摘要：随着社会的发展，我国的现代化建设水平的发展也日新月异。我国巨大的人口数量，决定了钢筋混凝土结构及砌体结构在未来三十年左右的现代化建设进程中将作为主导结构。那么，钢筋与混凝土到底是如何工作的呢?它们究竟是什么样的关系呢?从材料的物理力学性能来讲，钢筋具有较强的抗拉、抗压强度，而混凝土只具有较高的抗压强度，抗拉强度却很低，但是两者的弹性模量较接近，与混凝土有较好的粘结力，这样既发挥了各自的受力性能，又能很好地协调工作，共同承担结构构件所承受的外部荷载。
关键词：控制钢筋混凝土；裂缝；保护层；重要性
引言
试从钢筋与混凝土共同作用的受力机理，谈钢筋保护层的重要性及其在施工中的控制.
1环境类别对混凝土裂缝的影响
1.1当进行正常使用状态下的构件裂缝控制验算时，不同的环境类别对应有不同的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值。
1.2设计使用年限为50年的结构混凝土耐久性的基本要求，根据不同的环境类别应符合规范的有关规定。设计使用年限为100年的结构混凝土耐久性的基本要求，根据不同的环境类别所应符合规范的有关规定参见《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第3.4节，根据构件所处的环境类别有所不同，来确定各类构件受力钢筋的混凝土保护层最小厚度取值。
1.3潮湿环境应该与空气的湿度相关，湿度是表示空气干湿程度的物理量。对湿度的衡量通常用绝对湿度和相对湿度两个指标。潮湿环境主要可能对钢筋产生锈蚀，而对素混凝土通常并无损害。根据实践经验，当钢筋上不出现结露或水膜时，构件的裂缝处的钢筋一般无明显锈蚀现象。结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值，由设计部门计算并不能有效控制，施工方面将起重要作用。由直接荷载引起的受弯构件裂缝，考虑了混凝土在长期荷载影响下的徐变因素。由收缩、温度变化、混凝土碳化、地基不均匀沉降等非直接荷载引起的裂缝占主要因素。混凝土在空气中结硬时体积减小的现象，称为收缩。因混凝土施工质量导致的裂缝宽度超过设计控制值的主要原因是混凝土的收缩过大。水泥用量多，水灰比大，干燥失水，高温低湿，则收缩大；骨料硬，级配好，高温蒸汽养护，则收缩小。由于钢筋的存在限制了混凝土的自由收缩，导致混凝土受拉，钢筋受压，这些因素与引起受弯构件裂缝的内力因素共同作用的结果，是加剧了裂缝的开展。当水灰比高出规定值时，将使现浇混凝土中的游离水过多，水蒸发后不仅会引起混凝土的收缩，而且会降低混凝土的强度等级。因此，控制混凝土构件的裂缝，确保设计与施工两方面的质量同等重要。
2混凝土保护层的作用
2.1对钢筋全表面进行有效握裹，使钢筋与混凝土之间具有需要的粘结力。混凝土保护层厚度是影响粘结强度的主要因素之一，混凝土保护层厚度愈大，粘结强度愈高，但当保护层厚度大于钢筋直径的5倍时，粘接强度通常不再增长（但容易产生裂缝)。
2.2保护钢筋免受锈蚀。混凝土材料没有钢材容易被锈蚀的特点，当混凝土将钢筋全部包裹住后，在一定程度上可将使钢筋产生锈蚀的环境因素隔离开来。混凝土材料呈碱性，可使包裹其中的钢筋表面形成钝化膜阻止钢筋的锈蚀进程。由于混凝土在浇筑时的泌水现象、水泥凝胶体的收缩、骨料重力下沉、游离水蒸发以及存在气泡等原因，使混凝土不可避免地存在微细裂缝和毛细孔。这种先天不足可使构件外部的水或二氧化碳等酸性物质能够通过微细裂缝和毛细孔逐渐进入混凝土内部，慢慢中和混凝土的碱性并使其蜕变为中性物质，这个过程称为混凝土的碳化。当碳化到达钢筋表面之后，将破坏原来形成的钝化膜，使钢筋失去防护而发生锈蚀。钢筋锈蚀的后果不仅削弱钢筋截面，而且降低钢筋与混凝土之间的粘结强度，当锈蚀严重时还会将混凝土胀裂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆碳化现象总体来看不可避免，但可以采取措施减缓碳化的速度，尽量延长碳化到达钢筋表面的时间。由于混凝土的碳化是从表面逐渐向内部发展的，碳化到达钢筋表面的时间显然与混凝土保护层的厚度密切相关，因此，限定混凝土保护层最小厚度对满足混凝土结构的耐久性要求十分必要。在工程实际中，由于钢筋保护层厚度未按规范要求所导致的质量问题不胜枚举。以某住宅楼为例，如今的住宅面积越来越大，大客厅、大居室，使楼板跨度也越来越大。由于施工中保护层偏大出现了许多裂缝。后经权威检测部门检查测试后发现，负筋保护层普遍超过规范20~40mm，最大的甚至超过了70mm，使楼板上部的负弯矩钢筋的作用降低，有些甚至完全失去作用，最后在迫不得已的情况下经设计同意采取局部加固补强措施，尽管这样还是给施工单位本身造成了很大的经济损失和浪费。那么，受拉的钢筋是否越靠边越好呢?答案当然是否定的。这是因为钢筋的主要成分是铁，铁在常温下就很容易氧化，更别说在高温或潮湿的环境中。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，混凝土就失去了保护钢筋的作用，从而导致钢筋锈蚀，断面减小，强度降低，钢筋与混凝土之间失去粘结力，构件整体性受到破坏，严重时还会导致整个结构体系的破坏。据有关资料统计，钢筋混凝土楼板开裂原因中，70%左右是由钢筋在混凝土保护层位置不正确引起的。那么，钢筋保护层又该如何控制呢?重点应从三个方面着手：一是事前控制；二是事中控制；三是事后控制。事前控制，应针对不同的工程部位，根据设计图纸及施工验收规范，确定正确的钢筋混凝土保护层厚度。事中控制，采取马墩和混凝土垫块保证钢筋绑扎时位置正确，严禁操作人员在钢筋上随意行走，浇注混凝土时不要集中卸料。事后控制，及时调整钢筋位置、检查保护层厚度，采取有效的养护和保护措施。
3钢筋混凝土裂缝的防治措施
3.1干缩裂缝的预防
在进行施工材料的选择过程中，第一，选择受冷之后收缩值较小的水泥。常见的包括热水泥、粉煤灰水泥等，进而有效防止裂缝的出现并降低水泥的用量；第二，严格按照相关标准进行水灰比的配比。水含量的比值越大，对材料的干缩量也会越大，因此应根据工程的实际情况，适当添加减水剂，进而有效避免裂缝的出现；第三，在混凝土施工过程中，应充分考虑到温度和季节的影响。在冬季施工过程中，对温度和湿度的要求较高，因此应采用覆盖措施来进行保温。第四，由于混凝土的热胀冷缩现象，其体积会随着温度的变化而变化，因此应适当留出合适的收缩缝，进而避免由于收缩而造成的裂缝问题。
3.2塑性收缩裂缝的预防
第一，为有效避免出现塑性收缩裂缝，应采用硅酸盐水泥或者是收缩量较小的硅酸盐水泥；第二，应严格按照工程要求进行水灰比的控制，并根据工程实际情况选择合适的减水剂，进而提升混凝土的可塑性和沉降性能；第三，有效保证建筑工程能够进行均匀沉降，在进行混凝土预制之前应将地层进水进行清理；第四，应严格控制混凝土的温度和湿度，可以采用塑料薄膜等进行混凝土的覆盖保湿；第五，在使用过程中应进行混凝土的养护，避免出现干裂等现象，进而达到养护混凝土的目的。
结语
钢筋混凝土保护层厚度是造成混凝土裂缝的重要因素之一。要在正确了解钢筋及混凝土受力机理的前提下，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，才能保证工程质量达到施工验收标准。
参考文献：
[1]侯小光.谈某房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治[J].居业，2016，（4）.
[2]季新.某房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治分析[J].住宅与房地产，2016，（3）.
[3]朱丽杰.房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治措施[J].现代物业（上旬刊），2015，（2）.
论文作者:马银伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：混凝土论文; 钢筋论文; 裂缝论文; 保护层论文; 锈蚀论文; 构件论文; 厚度论文; 《基层建设》2019年第1期论文;