件的规格与强度根本无法得到保障。
2.2施工控制措施
（1）梁、板构件。
梁构件保护层厚度的控制比较容易，常采用水泥砂浆垫块或塑料卡等材料。垫块应均匀分布并固定位置，避免漏放和错放。而板构件底部钢筋相对也较为简单，其垫块通常布置呈梅花形状，每个垫块的间距保持不大于1m。板构件的面层钢筋布置一直是施工中的一大难题。由于在施工当中，各个工种同步交叉作业，人员的行走十分频繁，钢筋容易受到踩踏变形，或上层钢筋网马凳的设置间距过大甚至不设都是板构件面层保护层施工的难点问题。这方面问题得以控制应该合理安排好各个工种相互交叉作业的时间，并在板底钢筋绑扎完毕后，线管预埋、模板封镶和收头工序应及时进行穿插作业。同时，严格控制垫块的厚度，并确保厚度均匀一致。笔者建议，在今后施工中，可以大力推广与使用塑料垫块和塑料卡子，可以更为标准有效地来保证钢筋混凝土构件的保护层厚度以及钢筋位置的稳定。
（2）墙、柱构件。
墙、柱构件的混凝土保护层一般也比较简单。墙构件的内、外模板之间需采用螺栓加以紧固，并加设外模的支撑结构。柱构件的模板则要严格保证位置和垂直度符合规范的要求，且保证支撑系统的稳固性。墙、柱构件的水平钢筋、箍筋以及拉钩加工的尺寸要准确且绑扎牢靠。同样，也可以采用如采用塑料垫块或卡撑式定位件等新产品进行控制。
三、结束语
钢筋混凝土构件保护层的厚度问题不容小视，保护层厚度不当会引起结构构件耐久性能和承载能力方面的问题，更有甚者直接导致构件失去效能。因此，在对钢筋混凝土保护层进行施工时，良好的控制策略是必要的，而且还应该在设计阶段重视这一问题，从而万无一失保证工程的施工质量。
参考文献：
[1] 朱江；混凝土保护层厚度与强度关系的研究[J]；广西工学院学报；2003，（01）.
[2] 宋晓冰，刘西拉；结构耐久性设计的混凝土保护层厚度[J]；工业建筑；2001，（10）.
[3] 罗向荣；钢筋混凝土结构[M]；北京：高等教育出版社；2003.
[4] 《GB 50010-2002 混凝土结构设计规范》[M]；北京：中国建筑工业出版社；2002.