文档介绍：应用技术研究作者简介:孙秀红女土木工程系刘红霞女土木工程系 1 孙秀红刘红霞[ 文章摘要] 钢筋混凝土构件的保护层厚度直接影响着构件的耐久性和承载能力, 所以在钢筋混凝土构件设计和施工中应采取有效控制措施,保证保护层厚度的准确性。 [ 关键词] 钢筋混凝土构件,保护层,承载力,耐久性,控制措施 0 引言混凝土保护层被完全碳化通常是钢筋锈蚀的重要前提,而碳化所需时间同其厚度成正比,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。从这个角度来讲,增加混凝土保护层厚度,可以保证结构的使用寿命。但试验证明[1] ,过厚的保护层会降低受弯构件开裂弯矩,当试验荷载处于破坏荷载的 15%~20%时,构件就开始出现裂缝。同时,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, 对结构耐久性有不利影响。所以,可以针对使用年限、大气环境、水灰比等参数对混凝土保护层厚度进行耐久性优化设计[2],并在此基础上,采取有效的施工控制措施,确保钢筋混凝土构件保护层位置的正确。 1 钢筋混凝土构件保护层厚度的确定 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组成。就原材料的力学性能而言, 钢筋有较强的抗拉、抗压强度, 但混凝土只有较强的抗压强度,而抗拉强度却很低。但两者弹性模量接近,有较好的化学胶结力、摩擦力和机械咬合力,所以二者结合,既能发挥各自的材料强度,大大提高构件的承载力,又能很好地协调工作,改善混凝土的脆性。结构计算时,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。为防止钢筋锈蚀和保证钢筋与混凝土的紧密粘结,梁、板、墙、柱都应具有足够的保护层(受力钢筋外边缘到混凝土外边缘的最小距离称为保护层厚度) 。 保护层对混凝土结构承载力的影响钢筋混凝土构件截面承载力设计时,从受弯构件的正截面承载力计算式: M ≤ Mu = α1*fcbh 0 2 * α s [3] 可以看出,混凝土开裂后拉力完全由钢筋承担,弯矩 M 与截面的有效高度 h 0 2 成正比。即 h 0 ( 受拉钢筋合力作用点到混凝土受压区边缘的距离) 越大, 其受拉钢筋离受压区越远,其单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也越大,这样钢筋发挥的力学效能也就越高。保护层过厚时,会使截面的有效高度 h 0 减小, 削弱构件的承载能力,特别是对那些截面高度较小的构件,这种情况更明显、更危险;然而保护层如过小,即受拉钢筋靠近钢筋混凝土构件的边缘时, 则会产生以下后果: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,而且难以抵御外界***离子及其他介质侵入结构内部,导致钢筋、混凝土腐蚀破坏及形成应力腐蚀, 直接影响结构的耐久性,甚至还会导致整个构件的破坏。 保护层对混凝土结构耐久性的影响在钢筋混凝土结构中,保护层作用体现在两个方面: 一是物理保护: 混凝土紧紧包裹在钢筋表面, 保护钢筋免受外力和环境中有害物质的直接侵害; 二是化学保护,水泥水化时析出大量的 Ca (OH) 2 , 应用技术研究 2 混凝土的初始碱度较高(pH > 12) ,钢筋表面形成一种致密的钝化膜, 可避免钢筋锈蚀, 所以影响保护层作用机理的主要是材料本身性能和保护层的厚度